Vật Lí 8 Bài 16: Cơ năng được Trường Cao đẳng nghề Thừa Thiên Huế biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 8 Bài 16
Cơ năng
khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn.
– Đơn vị của cơ năng là Jun (J)
Ví dụ: Một viên đá đặt trên một tấm kính, nó không có khả năng thực hiện công lên tấm kính. Nhưng nếu đưa nó lên độ cao h so với tấm kính thì khi rơi xuống nó có thể làm vỡ kính tức nó có khả năng sinh công. Vì vậy khi đưa viên đá lên độ cao h, viên đá đã có một cơ năng nào đó.
Chú ý: 1 kJ = 1000 J
Thế năng
a) Thế năng hấp dẫn
– Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn.
– Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
Một vật sẽ có thế năng hấp dẫn khác nhau nếu chọn mốc tính độ cao khác nhau
Ví dụ:
– Nếu chọn mốc để tính độ cao là mặt đất thì ta có độ cao h là khoảng cách từ mặt đất đến hộp cattong).
– Nếu chọn mốc để tính độ cao là bậc thang thứ 3 thì ta có độ cao h’ là khoảng cách từ bậc thang thứ 3 đến hộp cattong).
Thấy h > h’ nên thế năng hấp dẫn của hộp cattong khi rơi từ độ cao h sẽ lớn hơn thế năng hấp dẫn của hộp cattong khi rơi từ độ cao h’.
Chú ý: Khi vật nằm trên mặt đất và chọn mặt đất để làm mốc tính độ cao thì thế năng hấp dẫn của vật không.
b) Thế năng đàn hồi
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
Ví dụ: Khi kéo dây cung, ta đã cung cấp cho cung một thế năng đàn hồi. Khi buông tay, dây cung thực hiện công làm cho mũi tên bay vút ra xa.
Động năng
– Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
– Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.
– Nếu vật đứng yên thì động năng của vật bằng không.
Ví dụ: Tàu con thoi đang được phóng lên quỹ đạo. Tàu có khối lượng rất lớn, khi phóng lên với vận tốc lớn thì động năng của nó cũng rất lớn.
Độ lớn của cơ năng
Thế năng và động năng là hai dạng của cơ năng.
Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nó.
Phương pháp giải
Nhận biết vật có thế năng
Muốn nhận biết một vật có thế năng hay không thì ta phải xem xét:
– Vị trí của vật đó có độ cao so với mặt đất hay vật khác làm mốc không? Nếu có thì vật đó có thế năng hấp dẫn.
– Vật có mang tính đàn hồi và có bị biến dạng hay không? Nếu có thì vật có thế năng đàn hồi.
Nhận biết vật có động năng
Muốn nhận biết một vật có động năng hay không thì ta phải xem vật đó có chuyển động so với vật làm mốc hay không? Nếu có thì vật đó có động năng.
Nhận biết vật có cơ năng
Nếu một vật chỉ có thế năng hoặc chỉ có động năng hoặc có cả động năng và thế năng thì vật đó có cơ năng.
So sánh thế năng hấp dẫn của hai vật
– Hai vật có cùng khối lượng, vật nào ở độ cao cao hơn thì vật đó có thế năng hấp dẫn lớn hơn.
– Hai vật ở cùng một độ cao, vật nào có khối lượng lớn hơn thì vật đó có thế năng hấp dẫn lớn hơn.
So sánh động năng của hai vật
– Hai vật có cùng khối lượng, vật nào có vận tốc lớn hơn thì vật đó có động năng lớn hơn.
– Hai vật có cùng vận tốc khác không, vật nào có khối lượng lớn hơn thì vật đó có động năng lớn hơn.
Giải bài tập SGK Vật Lí 8 Bài 16
Bài C1 (trang 55 SGK Vật Lý 8)
Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó (H.16.1b) thì nó có cơ năng không? Tại sao?
Lời giải:
Có. Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó rồi buông nhẹ thì vật A sẽ chuyển động xuống phía dưới làm sợi dây căng ra. Lực căng dây làm vật B chuyển động, như vậy vật A đã thực hiện công nên nó có cơ năng.
