Bài 16: Cơ năng (Vật lý 8 học kì 2)

Trong bài viết này, HOCMAI muốn gửi tới các em học sinh khối 8 bài Bài 16: Cơ năng nằm trong chương trình Vật lý 8. Kiến thức về cơ năng được coi là một khám phá vô cùng vĩ đại của nhân loại. Để hiểu được tại sao lại như vậy, các em học sinh hãy tham khảo bài viết dưới đây nhé!

Bài viết tham khảo thêm:

• Đề tham khảo thi vật lý 8 học kì 1
• Bài 14: Định luật về công
• Bài 15: Công suất

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ 8 BÀI 16: CƠ NĂNG

I – CƠ NĂNG LÀ GÌ?

Khi một vật có khả năng sinh công, thì ta nói vật đó có cơ năng.

Nếu một vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật ấy càng lớn.

– Đơn vị của cơ năng là Jun (J)

II – THẾ NĂNG LÀ GÌ?

– Cơ năng của sự vật phụ thuộc vào vị trí của sự vật so với mặt đất, hoặc là so với một vị trí khác được lựa chọn làm mốc để tính độ cao, đó gọi là thế năng hấp dẫn.

– Một sự vật ở vị trí càng cao và có khối lượng càng lớn thì thế năng hấp dẫn sẽ càng lớn.

Khi sự vật nằm ở trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn của sự vật ấy bằng 0. (thường lựa chọn mặt đất để làm mốc).

– Cơ năng của sự vật phụ thuộc vào độ biến dạng của sự vật ấy gọi là thế năng đàn hồi.

+ Ta có thể không lấy mặt đất mà sẽ lấy một vị trí khác để làm mốc để tính độ cao. Vậy thế năng hấp dẫn bị phụ thuộc vào mốc tính độ cao.

+ Thế năng hấp dẫn của sự vật còn bị phụ thuộc vào khối lượng của nó. Sự vật có khối lượng càng lớn thì thế năng càng lớn.

III – ĐỘNG NĂNG LÀ GÌ?

Cơ năng của sự vật do chuyển động mà có thì được gọi là động năng.

– Sự vật chuyển động càng nhanh và có khối lượng càng lớn thì động năng càng lớn.

– Nếu sự vật đứng yên thì động năng của sự vật là bằng 0.

+ Thế năng và động năng là hai dạng của cơ năng.

+ Một sự vật vừa có thể có động năng vừa có thế có cơ năng.

+ Cơ năng của một sự vật bằng tổng thế năng và động năng của nó.

B. GIẢI BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 8 BÀI 16: CƠ NĂNG

Bài C1 (trang 55 | SGK Vật Lý 8):

Nếu đưa một quả nặng lên trên một độ cao nào đó (hình H.16.1b) thì nó có cơ năng hay không? Giải thích tại sao?

Lời giải:

Có. Nếu đưa một quả nặng lên trên một độ cao nào đó rồi buông nhẹ xuống thì sự vật A sẽ chuyển động xuống phía dưới làm cho sợi dây căng ra. Lực căng dây làm sự vật B chuyển động, như vậy sự vật A đã thực hiện công và nó có cơ năng.

Bài C2 (trang 56 | SGK Vật Lý 8):

Có một lò xo được làm bằng chất liệu thép uốn thành vòng tròn (hình H.16.2a). Lò xo bị nén lại nhờ buộc vào một sợi dây, phía trên có đặt thêm một miếng gỗ (H.16.2b). Lúc này cái lò xo có cơ năng. Bằng cách nào có thể biết được cái 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 chất liệu thép lăn từ vị trí 1 trên máng nghiêng xuống dưới đập vào miếng gỗ B (hình H.16.3). Hiện tượng sẽ được xảy ra như thế nào?

Lời giải:

Quả cầu A lăn từ vị trí (1) trên một máng nghiêng và đập vào miếng gỗ B, kết quả là va chạm với miếng gỗ B và khiến cho miếng gỗ B dịch chuyển.

Bài C4 (trang 56 | SGK Vật Lý 8):

Hãy chứng minh rằng quả cầu A đang chuyển động có khả năng để thực hiện công.

Lời giải:

Quả cầu đập vào miếng gỗ làm cho miếng gỗ chuyển động, như vậy nghĩa là quả cầu A có khả năng thực hiện công.

Bài C5 (trang 56 | SGK Vật Lý 8): 

Từ kết quả thí nghiệm bên trên hãy tìm ra từ thích hợp để cho vào chỗ trống của câu kết luận sau:

Một sự vật chuyển động có khả năng……nghĩa là vật có cơ năng.

