Với lời giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng sách Cánh diều hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 9 dễ dàng trả lời câu hỏi và làm bài tập KHTN 9 Bài 2.

Giải KHTN 9 Cánh diều Bài 2: Cơ năng

Video Giải Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cô Dương Yến (Giáo viên VietJack)

Giải KHTN 9 trang 14

Khi xảy ra sạt lở đất ở vùng đồi núi, các khối đất đá từ trên cao trượt xuống dưới

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Mở đầu trang 14 Bài 2 KHTN 9: Khi xảy ra sạt lở đất ở vùng đồi núi, các khối đất đá từ trên cao trượt xuống dưới có thể gây thiệt hại cho con người và tài sản (hình 2.1). Trước khi sạt lở, khối đất đá ở trên cao có thế năng. Trong quá trình trượt xuống, khối đất đá có động năng. Thế năng và động năng của khối đất đá được tính như thế nào?

Trả lời:

- Thế năng của khối đất đá được tính theo công thức:

W_t = P.h

Trong đó:

+ P là trọng lượng của khối đất đá (N)

P = m.g (với m là khối lượng của khối đất đá (kg); g là gia tốc trọng trường (m/s²)).

+ h là độ cao của khối đất đá so với mốc thế năng (m).

- Động năng của khối đất đá được tính theo công thức:

$W_d=\frac{1}{2}m.v^2$

Trong đó:

+ m là khối lượng của khối đất đá (kg).

+ v là tốc độ của khối đất đá khi rơi (m/s).

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Lấy ví dụ về các vật có động năng trong đời sống

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Câu hỏi 1 trang 14 KHTN 9: Lấy ví dụ về các vật có động năng trong đời sống.

Trả lời:

Ví dụ về các vật có động năng trong đời sống:

- Con chó đang chạy trên đường.

- Em đạp xe tới trường.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Tính động năng của xe máy có khối lượng 100 kg đang chuyển động với tốc độ 15 m/s

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Luyện tập 1 trang 14 KHTN 9: Tính động năng của xe máy có khối lượng 100 kg đang chuyển động với tốc độ 15 m/s.

Trả lời:

Động năng của xe máy là: $W_d=\frac{1}{2}m.v^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.100.15}}^2=11250J$

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Câu hỏi 2 trang 15 KHTN 9: Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời:

Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào những yếu tố:

- trọng lượng của vật.

- độ cao của vật so với mốc thế năng được chọn.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Ở gần mặt đất, trọng lượng của vật liên hệ với khối lượng của nó như thế nào

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Câu hỏi 3 trang 15 KHTN 9: Ở gần mặt đất, trọng lượng của vật liên hệ với khối lượng của nó như thế nào?

Trả lời:

- Ở gần mặt đất, trọng lượng của vật được tính theo công thức: P = m.g (với m là khối lượng của khối đất đá (kg); g là gia tốc trọng trường (m/s²)).

- Trọng lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng của vật.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Trong hình 1.4, kiện hàng được người công nhân đưa lên cao 1,2 m so với mặt đất

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Luyện tập 2 trang 15 KHTN 9: Trong hình 1.4, kiện hàng được người công nhân đưa lên cao 1,2 m so với mặt đất. Chọn mặt đất là mốc thế năng. Tính thế năng trọng trường của kiện hàng, biết rằng trọng lượng của kiện hàng là 45 N.

Trả lời:

Thế năng trọng trường của kiện hàng là: W_t = P.h = 45. 1,2 = 54 J

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Khi chuyển động từ vị trí B đến vị trí C, vì sao thế năng của bạn nhỏ tăng dần

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Câu hỏi 4 trang 15 KHTN 9: Khi chuyển động từ vị trí B đến vị trí C, vì sao thế năng của bạn nhỏ tăng dần?

Trả lời:

Khi chuyển động từ vị trí B đến vị trí C, thế năng của bạn nhỏ tăng dần vì độ cao của bạn nhỏ tăng dần (vị trí C cao hơn vị trí B).

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Tính cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B hình 2.3 trong hai trường hợp

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Luyện tập 3 trang 16 KHTN 9: Tính cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B (hình 2.3) trong hai trường hợp:

a. Chọn mặt đất làm mốc thế năng. Biết rằng, động năng của bạn nhỏ tại B bằng 90 J và thế năng bằng 150 J.

b. Chọn điểm B làm mốc thế năng.

Trả lời:

a. Chọn mặt đất làm mốc thế năng.

Cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B là: W = W_đ + W_t = 90 + 150 = 240 J

b. Chọn điểm B làm mốc thế năng $\Rightarrow$Thế năng tại B bằng 0.

Cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B là: W = W_đ = 90 J.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Phân tích sự chuyển hóa động năng và thế năng của bạn nhỏ khi chơi cầu trượt

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Luyện tập 4 trang 16 KHTN 9: Phân tích sự chuyển hóa động năng và thế năng của bạn nhỏ khi chơi cầu trượt ở hình 2.4 trong hai trường hợp sau:

a. Bỏ qua ma sát của mặt cầu trượt và lực cản của không khí.

b. Lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể.

