Bài 26. Thế năng

Lý thuyết và bài tập cho Bài 26. Thế năng, chương 4, Vật lí 10

I. THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG

1. Trọng trường

Xung quanh trái đất tồn tại một trọng trường.

Biểu hiện trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường.

2. Thế năng trọng trường

a) Định nghĩa:

Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.

b) Biểu thức:

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 137 SGK Vật lý 10

Đề bài

Chứng tỏ rằng trọng trường đề mọi vật (nếu không chịu tác dụng của một lực nào khác) sẽ chuyển động với cùng một gia tốc g , gọi là gia tốc trọng trường.

Lời giải chi tiết

Trong trọng trường đều, tại mọi điểm, 1 vật luôn chịu tác dụng của vector trọng lực P là như nhau (cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn).

Áp dụng định luật II Niu-tơn:

\(\overrightarrow a  = \dfrac{{\overrightarrow F }}{m} = \dfrac{{\overrightarrow P }}{m} = \dfrac{{m.\overrightarrow g }}{m} = \overrightarrow g \)

Câu C2 trang 138 SGK Vật lý 10

Đề bài

Tìm hai ví dụ chứng tỏ rằng một vật có khối lượng m khi đưa lên vị trí cách mặt đất độ cao z thì lúc rơi xuống có thể sinh công.

Lời giải chi tiết

Ví dụ 1: Búa máy từ độ cao z, khi rơi xuống có thể đóng cọc ngập sâu vào lòng đất- sinh công.

Ví dụ 2: Dòng nước từ độ cao z đổ xuống làm quay tuabin của máy phát điện- nhà máy thủy điện.

Câu C3 trang 138 SGK Vật lý 10

Đề bài

Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí O (độ cao = 0, Hình 26.2) thì tại điểm nào

- Thế năng = 0?

- Thế năng > 0?

- Thế năng < 0 ?

Lời giải chi tiết

- Tại mốc thế năng O, thế năng bằng 0: Wt(O) = 0

- Tại A thế năng dương: Wt(A) > 0

- Tại B thế năng âm: Wt(B) < 0

Từ đó suy ra:

- Từ mốc thế năng lên cao, thế năng dương.

- Từ mốc thế năng xuống dưới, thế năng âm.

Câu C4 trang 139 SGK Vật lý 10

Đề bài

Chứng minh rằng, hiệu thế năng của một vật chuyển động trong trọng trường không phụ thuộc việc chọn gốc thế năng.

Lời giải chi tiết

+ Thế năng tại M: Wt(M) = mgzM

+ Thế năng tại N: Wt(N) = mgzN

=>Thế năng tại M và tại N phụ thuộc mốc chọn thế năng.

+ Hiệu thế năng tại M và N là:

Wt(M) - Wt(N) = mgzM - mgzN 

= mg(zM - zN) = mg (Δz)

Câu C5 trang 139 SGK Vật lý 10

Đề bài

Chứng minh rằng khi một vật chuyển động từ M đến N trong trọng trường theo những đường khác nhau thì công của trọng lực theo các đường ấy là như nhau.

Lời giải chi tiết

Xét tam giác vuông MHN có: MN.cosα = MH

Đặt MN = S => S.cosα = MH

=> công của trọng lực làm vật di chuyển trong trọng trường từ độ cao zM đến độ cao zN là:

A = P.S.cosα = P(zM - zN)

Bài 1 trang 141 SGK Vật lí 10

Đề bài

Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng

a) trọng trường,                     b) đàn hồi.

Lời giải chi tiết

- Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.

- Ý nghĩa của thế năng trọng trường là: khi 1 vật chuyển động trong trọng trường thì công trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng của vật trong trọng trường.

- Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

Bài 2 trang 141 SGK Vật lí 10

Đề bài

Khi một vật từ độ cao z, với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì 

A. Độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhau.

B. Thời gian rơi bằng nhau.

C. Công của trọng lực bằng nhau.

D. Gia tốc rơi bằng nhau.

Hãy chọn câu sai.

Lời giải chi tiết

B - sai, thời gian sẽ phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo đi.

A, C – đúng vì: Công A chỉ phụ thuộc hiệu độ cao không phụ thuộc dạng đường đi nên theo định lý biến thiên động năng ta có:

Bài 3 trang 141 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một vật khối lượng 1,0 kg có thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s2. Khi đó, vật ở độ cao bằng bao nhiêu?

A. 0,102 m.                              B. 1,0 m.

C. 9,8 m.                                 D. 32 m.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức tính thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: W= mgz

Lời giải chi tiết

Đáp án A.

Bài 4 trang 141 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một vật khối lượng m gắn vào đầu một lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu kia của lò xo cố định. Khi lò xo bị nén lại một đoạn ∆l (∆l < 0) thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu?

A. +\(\frac{1}{2}\)k(∆l)2.                                         B. \(\frac{1}{2}\)k(∆l).

C. -\(\frac{1}{2}\)k(∆l).                                           D. -\(\frac{1}{2}\)k(∆l)2.  

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Bài 5 trang 141 SGK Vật lí 10

Đề bài

Trong Hình 26.5, hai vật cùng khối lượng nằm ở hai vị trí M và N sao cho MN nằm ngang. So sánh thế năng tại M và N.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Nếu chon mốc thế năng tại mặt đất thì công thức thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là:  W = mgz

Lời giải chi tiết

Bài 6 trang 141 SGK Vật lí 10

Đề bài

Lò xo có độ cứng k = 200 Nm, một đầu cố định đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi bị lò xo nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối của vật không?

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng ∆l là: \({{\rm{W}}_t} = {1 \over 2}k{\left( {\Delta l} \right)^2}\)

Lời giải chi tiết

Tóm tắt:

k = 200 N/m

\(\Delta l = 2cm = {2.10^{ - 2}}m\)


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10

CHƯƠNG II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

CHƯƠNG III. CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

CHƯƠNG IV. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

CHƯƠNG V. CHẤT KHÍ

CHƯƠNG VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

CHƯƠNG VII. CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 10

  • Đề thi học kì 2 của các trường có lời giải – Mới nhất