Lý 9 Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng

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

a) Định luật bảo toàn năng lượng

Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác.

b) Cách giải thích cơ năng của vật tăng lên hay giảm xuống và cách giải thích vật nóng lên hay nguội đi

• Dựa vào sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác hay từ vật này sang vật khác trong các hiện tượng cơ, nhiệt và điện hoặc trong tự nhiên.

• Dựa vào định luật bảo toàn năng lượng.

Câu 1: 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.

Hướng dẫn giải

Từ A đến C: Thế năng biến đổi thành động năng.

Từ C đến B: Động năng biến đổi thành thế năng.

Câu 2: 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?

Hướng dẫn giải

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 điện 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.

Câu 1: Hãy chỉ ra trong thí nghiệm ở hình 60.2, năng lượng đã dược biến đổi từ dạng nào sang dạng nào qua mỗi bộ phận.

Câu 2: Hãy giải thích vì sao không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu.

Câu 3: Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, điều gì luôn xảy ra với cơ năng?

Câu 4: Trong máy phát điện, điện năng thu được bao giờ cũng có giá trị nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy. Vì sao?

Câu 1: Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành

A. Điện năng

B. Hóa năng

C. Quang năng

D. Cơ năng

Câu 2: 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.

Câu 3: 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.

Câu 4: Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có 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

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Định luật bảo toàn năng lượng cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được :

• Nắm được sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt, điện.
• Nắm được định luật bảo toàn năng lượng.