Lời giải:

Một sự vật chuyển động có khả năng sinh công nghĩa là vật có cơ năng.

Bài C6 (trang 57 | SGK Vật Lý 8):

Độ lớn vận tốc của quả cầu thay đổi như thế nào so với thí nghiệm một? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này so với cả lúc trước. Từ đó ta suy ra được động năng của quả cầu A bị phụ thuộc như thế nào vào vận tốc của nó?

Lời giải:

– Độ lớn vận tốc của quả cầu đã tăng lên so với vận tốc của nó ở trong thí nghiệm một.

– Công của quả cầu A được thực hiện lớn hơn so với lúc trước.

Như vậy, khi vận tốc của vật tăng thì động năng của vật cũng tăng. Những thí nghiệm chính xác cho thấy rằng: động năng tăng tỉ lệ với bình phương của vận tốc.

Bài C7 (trang 57 | SGK Vật Lý 8):

Hiện tượng đã xảy ra có gì khác so với thí nghiệm hai? Hãy so sánh công thực hiện được của quả cầu A và quả cầu A’. Từ đó có thể suy ra động năng của quả cầu còn chịu phụ thuộc như thế nào với khối lượng của nó?

Lời giải:

– Khi thay thế bằng quả cầu A’ có khối lượng lớn hơn thì xảy ra hiện tượng miếng gỗ B bị đẩy ra phía xa hơn khi va chạm.

– Công thực hiện bởi quả cầu A’ là lớn hơn so với công được thực hiện bởi quả cầu A.

– Động năng của sự vật chịu phụ thuộc vào khối lượng của sự vật đó. Sự vật có khối lượng càng lớn thì động năng của sự vật ấy cũng càng lớn.

Như vậy, động năng của sự vật tỷ lệ thuận với khối lượng của sự vật đó.

Bài C8 (trang 57 | SGK Vật Lý 8):

Những thí nghiệm bên trên cho thấy động năng phụ thuộc vào những yếu tố gì và chịu phụ thuộc như thế nào?

Lời giải:

Những thí nghiệm trên cho thấy động năng chịu phụ thuộc vào hai yếu tố: vận tốc của vật và khối lượng của vật:

– Khi khối lượng của sự vật không thay đổi, nếu vận tốc của vật tăng thì động năng cũng tăng theo (nói cách khác động năng tỉ lệ với bình phương vận tốc).

– Khi vận tốc không thay đổi, động năng sẽ tỉ lệ thuận với khối lượng của sự vật.

Bài C9 (trang 57 | SGK Vật Lý 8):

Nêu ví dụ sự vật có cả thế năng và động năng.

Lời giải:

Một chiếc máy bay đang bay ở trên cao, máy bay đó có độ cao nên nó có thế năng, đồng thời có cả vận tốc nên nó cũng có động năng.

Bài C10 (trang 57 | SGK Vật Lý 8):

Cơ năng của từng sự vật ở trong hình 16.4a, b, c thuộc loại cơ năng nào?

Lời giải:

Chiếc cung đã giương: là thế năng đàn hồi.

Nước chảy từ trên cao xuống: là thế năng và động năng.

Nước bị ngăn trên đập cao: là thế năng hấp dẫn.

C. GIẢI SÁCH BÀI TẬP VẬT LÝ 8 BÀI 16: CƠ NĂNG

Bài 16.1 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Trong những sự vật dưới đây, vật nào không có thế năng?

A)Viên đạn đang bay.

B)Lò xo để tự nhiên ở trên một độ cao so với mặt đất.

C)Hòn bi đang lăn trên một mặt đất nằm ngang.

D)Lò xo bị ép đặt ở ngay trên mặt đất.

Lời giải:

Chọn ra mốc thế năng tại mặt đất.

Khi vật nằm ở trên mặt đất thì thế năng là bằng 0.

Chọn đáp án C

Bài 16.2 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Hằng và Ngân quan sát một người khách ngồi ở trong một toa tàu đang chuyển động.

Ngân nói: “Người hành khách có động năng bởi vì người ấy đang chuyển động”.

Hằng phản đối: “Người hành khách không có động năng bởi vì đang ngồi yên ở trên tàu”.

Hỏi ai nói đúng, ai nói sai? Vì sao?

Lời giải:

Ai đúng ai sai thì còn phải tùy thuộc vào vật được chọn làm mốc. Bạn Ngân nói đúng nếu lấy cái cây bên đường làm mốc chuyển động, còn bạn Hằng nói đúng nếu chọn toa tàu làm mốc chuyển động.

Bài 16.3 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Mũi tên đã được bắn đi từ cái cung là nhờ vào năng lượng của cánh cung hay mũi tên? Đó là dạng năng lượng nào?