Trả lời:

a. Khi bạn nhỏ ở trên cao (so với mặt đất) thì bạn nhỏ có thế năng lớn nhất. Trong quá trình trượt có sự chuyển hóa từ thế năng sang động năng do độ cao của bạn nhỏ giảm dần, tốc độ trượt tăng dần. Khi gần chạm sát mặt đất toàn bộ thế năng ban đầu chuyển hóa thành động năng.

b. Khi bạn nhỏ ở trên cao (so với mặt đất) thì bạn nhỏ có thế năng lớn nhất. Trong quá trình trượt có sự chuyển hóa từ thế năng sang động năng do độ cao của bạn nhỏ giảm dần, tốc độ trượt tăng dần. Vì lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể nên trong khi trượt năng lượng của bạn nhỏ bị chuyển hóa một phần thành năng lượng nhiệt làm nóng chỗ cơ thể người tiếp xúc với mặt cầu trượt và tỏa ra môi trường. Do vậy, toàn bộ năng lượng ban đầu (thế năng) bị chuyển hóa thành động năng và nhiệt năng ngay trước khi bạn nhỏ chạm đất.

(Động năng của bạn nhỏ trước khi chạm đất trong trường hợp b nhỏ hơn trường hợp a).

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Vật ở càng cao thì thế năng của vật càng lớn

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Tìm hiểu thêm trang 16 KHTN 9: Vật ở càng cao thì thế năng của vật càng lớn. Do đó, vật có năng lượng lớn. Vì vậy, đốt củi ở trên cao sẽ tỏa nhiệt nhiều hơn. Điều này có đúng hay không?

Trả lời:

Đốt củi ở trên cao sẽ tỏa nhiệt nhiều hơn là sai. Vì khi nhiên liệu bị đốt cháy năng lượng được giải phóng lớn hay nhỏ liên quan tới tính chất hóa học của vật liệu, điều kiện phản ứng,… còn vật ở trên cao có thế năng là năng lượng dạng tích trữ, năng lượng được giải phóng khi vật thực hiện công.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Trên công trường xây dựng, để đóng các cọc bê tông lún sâu xuống lòng đất

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Vận dụng trang 16 KHTN 9: Trên công trường xây dựng, để đóng các cọc bê tông lún sâu xuống lòng đất, người ta dùng búa máy như hình 2.5. Đầu búa có trọng lượng lớn được kéo lên một độ cao nhất định so với mặt đất rồi thả rơi xuống đập vào cọc bê tông. Mô tả sự chuyển hóa năng lượng của đầu búa từ lúc được thả rơi cho tới ngay trước khi đập vào cọc. Bỏ qua sự hao phí năng lượng do lực cản của môi trường.

Trả lời:

Mô tả sự chuyển hóa năng lượng của đầu búa từ lúc được thả rơi cho tới ngay trước khi đập vào cọc:

+ Tại điểm thả rơi: đầu búa có thế năng lớn nhất.

+ Trong quá trình rơi: thế năng chuyển hóa thành động năng.

+ Tại vị trí ngay trước khi đập vào cọc: Vì bỏ qua sự hao phí năng lượng do lực cản của môi trường nên toàn bộ thế năng ban đầu của đầu búa chuyển hóa toàn bộ thành động năng của đầu búa trước khi đập vào cọc.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác:

Ngoài thế năng trọng trường, vật còn có thế năng đàn hồi khi bị biến dạng

Khoa học tự nhiên 9 Bài 2: Cơ năng - Cánh diều

Tìm hiểu thêm trang 17 KHTN 9: Ngoài thế năng trọng trường, vật còn có thế năng đàn hồi khi bị biến dạng. Vật biến dạng càng nhiều thì có thế năng đàn hồi càng lớn.

Trong trò chơi bạt nhún ở hình 2.6, bạn nhỏ nhấn chân lên mặt bạt biến dạng tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng đàn hồi. Mặt bạt đàn hồi trở lại trạng thái cũ, đẩy bạn nhỏ lên cao, thế năng đàn hồi chuyển hóa thành động năng của bạn nhỏ và sau đó động năng lại chuyển hóa thành thế năng trọng trường của bạn đó.

Trong hình 2.6:

a. Trường hợp nào bạt nhún có thế năng đàn hồi lớn nhất?

b. Trường hợp nào bạn nhỏ có thế năng trọng trường lớn nhất?

Trả lời:

a. Bạt nhún có thế năng đàn hồi lớn nhất ở hình 2.6 b vì bạt nhún bị biến dạng nhiều nhất.

b. Bạn nhỏ có thế năng trọng trường lớn nhất ở hình 2.6 c vì bạn nhỏ ở vị trí cao nhất so với mặt bạt nhún.

Lời giải KHTN 9 Bài 2: Cơ năng hay khác: