Vật Lí 9 Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng được THPT Ngô Thì Nhậm 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 9 Bài 60
Sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt và điện.
a) Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng
Trong các quá trình cơ học, cơ năng luôn bị giảm, phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành nhiệt năng. Nếu cơ năng của vật tăng thêm là do vật ở bên ngoài hệ cung cấp, nếu hụt đi là đã truyền cho vật khác.
Ví dụ:
Thả viên bi trên máng trượt từ điểm A với độ cao h1.
Khi bi lăn từ vị trí A đến vị trí C: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
Khi bi lăn từ bị trí C đến vị trí B: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
Thế năng của viên bi khi ở vị trí A lớn hơn thế năng của viên bi khi ở vị trí B, điều này có nghĩa là một phần năng lượng đã bị hao hụt (biến đổi thành nhiệt năng do ma sát với máng trượt) ⇒Cơ năng biến đổi thành nhiệt năng.
b) Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. hao hụt cơ năng
– Trong các máy phát điện, cơ năng có thể chuyển hóa thành điện năng và trong động cơ điện phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng.
– Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.
– Phần năng lượng hao hụt đi đã biến đổi thành dạng năng lượng khác.
Ví dụ:
Máy phát điện và động cơ điện được nối với nhau bằng dây dẫn, hai quả nặng đều có cùng kích thước và khối lượng.
Nâng quả nặng đến độ cao h1 sau đó thả ra ⇒ quả nặng bên trái chuyển động từ trên xuống dưới ⇒ máy phát điện hoạt động ⇒ tạo ra điện ⇒ động cơ điện quay ⇒ quả nặng bên phải đi lên đến độ cao h2.
Khi quả nặng bên trái rơi xuống chỉ có một phần thế năng chuyển hóa thành điện năng còn một phần biến thành động năng của chính quả nặng. Khi dòng điện là quay động cơ điện kéo quả nặng bên phải lên thì chỉ có một phần điện năng chuyển hóa thành cơ năng, còn một phần thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn
Định luật bảo toàn năng lượng
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 60
Bài C1 (trang 157 SGK Vật Lý 9)
Hãy chỉ rõ thế năng và động năng của viên bi trong hình 60.1 SGK đã biến đổi như thế nào khi viên bi chuyển động từ A đến C rồi từ C đến B.
Lời giải:
Tại A: Thế năng của hòn bi lớn nhất và bằng WtA; động năng bằng 0
Tại C: Thế năng bằng không và động năng lớn nhất
→ Từ A đến C: Thế năng của hòn bi giảm dần; động năng tăng dần.
Tại B: Thế năng hòn bi bằng WtB và động năng bằng không
→ Từ C đến B: Động năng giảm dần; thế năng tăng dần.
Bài C2 (trang 157 SGK Vật Lý 9)
So sánh thế năng ban đầu mà ta cung cấp cho viên bi ở vi trí A và thế năng mà bi có ở điểm B.
Lời giải:
Hòn bi tai A có độ cao h1 lớn hơn độ cao h2 của hòn bi tại B
→ Thế năng của viên bi ở A lớn hơn thế năng của viên bi ở B.
Bài C3 (trang 157 SGK Vật Lý 9)
Thiết bị thí nghiệm 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?
Lời giải:
Viên bi không thể có thêm nhiều năng lượng hơn thế năng mà ta cung cấp cho nó lúc ban đầu. Ngoài cơ năng còn có nhiệt năng xuất hiện do ma sát của hòn bi với mặt sàn làm hòn bi nóng lên.
Bài C4 (trang 158 SGK Vật Lý 9)
Hãy chỉ ra trong thí nghiệm ở hình 60.2 SGK, năng lượng đã dược biến đổi từ dạng nào sang dạng nào qua mỗi bộ phận.
Lời giải:
+ Từ thế năng của quả nặng tại A biến đổi thành động năng của nó khi A di chuyển từ A đến A’. Động năng của quả nặng chuyển đổi thành điện năng của máy phát điện.
+ Từ điện năng của máy phát điện thành cơ năng của động cơ điện.
+ Từ cơ năng của động cơ điện thành động năng của quả cầu tại B.
+ Từ động năng của quả cầu tại B thành thế năng của nó tại B’.
Bài C5 (trang 158 SGK Vật Lý 9)
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?
Lời giải:
+ Ban đầu ta thấy h1 > h2 nên thế năng ban đầu của quả nặng A lớn hơn thế năng mà quả nặng B thu được.
+ Khi quả nặng A rơi xuống, chỉ có một phần thế năng biến thành nhiệt năng, còn một phần biến thành động năng của chính quả nặng. Khi dòng điện làm cho động cơ điện quay, kéo quả nặng B 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 nhỏ hơn thế năng ban đầu của quả nặng A.
Bài C6 (trang 158 SGK Vật Lý 9)
Hãy giải thích vì sao không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu.
Lời giải:
Không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu vì trái với định luật bảo toàn năng lượng (năng lượng không thể tự sinh ra hoặc mất đi mà chỉ chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác).