Lời giải:

Mũi tên được bắn đi từ cái cung nhờ vào năng lượng của cánh cung. Đó chính là thế năng đàn hồi.

Bài 16.4 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Búa đập vào cái đinh làm cái đinh ngập sâu vào gỗ. Đinh ngập sâu vào trong gỗ là nhờ năng lượng nào? Đó là kiểu dạng năng lượng gì?

Lời giải:

Búa đập vào đinh khiến cái đinh ngập sâu trong gỗ. Đinh ngập sâu vào trong gỗ là nhờ năng lượng của cái búa. Đó chính là động năng.

Bài 16.5 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Muốn cái đồng hồ chạy, hàng ngày cần phải lên dây cót cho nó. Đồng hồ đã hoạt động suốt một ngày nhờ vào dạng năng lượng nào?

Lời giải:

Muốn cái đồng hồ chạy được, hàng ngày cần phải lên dây cót cho nó. Cái đồng hồ hoạt động suốt một ngày nhờ vào năng lượng của dây cót. Đó chính là thế năng.

Bài 16.6 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Phát biểu nào bên dưới đây không đúng?

A)Động năng chính là cơ năng của sự vật có được vì do đang chuyển động.

B)Sự vật có động năng có khả năng sinh động.

C)Động năng của sự vật không thay đổi khi sự vật chuyển động đều.

D)Động năng của sự vật chỉ phụ thuộc vào vận tốc, không phụ thuộc vào khối lượng của sự vật.

Lời giải:

Chọn D

Vì động năng của sự vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của sự vật.

Bài 16.7 (trang 45 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Phát biểu nào bên dưới đây không đúng?

A)Cơ năng của sự vật phụ thuộc vào vị trí của sự vật so với mặt đất được gọi là thế năng hấp dẫn.

B)Một sự vật chỉ có khả năng sinh công khi và chỉ khi có thế năng hấp dẫn.

C)Một sự vật càng lên cao thì có thế năng hấp dẫn càng lớn.

D)Thế năng hấp dẫn của một sự vật phụ thuộc vào mốc để tính độ cao.

Lời giải:

Chọn B

Vì sự vật có khả năng sinh công khi có lực tác dụng vào sự vật và làm cho sự vật chuyển dời theo hướng của lực tác dụng.

Bài 16.8 (trang 46 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một sự vật được ném lên phương xiên góc với phương nằm ngang từ vị trí điểm A, rơi xuống mặt đất tại vị trí điểm D (hình H.16.1). Bỏ qua sức cản của không khí. Tại vị trí nào của vật thì vật không có thế năng?

A)Vị trí A

B)Vị trí B

C)Vị trí C

D)Vị trí D.

Lời giải:

Chọn D

Vì tại vị trí điểm D vật chạm đất thế năng hấp dẫn của sự vật bằng 0.

Bài 16.9 (trang 46 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một sự vật nặng được móc vào một đầu của lò xo treo như trong hình 16.2, cách với mặt đất một khoảng nhất định. Khi sự vật ở trạng thái cân bằng hệ vật và chiếc lò xo có dạng cơ năng nào?

A)Thế năng hấp dẫn và động năng.

B)Chỉ có thế năng hấp dẫn.

C)Chỉ có thế năng đàn hồi.

D)Có cả thế năng đàn hồi và thế năng hấp dẫn.

Lời giải:

Chọn D

Bởi vì khi ở trong trạng thái cân bằng hệ vật ở một độ cao nhất định so với mặt đất nên hệ vật có thế năng hấp dẫn và ở tại đó lò xo cũng bị biến dạng nên cả hệ vật cũng sẽ có cả thế năng đàn hồi.

Bài 16.10 (trang 46 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một sự vật có khối lượng m được nâng lên độ cao h rồi sau đó thả rơi xuống.

a) Tính công mà sự vật thực hiện được cho đến khi chạm tới mặt đất.

b) Lập công thức để tính thế năng của sự vật ở độ cao h.

Lời giải:

a) Công mà sự vật thực hiện được cho đến khi chạm tới mặt đất là:

A = P × h = 10m × h

b) Công thức tính thế năng của sự vật ở độ cao h:

Wt = P × h = 10m × h

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 8 BÀI 16: CƠ NĂNG

Vậy là các em học sinh khối 8 thân yêu đã cùng với HOCMAI soạn xong Bài 16: Cơ năng. Kiến thức thật thú vị và bổ ích phải không các em. Các em có thể tham khảo thêm thật nhiều bài học bổ ích nữa tại website hoctot.hocmai.vn.