Bài C2 (trang 56 SGK Vật Lý 8)
Có một lò xo được làm bằng thép uốn thành vòng tròn (H.16.2a). Lò xo bị nén lại nhờ buộc sợi dây, phía trên đặt một miếng gỗ (H.16.2b). Lúc này lò xo có cơ năng. Bằng cách nào để biết được lò xo có cơ năng?
Lời giải:
Để biết được lò xo có cơ năng ta chỉ cần cắt hoặc đốt cháy sợi dây và quan sát thấy lò xo bung ra và miếng gỗ ở trên lò xo bị hất lên cao, như vậy lò xo đã thực hiện công tức là nó có cơ năng.
Bài C3 (trang 56 SGK Vật Lý 8)
Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí 1 trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B (H.16.3). Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào?
Lời giải:
Quả cầu A lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng đập vào miếng gỗ B thì sẽ va chạm với miếng gỗ B và làm cho miếng gỗ B dịch chuyển.
Bài C4 (trang 56 SGK Vật Lý 8)
Chứng minh rằng quả cầu A đang chuyển động có khả năng thực hiện công.
Lời giải:
Quả cầu đập vào miếng gỗ làm miếng gỗ chuyển động, như vậy quả cầu A có khả năng thực hiện công.
Bài C5 (trang 56 SGK Vật Lý 8)
Từ kết quả thí nghiệm trên hãy tìm từ thích hợp cho vào chỗ trống của câu kết luận sau:
Một vật chuyển động có khả năng……tức là có cơ năng.
Lời giải:
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
Bài C6 (trang 57 SGK Vật Lý 8)
Độ lớn vận tốc của quả cầu thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này với lúc trước. Từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào vào vận tốc của nó?
Lời giải:
– Độ lớn vận tốc của quả cầu tăng lên so với vận tốc của nó trong thí nghiệm 1.
– Công của quả cầu A thực hiện lớn hơn so với trước.
Như vậy, khi vận tốc tăng thì động năng tăng. Các thí nghiệm chính xác cho thấy động năng tăng tỉ lệ với bình phương vận tốc.
Bài C7 (trang 57 SGK Vật Lý 8)
Hiện tượng xảy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện được của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng của quả cầu còn phụ thuộc như thế nào vào khối lượng của nó?
Lời giải:
– Khi thay bằng quả cầu A’ có khối lượng lớn hơn thì miếng gỗ B bị đẩy ra xa hơn khi va chạm.
– Công thực hiện của quả cầu A’ lớn hơn so với công do quả cầu A thực hiện.
– Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật. Vật có khối lượng càng lớn thì động năng của vật cũng càng lớn.
Như vậy, động năng của vật tỷ lệ thuận với khối lượng của vật.
Bài C8 (trang 57 SGK Vật Lý 8)
Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc những yếu tố gì và phụ thuộc như thế nào?
Lời giải:
Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc vào hai yếu tố: khối lượng của vật và vận tốc của vật:
– Khi khối lượng của vật không đổi, nếu vận tốc tăng thì động năng cũng tăng (động năng tỉ lệ với bình phương vận tốc).
– Khi vận tốc không đổi, động năng tỉ lệ thuận với khối lượng.
Bài C9 (trang 57 SGK Vật Lý 8)
Nêu ví dụ vật có cả động năng và thế năng.
Lời giải:
Một máy bay đang bay trên cao, máy bay có độ cao nên có thế năng, đồng thời nó có vận tốc nên cũng có động năng.
Bài C10 (trang 57 SGK Vật Lý 8)
Cơ năng của từng vật ở hình 16.4a, b, c thuộc dạng cơ năng nào?
Lời giải:
Chiếc cung đã giương: Thế năng đàn hồi.
Nước chảy từ trên cao xuống: Động năng và thế năng.
Nước bị ngăn trên đập cao: Thế năng hấp dẫn.
Trắc nghiệm Vật Lí 8 Bài 16 (có đáp án)
Bài 1: Vật có cơ năng khi:
A. Vật có khả năng sinh công.
B. Vật có khối lượng lớn.
C. Vật có tính ì lớn.
D. Vật có đứng yên.
Lời giải
Khi vật có khả năng sinh công, ta nói vật có cơ năng
⇒ Đáp án A
Bài 2: Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào? Chọn câu trả lời đầy đủ nhất.
