A. Tóm tắt lý thuyết
1. Sự truyền cơ năng, nhiệt năng từ vật này sang vật khác:
- Mô tả sự truyền cơ năng, nhiệt năng trong các hiện tượng sau :
- Hòn bi thép lăn từ máng nghiêng xuống va chạm vào miếng gỗ làm miếng gỗ chuyển động. Hòn bi truyền động năng cho miếng gỗ.
Thả một miếng nhôm đã được nung nóng vào một cốc nước lạnh. Miếng nhôm đã truyền nhiệt lượng cho cốc nước.
Viên đạn từ nòng súng bay ra, rơi xuống biến, nguội đi và chìm dần.
Viên đạn truyền động năng và nhiệt lượng cho nước biển.
Cơ năng, nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác.
2. Sự chuyển hoá giữa các dạng của cơ năng, giữa cơ năngvà nhiệt năng
Hiện tượng: Khi bỏ tay giữ con lắc, con lắc chuyển động nhanh dần từ A đến B, chậm dần từ B đến C, rồi lại nhanh dần từ C đến B, chậm dần từ B đến A .
Sự chuyển hoá năng lượng: Khi con lắc chuyển động từ A đến B thế năng đã chuyển hóa dần thành động năng, khi con lắc chuyển động từ B đến C động năng đã chuyển hóa dần thành thế năng.
.png)
Hiện tượng: Dùng tay cọ xát miếng đồng lên mặt bàn, miếng đồng nóng lên.
Sự chuyển hoá năng lượng: Cơ năng của tay đã chuyển hóa thành nhiệt năng của miếng đồng.
Hiện tượng: Đun nóng ống nghiệm. Không khí và hơi nước trong ống nghiệm nóng lên, dãn nở, đẩy nút bật lên và lạnh đi.
Sự chuyển hoá năng lượng: Nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hóa thành động năng của nút.
Động năng có thể chuyển hoá thành thế năng và ngược lại( sự chuyển hoá giữa các dạng của cơ nămg). Cơ năng có thể chuyền hoá thành nhiệt năng và ngược lại.
⇒ Cơ năng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
3. Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt:
Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Năng lượng không tự nó sinh ra cũng không tự nó mất đi; nó chỉ truyền
từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
4. Bài tập minh họa
Bài 1:
Tại sao trong hiện tượng về dao động của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dùng lại ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào?
Hướng dẫn giải:
Vì một phần cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng con lắc và không khí xung quanh.
Bài 2:
Tại sao trong hiện tượng hòn bi va vào thanh gỗ, cả hòn bi và thanh gỗ sau khi va chạm chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dùng lại. Cơ năng của chúng đã biến đi đâu?
Hướng dẫn giải:
Vì một phần cơ năng của chúng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng hòn bi, thanh gỗ, máng trượt và không khí xung quanh.
B. Giải bài tập trong sách giáo khoa
C1. Hãy mô tả sự truyền cơ năng, nhiệt năng trong các hiện tượng sau đây và tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của các câu ở cột bên phải của hình vẽ:
Trả lời
- Hòn bi truyền cơ năng cho miếng gỗ.
- Miếng nhôm truyền nhiệt năng cho cốc nước.
- Viên đạn truyền cơ năng và nhiệt năng cho nước biển.
C2. Hãy mô tả sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng sau đây và tìm từ thích hợp cho các chỗ trông của các câu ở cột bên phải của hình dưới đây:
Trả lời
- Khi con lắc chuyển động từ A đến B thế năng đã chuyển hóa dần thành động năng. Khi con lắc chuyển động từ B đến c động năng đã chuyển hóa dần thành thế năng.
- Cơ năng của tay đã chuyển hóa thành nhiệt năng của miếng kim loại.
- Nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hóa thành cơ năng của nút
C3. Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự mất đi, nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác hoặc chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác”. Đó chính là nội dung của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, một trong những định luật tổng quát nhất của tự nhiên. Hãy tìm ví dụ về sự biểu hiện của định luật trên trong các hiện tượng cơ và nhiệt.
Trả lời
Thả viên bi từ trên cao xuống nền gạch. Khi rơi xuống, thế năng chuyển hóa dần thành động năng. Khi rơi đến sàn nhà, một phần cơ năng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm sàn nhà và viên bi nóng lên
C4. Hãy tìm thêm ví dụ, ngoài những ví dụ đã có trong bài về sự truyền cơ năng, nhiệt năng từ vật này sang vật khác sự chuyển hóa giữa các dạng cơ năng cũng như giữa nhiệt năng và cơ năng.
