Giải vật lí 9 bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng

Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài

Giải câu 1,2,3: Bố trí thí nghiệm như ở hình 60.1...

Bố trí thí nghiệm như ở hình 60.1

Thả cho viên bi sắt lăn xuống từ điểm A có độ cao h₁. Quan sát chuyển động của bi, đánh dấu vị trí của bi khi lên đến điểm B có độ cao lớn nhất h₂ ở bên phải.

C1. Hãy chỉ rõ thế năng và động năng của viên bi đã biến đổi như thế nào khi viên bi chuyển động từ A đến C rồi từ C đến B.

C2. So sánh thế năng ban đầu mà ta cung cấp cho viên bi ở vị trí A và thế năng mà bi có ở điểm B.

C3. Thiết bị thí nhiệm trên có thể làm cho viên bi có thêm nhiều năng lượng hơn thế năng mà ta cung cấp cho nó lúc ban đầu không ? Trong quá trình viên bi chuyển động , ngoài cơ năng ra còn có dạng năng lượng mới nào xuất hiện không ?

C1. Khi viên bi chuyển động từ A đến C: Thế năng viên bi giảm dần, động năng viên bi tăng dần

Khi viên bi chuyển động từ C đến B: Động năng viên bi giảm dần, thế năng viên bi tăng dần

C2. Thế năng ban đầu mà ta cung cấp cho viên bi ở vị trí A lớn hơn thế năng mà bi có ở điểm B.

C3. Thiết bị thí nghiệm trên không thể làm cho viên bi có thêm nhiều năng lượng hơn thế năng mà ta cũng cấp cho nó lúc ban đầu. Trong quá trình viên bi chuyển động, ngoài cơ năng ra còn có nhiệt năng xuất hiện do xảy ra sự ma sát giữa viên bi và sàn 

Giải câu 4,5: Bố trí thí nghiệm như hình 60.2...

Bố trí thí nghiệm như hình 60.2.

Quan sát hiện tượng xảy ra với máy phát điện, động cơ điện và quả nặng B khi ta thả cho quả nặng A chuyển động từ trên xuống dưới.

C4. Hãy chỉ ra trong thí nghiệm này, năng lượng đã được biến đổi từ dạng nào sang dạng nào qua mỗi bộ phận.

C5. So sánh thế năng ban đầu cung cấp cho quả nặng A và thế năng mà quả nặng B thu được khi lên đến vị trí cao nhất. Vì sao có sự hao hụt thế năng này ?

C4. Tại máy phát điện: Cơ năng chuyển hóa thành điện năng

Tại động cơ điện: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng

C5. Thế năng ban đầu cung cấp cho quả nặng A lớn hơn thế năng mà quả nặng B thu được khi lên đến vị trí cao nhất 

Khi quả nặng A rơi xuống,  một phần thế năng biến thành điện năng, còn một phần biến thành động năng của quả nặng. Khi dòng điện làm cho động cơ điện quay, quả nặng B được kéo lên thì chỉ có một phần điện năng biến thành cơ năng, còn một phần thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn. Do những hao phí trên nên thế năng mà quả nặng B thu được khi lên đến vị trí cao nhất nhỏ hơn thế năng ban đầu của quả nặng A.

Hướng dẫn giải các bài tập cuối bài

Giải câu 6: Hãy giải thích vì sao không thể...

Hãy giải thích vì sao không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu.

Không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu vì trái với định luật bảo toàn năng lượng bởi động cơ hoạt động muốn được phải có cơ năng, mà cơ năng này không thể tự sinh ra, muốn có cơ năng này bắt buộc phải cung cấp cho máy một năng lượng ban đầu.

Giải câu 7: Trên hình 60.3 vẽ một bếp đun...

Trên hình 60.3 vẽ một bếp đun củi cải tiến. Hãy giải thích vì sao dùng loại bếp này lại tiết kiệm được củi đun hơn là dùng kiềng ba chân ở hình 60.4

Khi dùng kiềng ba chân, nhiệt năng do củi đốt cung cấp một phần làm nóng nước, một phần truyền cho môi trường xung quanh theo định luật bảo toàn năng lượng.

Bếp cải tiến có vách cách nhiệt, giữ cho nhiệt năng ít bị truyền ra ngoài,nên  tận dụng đun được hai nồi nước

Do đó dùng loại bếp cải tiến này tiết kiệm củi hơn dùng kiềng ba chân