Mở đầu (trang 15) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Khi chơi xích đu, động năng của người chơi thay đổi như thế nào trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O
Trả lời:
- Khi chơi xích đu, động năng của người chơi tăng trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O
I. Động năng
Hoạt động (trang 15) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Quan sát Hình 2.2 và cho biết vật nào có động năng lớn nhất. Hãy lí giải câu trả lời của em.
Trả lời:
- Trong ba vật trên thì máy bay đang chuyển động trên bầu trời có động năng lớn nhất.
- Vì máy bay có khối lượng và tốc độ lớn nhất. Mà động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ của vật nên máy bay đang chuyển động trên bầu trời có động năng lớn nhất.
Câu hỏi 1 (trang 16) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Động năng của một xe ô tô thay đổi như thế nào nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?
Trả lời:
- Động năng của một xe ô tô tăng gấp 4 lần nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi.
+ Ta có: Động năng ban đầu:
⇒ Động năng khi tốc độ xe tăng gấp đôi:
Câu hỏi 2 (trang 16) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m = 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10 m/s.
Trả lời:
- Động năng của quả bóng là:
Câu hỏi 3 (trang 16) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Trả lời câu hỏi phần mở bài.
Trả lời:
- Khi xích đu lên đến vị trí cao nhất A thì động năng của người chơi đạt giá trị nhỏ nhất do tại đó tốc độ đạt giá trị nhỏ nhất.
- Khi xích đu xuống vị trí thấp nhất O thì động năng của người chơi đạt giá trị lớn nhất do tại đó tốc độ đạt giá trị lớn nhất.
II. Thế năng
Hoạt động (trang 16) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hồ chứa nước. Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng cao thì năng lượng được tích trữ càng lớn. Hãy giải thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chứa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa (Hình 2.3).
Trả lời:
- Nước trong hồ chứa ở càng cao thì thế năng càng lớn, khi dòng nước chảy xuống sẽ có sự chuyển hóa năng lượng từ thế năng sang động năng, động năng của dòng nước tăng dần khi xuống vị trí càng thấp. Vì vậy, khi đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa sẽ thu được năng lượng dòng nước càng lớn, khi đó dòng nước sẽ tác dụng lực càng lớn lên tua – bin của máy phát điện làm tua – bin quay nhanh hơn, mạnh hơn, nhiều hơn giúp cho máy phát điện làm việc hiệu quả hơn.
Câu hỏi 1 (trang 17) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thể năng, biết khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai.
Trả lời:
Ta có:
Wt = P . h = 10m . h
Do hai vật ở cùn một độ cao so với gốc thể năng, nên khi khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng vật thứ hai thì thế năng trọng trường của vật thứ nhất sẽ gấp 3 lần thế năng trọng trường của vật thứ hai.
Câu hỏi 2 (trang 17) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 2: Một công nhân vác một bao xi măng có trọng lượng 500N trên vai, đứng trên sân thượng tòa nhà cao 20m so với mặt đất. Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m. Tính thế năng trọng trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:
a) Chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà.
b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất
Trả lời:
a) Chọn mốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà
Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m
Thế năng trọng trường của bao xi măng là: Wt = P.h = 500.1,4 = 700 J
b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất
Độ cao của bao xi măng so với mặt đất là: h’ = 20 + 1,4 = 21,4 m
Thế năng trọng trường của bao xi măng là: Wt = P.h = 500.21,4 = 10 700 J