Chương IV: Định Luật Bảo Toàn – Vật Lý Lớp 10
Bài 25: Động Năng
Có thể bạn chưa biết, mọi vật xung quanh chúng ta đều mang năng lượng. Năng lượng là một trong các đại lượng cơ bản nhất, đặc trưng cho trạng thái của một vật trong thế giới tự nhiên, nó có thể trao đổi và chuyển hóa lẫn nhau. Vậy trong bài học này chúng ta sẽ nghiên cứu một dạng năng lượng mà vật có được do chuyển động, gọi là động năng. Mời các em cùng tìm hiểu bài 25 động năng để biết được tính chất, đặc điểm, công thức và một định lý quan trọng có liên quan đến thế năng.
Tóm Tắt Lý Thuyết
I. Khái Niệm Động Năng
1. Năng lượng
Mọi vật xung quanh ta đều mang năng lượng. Năng lượng là một trong các đại lượng cơ bản nhất, đặc trưng cho trạng thái của một vật trong thế giới tự nhiên. Một vật ở một trạng thái xác định mang một năng lượng xác định.
Khi một vật tương tác với các vật khác thì giữa chúng có thể có trao đổi năng lượng dưới những dạng khác nhau: Thực hiện công, tuyền nhiệt, phát ra các tia mang năng lượng, …
2. Động năng
Trong bài này ta nghiên cứu một dạng năng lượng dạng năng lượng của một vật có được do nó chuyển động, gọi là động năng.
Khi đó vật có thể tác dụng lực lên vật khác và lực này sinh công.
II. Công Thức Tính Động Năng
1. Ta hãy xét vấn đề trên đây trong một thí dụ đơn giản: Một vật khối lượng m chuyển động trên một mặt phẳng ngang không ma sát dưới tác dụng của một lực \(\vec{F}\) không đổi có phương nằm ngang. Trong khoảng thời gian từ \(t_1\) đến \(t_2\) (\(t_2 > t_1\)) vật có vận tốc biến thiên từ \(\vec{v_1}\) đến \(\vec{v_2}\) và đi được đoạn đường s; công thực hiện bởi lực \(\vec{F}\) là: A = Fs.
Mặt khác, theo định luật II Niu-tơn: F = ma
Vì F không đổi, nên a không đổi và vật chuyển động thẳng biến đổi đều. Mặt khác, ta có:
\(V_2^2 – V_1^2 = 2as\)
Do đó, công của lực \(\vec{F}\) được viết là:
\(A = Fs = Fas = \frac{V_2^2 – V_1^2}{2}\)
\(A = \frac{1}{2}mv_2^2 – \frac{1}{2}mv_1^2\) (25.1)
2. Ta xét trường hợp thực tế, vật bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ nên \(v_1 = 0\). Khi đó, công thức (25.1) trở thành:
\(A = \frac{1}{2}mv_2^2\) (25.2)
Công A này giúp vật chuyển động nên vế phải chính là năng lượng của vật do chuyển động mà có hay nói cách khác chính là động năng của vật, kí hiệu là \(W_đ\).
\(W_đ = \frac{1}{2}mv^2\) (25.3)
Động năng của một vật là nănglượng mà vật có do nó chuyển động, bằng một nửa tích của khối lượng m với bình phương vận tốc v của vật.
Đơn vị của động năng là Jun (kí hiệu J).
\(1J = kgm^2/s^2\).
III. Công Của Lực Tác Dụng Và Độ Biến Thiên Động Năng
1. Vế phải của công thức (25.1) chính là độ biến thiên động năng của vật. Từ công thức (25.3), ta được:
\(A = \frac{1}{2}mv_2^2 – \frac{1}{2}mv_1^2 = W_{đ2} = W_{đ1}\) (25.4)
Công của lực tác dụng lên vật bằng độ biến thiên động năng của vật.
2. Ví dụ
Khi ta phanh xe đang chạy, độ giảm động năng bằng công của lực ma sát (là lực hãm xe).
3. Hệ quả
Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên nó sinh công (A ≠ 0).
+ Nếu A > 0 (lực sinh công dương) ⇒ \(W_{đ2} > W_{đ1}\): Động năng tăng (vật sinh công âm).
+ Nếu A < 0 (lực sinh công âm) ⇒ \(W_{đ2} < W_{đ1}\): Động năng giảm (vật sinh công dương).
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 25 Động Năng
Hướng dẫn giải các bài tập sgk bài 25 động năng chương 4 vật lý 10. Bài học giúp bạn tìm hiểu khái niệm động năng, công thức tính động năng.
Bài Tập 1 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Nêu định nghĩa động năng và công thức của động năng.
>> Xem: giải bài tập 1 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 2 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Khi nào động năng của vật: biến thiên, tăng lên, giảm đi?
>> Xem: giải bài tập 2 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 3 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Câu nào sai trong các câu sau?
Động năng của vật không đổi khi vật
A. Chuyển động thẳng đều.
B. Chuyển động với gia tốc không đổi.
C. Chuyển động với gia tốc.
D. Chuyển động cong đều.
>> Xem: giải bài tập 3 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 4 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Động năng của một vật nặng tăng khi
A. Gia tốc của vật a > 0.
B. Vận tốc của vật v > 0.
C. Các lực tác dụng lên vật sinh công dương.
D. Gia tốc của vật tăng.
Chọn đáp án đúng.
>> Xem: giải bài tập 4 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 5 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vật trọng lượng 1,0 N có động năng 0,1 J. Lấy g = 10 m/s^2. Khi đó vận tốc vật bằng bao nhiêu?
A. 0,45 m/s.
B. 1,0 m/s.
C. 1,4 m/s.
D. 4,4 m/s.
>> Xem: giải bài tập 5 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 6 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Một ô tô có khối lượng 1000 kg chuyển động với vận tốc 80 km/h. Động năng của ô tô có giá trị nào sau đây?
A. \(\)\(2,52.10^4 J\).
B. \(2,47.10^5 J\).
C. \(2,42.10^6 J\).
D. \(3,2.10^6 J\).
>> Xem: giải bài tập 6 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 7 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Tính động năng của một vận động viên có khối lượng 70 kg chạy đều hết quãng đường 400 m trong thời gian 45s.
>> Xem: giải bài tập 7 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 8 Trang 136 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vật khối lượng m = 2 kg đang nằm yên trên một mặt phẳng ngang không ma sát. Dưới tác dụng của lực nằm ngang 5 N, vật chuyển động và đi được 10 m. Tính vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy.
>> Xem: giải bài tập 8 trang 136 sgk vật lý lớp 10
Lời kết: Qua nội dung bài học bài 25 động năng chương IV này các em cần lưu ý các ý chính sau:
– Khái niệm về động năng
– Công thức tính động năng
– Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng
Như vậy là các bạn vừa được nhìn tổng quan nội dung bài học bài 25 động năng chương IV vật lý lớp 10. Hi vọng bài viết sẽ giúp các bạn nắm được hết ý chính trong bài học và đạt kết qủa học tập vật lý lớp 10 tốt nhất.
Trả lời