A. Khối lượng.
B. Trọng lượng riêng.
C. Khối lượng và vị trí của vật so với mặt đất.
D. Khối lượng và vận tốc của vật.
Lời giải
– Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn.
– Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
⇒ Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất và khối lượng của nó.
⇒ Đáp án C
Bài 3: Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào những yếu tố nào?
A. Khối lượng.
B. Độ biến dạng của vật đàn hồi.
C. Khối lượng và chất làm vật.
D. Vận tốc của vật.
Lời giải
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
⇒ Đáp án B
Bài 4: Nếu chọn mặt đất làm mốc để tính thế năng thì trong các vật sau đây vật nào không có thế năng?
A. Viên đạn đang bay.
B. Lò xo để tự nhiên ở một độ cao so với mặt đất.
C. Hòn bi đang lăn trên mặt đất.
D. Lò xo bị ép đặt ngay trên mặt đất.
Lời giải
Hòn bi đang lăn trên mặt đất ⇒ Không có thế năng và có động năng
Lò xo bị ép đặt ngay trên mặt đất ⇒ Có thế năng đàn hồi
⇒ Đáp án C
Bài 5: Trong các vật sau, vật nào không có thế năng (so với mặt đất)?
A. Chiếc bàn đứng yên trên sàn nhà.
B. Chiếc lá đang rơi.
C. Một người đứng trên tầng ba của tòa nhà.
D. Quả bóng đang bay trên cao.
Lời giải
Chiếc bàn không có thế năng do đang đứng yên trên mặt đất
⇒ Đáp án A
Bài 6: Động năng của vật phụ thuộc vào yếu tố nào?
A. Khối lượng.
B. Vận tốc của vật.
C. Khối lượng và chất làm vật.
D. Khối lượng và vận tốc của vật.
Lời giải
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn
⇒ Đáp án D
Bài 7: Trong các vật sau, vật nào không có động năng?
A. Hòn bi nằm yên trên mặt sàn.
B. Hòn bi lăn trên sàn nhà.
C. Máy bay đang bay.
D. Viên đạn đang bay.
Lời giải
Hòn bi nằm yên trên mặt sàn không chuyển động nên không có động năng
⇒ Đáp án A
Bài 8: Điều nào sau đây đúng khi nói về cơ năng? Hãy chọn câu đúng nhất.
A. Cơ năng phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
B. Cơ năng phụ thuộc vị trí của vật so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn.
C. Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
D. Cả A, B và C.
Lời giải
– Cơ năng phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
– Cơ năng phụ thuộc vị trí của vật so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn.
– Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
⇒ Đáp án D
Bài 9: Một lò xo làm bằng thép đang bị nén lại. Lúc này lò xo có cơ năng. Vì sao lò xo có cơ năng?
A. Vì lò xo có nhiều vòng xoắn.
B. Vì lò xo có khả năng sinh công.
C. Vì lò xo có khối lượng.
D. Vì lò xo làm bằng thép.
Lời giải
Một lò xo làm bằng thép đang bị nén lại có cơ năng vì lò xo có khả năng sinh công
⇒ Đáp án B
Bài 10: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào vật có cả động năng và thế năng? Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
A. Một máy bay đang chuyển động trên đường băng của sân bay.
B. Một ô tô đang đỗ trong bến xe.
C. Một máy bay đang bay trên cao.
D. Một ô tô đang chuyển động trên đường.
Lời giải
– Một máy bay đang chuyển động trên đường băng của sân bay, một ô tô đang chuyển động trên đường ⇒ có động năng.
– Một ô tô đang đỗ trong bến xe ⇒ không có động năng vì ô tô đang đỗ.
– Một máy bay đang bay trên cao ⇒ có cả động năng và thế năng.
⇒ Đáp án C
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 8 Bài 16: Cơ năng do Trường Cao đẳng nghề Thừa Thiên Huế biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Cơ năng. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường Cao đẳng nghề Thừa Thiên Huế
