Cơ Năng - Thế Năng - Động Năng

CƠ NĂNG – THẾ NĂNG – ĐỘNG NĂNG

A: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1. Cơ năng.

Khi một vật thực hiện một công cơ học. Thì vật đó được gọi là có cơ năng. ( năng lượng của công cơ học).

Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn, cơ năng cũng được đo bằng jun.

2. Thế năng.

Thế năng hấp dẫn:

- Một vật đứng yên trên mặt đất không có chuyển động nếu không có một lực nào tác dụng. Nếu vật được đưa lên một cao độ thì nếu không giữ bằng một lực bên ngoài, nó sẽ chuyển động rơi xuống đất. Vậy nó đã thực hiện một cơ năng, vậy cơ năng trong trường hợp này được sinh ra nhờ một năng lượng gọi là thế năng, thế năng này là thế năng do độ cao so với mặt đất. Hay còn gọi là thế năng hấp dẫn, quy định rằng thế năng hấp dẫn tại mặt đất là bằng 0.

- Vật ở vị trí càng cao so với mặt đất thì công mà vật có khả năng thực hiện được càng lớn, nghĩa là thế năng của vật càng lớn.

- Ta giả thiết để đưa một vật lên độ cao h cần một năng lượng là A, do theo phương thẳng đứng so với mặt đất nên lực đã cản trở và tạo thế năng là trọng lượng P của vật. Vậy thế năng được tạo ra sau khi lên đên độ cao h được tính là: A = P.h

Thế năng đàn hồi:

- Một lò xo ( lò xo tròn trong đồng hồ hay lò xo nén thường gặp), khi chúng được nén lại và giữ bằng một lực, khi bỏ ra nó sẽ đẩy đầu lò xo chuyển động, vật ở đầu lò xo đã thực hiện một cơ năng.

- Vậy năng lượng để biến thành cơ năng trong trường hợp này là năng lượng do nén lò xo gọi là thế năng đàn hồi. Thế năng đàn hồi của lò xo ở trạng thái tự nhiên bằng 0.

- Một lò xo càng bị nén nhiều, cơ năng do nó sinh ra càng lớn, nghĩa là thế năng đàn hồi càng lớn.

3. Động năng.

- Một vật chuyển động nó đập vào một vật khác và gây ra chuyển động, vậy nó đang sử dụng một năng lượng gọi là động năng, hay cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.

- Vật có khối lượng càng lớn, chuyển động càng nhanh thì động năng của vật càng lớn.

- Một vật đứng yên không chuyển động thì động năng của nó bằng 0.

B: BÀI TẬP MẪU

Bài 1: Công thức tính thế năng hấp dẫn của một vật có trọng lượng P và đặt ở độ cao h thì có độ lớn là:

A. A = P + h B. A = P – h

C. A = P.h D. A = P/h

Hướng dẫn

Công thức để tính thế năng hấp dẫn của một vật đặt ở độ cao h và có trọng lượng P:

A = P. h

Chọn đáp án C

Bài 2: Một vật được để trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn của nó theo quy ước là:

A. A = 10 J B. A = -10J

C. A = 0J D. A = 5J

Hướng dẫn

Một vật được để trên mặt đất thì thế năng của nó quy ước là bằng 0. Đối với thế năng, điểm gốc bằng 0 được phép tự quy định khi tính toán cho thuận lợi, như với con lắc thì điểm thấp nhất thường lấy là bằng 0.

Chọn đáp án C

Bài 3: 4) Một vật nặng 2kG để trên mép một bàn cao 2m, thế năng hấp dẫn của nó là:

A. G = 40J B. G = 20J C. G = 10J D. G = 30J.

Hướng dẫn

Một vật nặng m = 2kG,

Vậy trọng lượng của nó P = 20N. Bàn cao h = 2m.

Thế năng hấp dẫn mà nó đang có:

G = P.h = 20.2 = 40J.

Chọn đáp án A

Bài 4: Chiếc đồng hồ dây cót trong nhà, hàng ngày ta phải lên dây cót đó là đã nạp loại năng lượng nào cho nó:

A. Thế năng hấp dẫn B. Cơ năng

C. Động năng D. Thế năng đàn hồi

Hướng dẫn

Chiếc đồng hồ dây cót trong nhà hàng ngày ta phải lên dây cót đó là ta đã nạp thế năng đàn hồi cho nó. Trong đồng hồ có một lò xo vòng tròn, khi lên cót là làm cho lò xo tròn tích năng lượng.