Trả lời
- Dùng búa đập nhiều lần vào thanh đồng làm thanh đồng nóng lên: Cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
- Ném một vật lên cao: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
C5. Tại sao trong hiện tượng hòn bi va vào thanh gỗ sau khi va chạm chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dừng lại. Cơ năng của chúng ta đã biến đi đâu?
Trả lời
Hòn bi va vào thanh gỗ sau khi va chạm chúng chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dừng lại là vì một phần cơ năng của chúng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng hòn bi, thanh gỗ, máng trượt và không khí xung quanh, năng lượng của chúng giảm dần.
C6. Tại sao trong hiện tượng về dao động của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại ở vị trí cân bằng? Cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào?
Trả lời
Trong hiện tượng về dao động của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại ở vị trí cấn bằng là vì một phần cơ năng của chúng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng con lắc và không khí xung quanh.
C. GIẢI BÀI TẬP
B1. Hai hòn bi thép A và B giông hệt nhau được treo vào hai sợi dây có chiều dài như nhau. Khi kéo bi A lên rồi cho rơi xuống va chạm vào bi B, người ta thấy bi B bị bắn lên ngang với độ cao của bi A trước khi thả (hình bên). Hỏi khi đó bi A sẽ ở trạng thái nào? A. Đứng yên ở vị trí ban đầu của B.
B. Chuyển động theo B nhưng không lên tới được độ cao cùa B.
C. Bật trở lại vị trí ban đầu.
D. Nóng lên.
Trả lời
Chọn câu A: Đứng yên ở vị trí ban đầu của B.
B2 Thí nghiệm của Jun trình bày trong phần “Có thể em chưa biết” của bài 27 (SGK) cho thấy, công mà các quả nặng thực hiện làm quay các tấm kim loại đặt trong nước đế’ làm nóng lên đúng bằng nhiệt lượng mà nước nhận được. Thí nghiệm này chứng tỏ điều gì? Trong các câu trả lời sau, câu nào đúng?
A. Năng lượng được bảo toàn.
B. Nhiệt là một dạng của năng lượng.
C. Cơ năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng.
D. Nhiệt năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành cơ năng.
Trả lời
Chọn câu D: Nhiệt năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành cơ năng.
B3. Kéo một sợi dây cuốn quanh một ống nhôm đựng nước bịt kín nút, người ta thây nước trong ống nóng lên rồi sôi, hơi nước đẩy nút bật ra cùng với một lớp khói trắng do các hạt nước rất nhỏ tạo thành. Hỏi trong thí nghiệm trên đã có những sự chuyển hóa và truyền năng lượng nào xảy ra khi:
1. Kéo đi kéo lại sợi dây.
2. Nước nóng lên.
3. Hơi nước làm bật nút ra.
4. Hơi nước ngưng tụ thành các giọt nước nhỏ.
Trả lời
1. Cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
2. Truyền nhiệt năng từ ống nhôm vào nước.
3. Nhiệt năng chuyên hóa thành cơ năng.
4. Truyền nhiệt năng từ hơi nước ra môi trường bên ngoài.
B4. Tại sao khi cưa thép, người ta phải cho một dòng nước nhỏ chảy liên tục vào chỗ cưa? ơ đây đã có sự chuyển hóa và truyền năng lượng nào xảy ra?
Trả lời
Khi cưa, cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng làm cho lưỡi cưa và miếng thép nóng lên. Người ta cho nước chảy vào chỗ cưa để làm nguội lưỡi cưa và miếng thép.
B5. Tại sao gạo lấy từ cối giã hay cối xay ra đều nóng?
Trả lời
Khi giã hoặc xay gạo, người ta đã thực hiện công lên gạo, do đó gạo nóng lên.
B6. Cơ năng có thể biến đổí hoàn toàn thành nhiệt năng (ví dụ trong thí nghiệm của Jun), còn nhiệt năng lại không thể biến đổi hoàn toàn thành cơ năng (ví dụ trong động cơ nhiệt). Điều này có chứng tỏ là năng lượng không được bảo toàn không? Tại sao?
Trả lời
Không. Một phần nhiệt năng của nhiên liệu bị đốt cháy được truyền ra môi trường chung quanh. Tổng nhiệt năng truyền ra môi trường và nhiệt năng chuyến hóa thành cơ năng sẽ bằng năng lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra, nghĩa là năng lượng vẫn bảo toàn.
