1. Một vật đang chuyển động có thể không có?
Câu hỏi : Một vật đang chuyển động có thể không có
A. Động lượng.
B. Động năng.
C. Thế năng.
D. Cơ năng
Đáp án: C
Giải thích: Các đại lượng động lượng, động năng và cơ năng đều phụ thuộc vào vận tốc nên khi chuyển động, vật đều có động lượng, động năng và cơ năng nhưng vật có thể không có thế năng do cách ta chọn gốc thế năng.
Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng. Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. 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. Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
2. Chuyển động của vật và công cơ học:
Mọi hiện tượng xảy ra trong tự nhiên đều cần có năng lượng dưới các dạng khác nhau như cơ năng, nhiệt năng, hóa năng, điện năng, năng lượng ánh sáng hay năng lượng âm thanh, …
Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng không tự sinh ra hoặc mất đi mà chỉ chuyển hóa từu dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Theo đó, năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác. Việc truyền năng lượng cho vật bằng cách tác dụng lực lên vật làm thay đổi trạng thái chuyển động của vật được gọi là thực hiện công cơ học (gọi tắt là thực hiện công).
Để có công được thực hiện, nó phụ thuộc vào hai yếu tố: lực tác dụng lên vật và độ dời của vật. Công cơ học là công của lực (khi vật thể tác dụng một lực và lực sinh ra công thì được cho là công của vật thể). Nó thường được gọi tắt là công.
– Lực tác dụng vào vật: Đối với từng trường hợp sẽ có sự khác nhau giữa các lực được tác dụng. Nó có thể là một lực kéo hoặc nó có thể là trọng lực (ví dụ: khi một quả táo rơi khỏi cây, lực tác động là trọng lực).
– Độ dời của vật: Nếu cùng một lực tác dụng vào một vật, thì độ dịch chuyển vị trí của vật đó hay quãng đường nó di chuyển được sẽ quyết định xem có thực hiện được công cơ học hay không.
Như vậy, muốn công nhiều hay ít thì phải tăng hoặc giảm một trong hai yếu tố này. Ngoài ra, tùy thuộc vào mục đích, cả hai có thể được tăng hoặc giảm cùng một lúc. Cũng có thể nói rằng quãng đường di chuyển càng dài thì số lượng công được hoàn thành càng nhiều và ngược lại.
Ví dụ, ấn tay vào tường ngay cả khi bạn đã dùng một lực rất mạnh thì không được coi là công cơ học. Ngoài ra, trong trường hợp một vận động viên cử tạ nâng tạ ở tư thế thẳng đứng đòi hỏi rất nhiều sức lực cũng không được tính là thực hiện công.
Ví dụ về các trường hợp xảy ra công việc cơ khí bao gồm:
– Bạn nhặt cái túi từ sàn nhà
– Bull kéo dịch chuyển
– Người đi bộ lên dốc
– Khi một lực tác dụng lên một vật làm cho vật đó chuyển động …
Theo đó, ta có công thức tính công cơ học như sau:
Khi F tác dụng vào vật thì nó đi được một quãng đường s. Công thức cho công cơ học dựa trên F và s là:
A= F.s
Trong đó:
– A là công của lực F
– F: Lực tác dụng vào vật (đơn vị Niutơn: N)
– s: Quãng đường vật di chuyển (m)
Chú ý:
– Đơn vị SI của công sẽ là Jun, kí hiệu là J: Định nghĩa là công thực hiện bởi một Niutơn làm dịch chuyển 1 đoạn có chiều dài là 1m.
– 1 J = 1 N.1m = 1 Nm, 1 kJ = 1000 J
3. Chuyển động của vật và cơ năng:
– Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học (hay vật chuyển động), ta nói vật có cơ năng.
Ví dụ: Khi dây cung được kéo căng (giương cung) thì nếu buông tay ra, mũi tên sẽ bay đi. Vậy chiếc cung lúc được giương đang có khả năng thực hiện công, ta nói cung có cơ năng.
– Cơ năng là một dạng năng lượng, là một đại lượng vật lý thể hiện khả năng sinh công của một vật bất kỳ. Hiểu một cách cụ thể, một vật có cơ năng khi nó có khả năng thực hiện công cơ học.
Trong vật lý, động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng. Một vật có thể vừa có động năng và thế năng, cơ năng lúc đó bằng tổng động năng và thế năng của vật.
Ví dụ: Một máy bay đang bay trên trời, nó vừa có độ cao so với mặt đất, tức là có thế năng, vừa đang chuyển động, tức là có động năng. Cơ năng của máy bay là tổng động năng và thế năng của máy bay.
– Vật có khả năng thực hiện công cơ học càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Kí hiệu của cơ năng là W. Cơ năng có đơn vị là Jun (J).
Ví dụ: Đặt một viên gạch trên một tấm kính. Ban đầu, viên gạch không có khả năng thực hiện công lên tấm kính. Khi đó vật không có cơ năng.
Tuy nhiên, khi đưa nó lên một độ cao h so với tấm kính và thả rơi thì viên gạch có thể làm tấm kính bị vỡ. Khi đó, ta nói viên gạch có khả năng sinh công. Vì vậy, khi đưa viên gạch lên độ cao h, viên gạch đã có cơ năng.
Cơ năng có hai dạng là thế năng và động năng:
Thế năng:
– 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.
– Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
– Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn của vật bằng 0 (thường chọn mặt đất làm mốc).
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 0.
Lưu ý: Một vật có thể vừa có động năng và thế năng, thì cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng của nó.
Ví dụ: Một máy bay đang bay trên trời, nó vừa có độ cao so với mặt đất, tức là có thế năng, vừa đang chuyển động, tức là có động năng. Cơ năng của máy bay là tổng động năng và thế năng của máy bay.
4. Một số câu hỏi vận dụng:
Câu 1: Một vận động viên trượt tuyết từ trên vách núi trượt xuống, tốc độ trượt mỗi lúc một tăng. Chọn mốc ở chân núi. Như vậy đối với vận động viên
A. động năng tăng, thế năng tăng
B. động năng tăng, thế năng giảm
C. động năng không đổi, thế năng giảm
D. động năng giảm, thế năng tăng
Đáp án: B
Câu 2: Một vật đang chuyển động có thể không có:
A. Động lượng.
B. Động năng.
C. Thế năng.
D. Cơ năng.
Đáp án: C
Câu 3: Một người và xe máy có khối lượng tổng cộng là 300 kg đang đi với vận tốc 36 km/h thì nhìn thấy một cái hố cách 12 m. Để không rơi xuống hố thì người đó phải dùng một lực hãm có độ lớn tối thiểu là:
A. Fh = 16200N”>Fh = 16200N
B. Fh = −1250N”>Fh = −1250N
C. Fh = −16200N”>Fh = −16200N
D. Fh = 1250N”>Fh = 1250N
Đáp án: D
Câu 4: Từ điểm A của một mặt bàn phẳng nghiêng, người ta thả một vật có khối lượng m = 0,2kg trượt không ma sát với vận tốc ban đầu bằng 0 rơi xuống đất. Cho AB = 50cm, BC = 100cm, AD = 130cm, g=10m/s2″>g=10m/s2=10/2. Bỏ qua lực cản không khí. Vận tốc của vật tại điểm B có giá trị là?
A. 2,45m/s
B. 5,1m/s
C. 1,22m/s
D. 6,78m/s
Đáp án: A
Câu 5: Chọn phương án sai. Một vật đang chuyển động có thể có
A. Động lượng.
B. Động năng.
C. Thế năng.
D. Cơ năng.
Đáp án: C
Câu 6: Đại lượng nào không đổi khi một vật được ném theo phương nằm ngang?
A. Thế năng.
B. Động năng.
C. Cơ năng.
D. Động lượng.
Đáp án: C
Câu 7: Một con lắc đơn chiều dài l = 1,8m, một đầu gắn với vật khối lượng 200g. Thẳng phía dưới điểm treo cách điểm treo một đoạn l/2 có một cái đinh. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 300″>300300 rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi sức cản và ma sát, lấy g=10m/s2″>g=10m/s2
g=10m/s2″>A.g=10m/s2″> 12,8
g=10m/s2″>B. g=10m/s2″>30
g=10m/s2″>C. g=10m/s2″>15
g=10m/s2″>D.g=10m/s2″> 80
Đáp án: A
