Mở đầu: Năng lượng tồn tại ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta. Việc đưa ra một định nghĩa hoàn thiện về năng lượng đang là một thử thách cho các nhà khoa học. Trong cơ học, năng lượng được hiểu như thế nào trong một số trường hợp cụ thể? Khi được truyền từ vật này sang vật khác bằng tác dụng lực thì phần năng lượng này được đo như thế nào?
Trả lời:
Năng lượng là khả năng làm biến đổi về trạng thái hoặc thực hiện công, tác dụng lên một hệ vật chất. Khi được truyền từ vật này sang vật khác bằng cách tác dụng lực thì phần năng lượng bằng công của lực tác dụng.
1. Năng lượng
Câu hỏi 1: Quan sát Hình 15.1, hãy cho biết tên những dạng năng lượng liên quan mà em đã được học ở môn khoa học tự nhiên.
Trả lời: Những dạng năng lượng liên quan mà em đã được học ở môn khoa học tự nhiên: Động năng, điện năng, nhiệt năng, quang năng, năng lượng âm thanh, thế năng hấp dẫn, thế năng đàn hồi, năng lượng hóa học, năng lượng hạt nhân.
Câu hỏi 2: Một thỏi socola (Hình 15.2) có khối lượng 60 g chứa 280 cal năng lượng. Hãy tính lượng năng lượng của thỏi socola này theo đơn vị joule.
Trả lời:
Ta có 1 cal= 4,184 J
=> 280 cal= 1171,52 J
Bài tập & Lời giải
2. Định luật bảo toàn năng lượng
Câu hỏi 3: Quan sát hình 15.3, hãy cho biết cách thức truyền năng lượng và phân tích sự chuyển hóa năng lượng trong từng trường hợp.
Xem lời giải
Luyện tập 1: Hãy chỉ ra quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng trong một số trường hợp như Hình 15.4 và 15.5.
Xem lời giải
Câu hỏi 4: Từ những vật liệu đơn giản như các thanh gỗ thẳng, hòn bi, máng cong, dây không dãn,... Hãy tạo ra các mô hình thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa và bảo toàn năng lượng.
Vận dụng 1: Tìm hiểu và giải thích tại sao không thể chế tạo được động cơ hoạt động liên tục mà không cần cung cấp năng lượng cho động cơ.
Xem lời giải
Câu hỏi 5: Lời kêu gọi tiết kiệm điện (Hình 15.7) có thể hiểu là để bảo toàn năng lượng được hay không?
Xem lời giải
3. Công của một lực không đổi
Câu hỏi 6: Quan sát Hình 15.8, thảo luận để phân tích mối quan hệ về hướng của lực tác dụng vào vật và độ dịch chuyển của vật. Từ đó, đưa ra dự đoán về sự thay đổi năng lượng của vật trong quá trình tác dụng lực.
Xem lời giải
Câu hỏi 7: Trong giai đoạn giữ tạ trên cao, lực của vận động viên không sinh công. Tuy nhiên vận động viên này vẫn bị mỏi cơ, nghĩa là đang bị mất năng lượng. Lượng năng lượng nào được sử dụng trong trường hợp này?
Xem lời giải
Luyện tập 2:
a, Phân tích các lực tác dụng lên hệ người và ván khi trượt từ trên đồi cát ( Hình 15.11).
b, Phân tích đặc điểm của công do những lực này sinh ra trong quá trình trượt
Xem lời giải
Bài tập 1: Em hãy kể tên các dạng năng lượng trong hoạt động hằng ngày được thể hiện như Hình 15P.1
Bài tập 2: Hãy chỉ ra sự chuyển hóa năng lượng trong các quá trình được cho trong hình 15P.2.
Bài tập 3: Một người sơn tường đứng trên một cái thang (Hình15P.3). Bất ngờ người thợ sơn làm con lăn rơi thẳng đứng xuống àn. Biết khoảng cách từ nơi con lăn bắt đầu rơi trên sàn là 2m và con lăn có khối lượng là 200g. Tìm công của trọng lực tác dụng lên con lăn trong suốt qua trình rơi.