Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài tập Chủ đề 1

Bài tập 1 (trang 18): Lực nâng tạ ở vị trí cao nhất của người lực sĩ trong hình 1 có thực hiện công hay không? Vì sao?

Lời giải:

- Lực sĩ thực hiện công khi nâng tạ ở vị trí cao nhất. Vì:

+ Công được xác định bằng tích của lực tác dụng lên vật và độ dịch chuyển của vật theo phương của lực. 

+ Khi lực sĩ nâng tạ, lực tác dụng lên vật là lực nâng của tay người lực sĩ. 

+ Khi tạ di chuyển từ vị trí thấp lên vị trí cao nhất, tạ đã có sự dịch chuyển. Do đó, lực sĩ đã thực hiện công.

Bài tập 2 (trang 18): Một thùng hàng có trọng lượng 1 500 N được động cơ của xe nâng đưa lên độ cao 3 m trong 15 s. Tính:

a. Công của động cơ nâng đã thực hiện.

b. Công suất của động cơ nâng.

Lời giải:

a. Công của động cơ nâng đã thực hiện là: A = F . s = 1 500 . 3 = 4 500 J

b. Công suất của động cơ nâng là: $P=\frac{A}{t}=\frac{4500}{15}=300W$

Bài tập 3 (trang 18): Tính và so sánh động năng của hai vật:

a) Viên đạn có khối lượng 20 g đang bay với tốc độ 400 m/s.

b) Ô tô có khối lượng 1420 kg đang chuyển động với tốc độ 72 km/h.

Lời giải:

a) Đổi m = 20 g = 0,02 kg

Động năng của viên đạn là: $W_{d1}=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}.0,{02.400}^2=1600J$

b) Đổi v = 72 km/h = 20 m/s

Động năng của viên đạn là: $W_{d2}=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.1420.20}}^2=284000J$

Nhận thấy, W_đ2 > W_đ1 (28400 > 1600) nên động năng của viên đạn lớn hơn động năng của ô tô.

Bài tập 4 (trang 18): Mưa đá là hiện tượng mưa dưới dạng hạt hoặc khối băng có hình dạng và kích thước khác nhau (hình 2). Khi xảy ra mưa đá, ngoài tác hại do gió, lốc mạnh gây ra, những viên băng đá cũng có thể gây ra thiệt hại cho con người và tài sản. Vì vậy, mưa đá được xếp vào những hiện tượng thời tiết nguy hiểm. Khối lượng lớn nhất của viên băng đá từng được gh hhận trong một trận mưa lên tới 1 kg tương đương với trọng lượng khoảng 10 N. Tính thế năng trọng trường của viên băng đá này khi nó bắt đầu rơi xuống từ đám mây cách mặt đất 1.000 m.

Lời giải:

W_t = mgh = Ph = 10 x 1000 = 10000 (J)

Bài tập 5 (trang 18): Đập thủy điện có sơ đồ như hình 3. Người ta xây đập để giữ nước ở trên cao. Khi mở cổng điều khiển, dòng nước chảy xuống làm quay tuabin của máy phát điện.

Phân tích sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng của dòng nước trong trường hợp này.

Lời giải:

Sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng của dòng nước:

- Nước được giữ ở trên cao có năng lượng là thế năng lớn nhất.

- Trong quá trình dòng nước chảy xuống: thế năng chuyển hóa thành động năng.

- Khi dòng nước chảy tới ngay trước tuabin của máy phát điện có động năng lớn nhất do được chuyển hóa từ toàn bộ thế năng ban đầu của dòng nước.