Động cơ hoạt động được là có cơ năng. 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 (dùng năng lượng của nước hay đốt than, củi, dầu,…).
Bài C7 (trang 158 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 60.3 SGK 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 SGK.
Lời giải:
Nhiệt năng do củi đốt cung cấp, một phần làm nóng nước, phần còn lại 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, tận dụng được nhiệt năng để đun hai nồi nước
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 60 có đáp án
Bài 1: Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa:
A. Điện năng và thế năng
B. Thế năng và động năng
C. Quang năng và động năng
D. Hóa năng và điện năng
Lời giải
Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa thế năng và động năng
Đáp án: B
Bài 2: Trong quá trình biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại trong các hiện tượng tự nhiên. Cơ năng luôn luôn giảm, phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành:
A. Nhiệt năng
B. Hóa năng
C. Quang năng
D. Năng lượng hạt nhân
Lời giải
Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa thế năng và động năng.
Cơ năng luôn luôn giảm. Phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành nhiệt năng.
Đáp án: A
Bài 3: Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành:
A. Điện năng
B. Hóa năng
C. Quang năng
D. Cơ năng
Lời giải
Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng
Đáp án: D
Bài 4: Chọn phát biểu đúng.
A. Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
B. Trong các máy phát điện, phần lớn cơ năng chuyển hóa thành hóa năng.
C. Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng lớn hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.
D. Phần năng lượng hao hụt đi biến đổi thành dạng năng lượng khác.
Lời giải
A – sai vì: Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng
B – sai vì: Trong các máy phát điện, phần lớn cơ năng chuyển hóa thành điện năng
C – sai vì: Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy
D – đúng
Đáp án cần chọn là: D
Bài 5: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về định luật bảo toàn năng lượng.
A. Năng lượng có thể tự sinh ra hoặc tự mất đi và chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
B. Năng lượng không tự sinh ra và tự mất đi mà có thể truyền từ vật này sang vật khác
C. Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
D. Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác
Lời giải
Định luật bảo toàn năng lượng:
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
Đáp án: C
Bài 6: Trong máy phát điện, điện năng thu được bao giờ cũng có giá trị nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy. Vì sao?
A. Vì một đơn vị điện năng lớn hơn một đơn vị cơ năng
B. Vì một phần cơ năng đã biến thành dạng năng lượng khác ngoài điện năng
C. Vì một phần cơ năng đã tự biến mất
D. Vì chất lượng điện năng cao hơn chất lượng cơ năng
Lời giải
Trong máy phát điện, điện năng thu được bao giờ cũng có giá trị nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy, vì một phần cơ năng đã biến thành dạng năng lượng khác ngoài điện năng
Đáp án: B
Bài 7: Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, điều gì luôn xảy ra với cơ năng?
A. Luôn được bảo toàn
B. Luôn tăng thêm
C. Luôn bị hao hụt
D. Khi thì tăng, khi thì giảm
Lời giải
Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, cơ năng luôn bị hao hụt. Chỉ khi bỏ qua sự mất mát năng lượng thành các dạng năng lượng khác thì cơ năng mới được bảo toàn.
Đáp án: C
Bài 8: Hiệu suất pin mặt trời là 10%. Điều này có nghĩa: Nếu pin nhận được:
A. điện năng là 100J thì sẽ tạo ra quang năng là 10J
B. năng lượng mặt trời là 100J thì sẽ tạo ra điện năng là 10J
C. điện năng là 10J thì sẽ tạo ra quang năng là 100J
D. năng lượng mặt trời là 10J thì sẽ tạo ra điện năng là 100J
Lời giải
Ta có:
+ Pin mặt trời hoạt động dưới sự biến đổi từ năng lượng mặt trời sang điện năng
+ Hiệu suất pin mặt trời là 10%, nghĩa là Nếu pin nhận được năng lượng mặt trời là 100J thì sẽ tạo ra điện năng là 10J
Đáp án: B
Bài 9: Nói hiệu suất động cơ điện là 97%. Điều này có nghĩa là 97% điện năng đã sử dụng được chuyển hóa thành:
A. cơ năng
B. nhiệt năng
C. cơ năng và nhiệt năng
D. cơ năng và năng lượng khác
Lời giải
Ta có, trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng.
Nói hiệu suất động cơ điện là 97%. Điều này có nghĩa là 97% điện năng đã sử dụng được chuyển hóa thành cơ năng.
Đáp án: A
Bài 10: Hiện tượng nào dưới đây không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng?
A. Bếp nguội đi khi tắt lửa
B. Xe dừng lại khi tắt máy
C. Bàn là nguội đi khi tắt điện
D. Không có hiện tượng nào
Lời giải
Ta có:
Định luật bảo toàn năng lượng:
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
Trong tất cả các hiện tượng trên, đều có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác và khi bỏ qua sự mất mát năng lượng thành các dạng năng lượng khác thì cơ năng được bảo toàn
=> Không có hiện tượng nào không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng
Đáp án: D
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng do THPT Ngô Thì Nhậm 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 Định luật bảo toàn năng lượng. 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 THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 9