Chọn đáp án D

Bài 5: Một lò xo ở trạng thái cân bằng thì thế năng đàn hồi của nó

A. 1J B. 0J C. -1J D. 10J

Hướng dẫn

Một lò xo ở trạng thái cân bằng thì thế năng đàn hồi của nó bằng 0 ( thông thường quy định bằng 0 vì nó không sinh ra công cơ học được).

Chọn đáp án B

C: BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài 1: Trong các vật sau, vật nào không có động năng

A. Một lò xo được nén chặt để trên mặt đất

B. Con lắc đang chuyển động

C. Người đang đi xe máy trên đường

D. Một người đang chạy tập thể dục

Bài 2: Trong các vật sau, vật nào không có thế năng

A. Một vật để trên cao

B. Một chiếc lò xo thẳng để tự nhiên dưới đất

C. Lò xo tròn trong đồng hồ cót đang chạy

D. Con lắc đang dao động

Bài 3: Một vật đang ở độ cao h1 được đưa lên độ cao h2 > h1, khi đó vật có

A. Thế năng hấp dẫn tăng lên B. Thế năng đàn hồi tăng lên

C. Thế năng hấp dẫn giảm xuống D. Thế năng đàn hồi giảm xuống

Bài 4: Một lò xo đang bị nén chặt, sau đó nó được giãn ra một đoạn thì

A. Thế năng hấp dẫn tăng lên B. Thế năng đàn hồi giảm xuống

C. Động năng giảm xuống D. Thế năng đàn hồi tăng lên

Bài 5: Một vật đang chuyển động với vận tốc v₁ sau đó bị giảm xuống vận tốc v₂1. Khi đó động năng của vật đã:

A. Tăng lên B. Không đổi

C. Giảm xuống D. Phụ thuộc mức độ của hai vận tốc.

Bài 6: Nếu chọn mặt đất làm mốc tính thế năng thì trong các vật sau đây vật nào không có thế năng?

Nước đổ từ trên cao xuống.
Viên bi chuyển động trên mặt đất.
Dây chun bị kéo dãn.
Lò xo bị nén lại.

Bài 7: Hai vật đặc cùng làm bằng nhôm, vật A có khối lượng lớn hơn vật B. Cả hai vật cùng rơi xuống từ một độ cao như nhau. Thế năng lớn nhất của vật nào lớn hơn?

Hãy chọn câu trả lời đúng.

Vật A.
Vật B.
Thế năng lớn nhất của hai vật bằng nhau.
Không so sánh được.

Bài 8: Trong các câu phát biểu về cơ năng sau câu phát biểu nào SAI?

Đơn vị của cơ năng là Jun.
Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nó.
Động năng của vật có thể bằng không.
Lò xo bị nén có thế năng hấp dẫn.

Bài 9: Trong các trường hợp sau trường hợp nào động năng chuyển hóa thành thế năng? (Lấy mặt đất làm mốc tính thế năng).

Vật lăn từ máng nghiêng xuống.
Xe đạp đi trên đường bằng.
Quả bóng nảy lên.
Hạt mưa rơi.

Bài 10: Trong các câu nhận xét sau câu nào SAI?

Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn.
Quả bóng có vận tốc lớn nhất khi nó lên đến điểm cao nhất.
Nước chảy từ trên cao xuống thì thế năng chuyển thành động năng.
Nếu kể đến ma sát thì cơ năng của vật không được bảo toàn.

Bài 11:Khi sử dụng máy cơ đơn giản thì loại máy nào cho ta lợi về công?

Hãy chọn câu trả lời đúng.

Ròng rọc động.
Đòn bẩy.
Mặt phẳng nghiêng.
Không loại máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công.

Bài 12: Khi đưa một vật lên cao bằng ròng rọc động. Điều nào sau đây đúng.

Lực kéo vật bằng trọng lượng của vật.
Sẽ tốn ít công hơn so với khi kéo trực tiếp.
Đoạn đường mà dây kéo đi được nhỏ hơn đường đi của vật.
Được lợi hai lần về lực.

Bài 13: Vận động viên nhảy cầu thường lấy đà trên một tấm ván đàn hồi tốt, khi ấy vận động viên sẽ nhảy cao hơn. Tại sao vậy?

Hãy chọn câu trả lời đúng.

Khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình còn có cả động năng của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
Khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình còn có cả thế năng của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
Khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình còn có cả trọng lượng của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
Khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình còn có cả lực hút của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.

Bài 14: Xe đạp đang chuyển động, nếu không đạp nữa thì sau một thời gian xe sẽ dừng lại. Tức là lúc đầu động năng của nó khác không đến khi dừng lại thì động năng của nó bằng không. Trong các câu nhận xét sau câu nào SAI?