định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Trong bài viết này, HOCMAI sẽ giới thiệu đến các em học sinh, thầy cô và phụ huynh tài liệu tham khảo về chủ đề này. Nguyên lý bảo toàn năng lượng biên soạn bởi chúng tôi. Hi vọng bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu bài và học tập tốt hơn vật lý 9 .

Thêm bài viết để tham khảo:

Bạn đang xem: định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

• Tóm tắt chương III: Quang học
• Năng lượng và chuyển hóa năng lượng

I – Chuyên đề Lý thuyết Định luật bảo toàn cơ năng

1. Sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt, điện.

a) Chuyển hóa thế năng thành động năng và ngược lại. Mất năng lượng

Cơ năng luôn giảm trong các quá trình cơ học, cơ năng mất đi được chuyển hóa thành nhiệt năng. Nếu so với ban đầu cơ năng của vật tăng lên thì phần tăng đó là do đã chuyển hoá thành dạng năng lượng khác, nếu mất đi là do đã chuyển hoá cho vật khác.

Ví dụ: Từ điểm A thả một viên bi có độ cao h1 từ mặt trượt.

– Khi quả cầu lăn từ vị trí A đến vị trí C: Thế năng chuyển hóa → Động năng.

– Khi quả cầu lăn từ vị trí C đến vị trí B: Động năng chuyển hóa → Thế năng.

– Thế năng của viên bi tại vị trí A lớn hơn thế năng của viên bi tại vị trí B → Một phần cơ năng đã bị mất đi (chuyển thành nhiệt năng do ma sát với mặt trượt) cơ năng biến đổi thành nhiệt năng.

b) Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. Mất năng lượng

– Năng lượng cơ học có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện trong máy phát điện và phần lớn năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng cơ học trong động cơ điện.

– Năng lượng có ích thu được khi kết thúc sẽ luôn nhỏ hơn năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.

- Năng lượng mất đi được chuyển hóa thành dạng năng lượng khác.

Ví dụ: Máy phát điện và động cơ điện được nối với nhau bằng dây dẫn, hai quả cân có kích thước và trọng lượng giống nhau.

Nâng quả nặng lên độ cao h1 rồi thả ra ⇒ Quả nặng bên trái chuyển động từ trên xuống dưới Máy phát điện làm việc Điện sinh ra Động cơ điện quay Động cơ quả nặng bên phải được kéo lên độ cao h2.

Khi quả nặng trái rơi từ trên xuống thì chỉ một phần thế năng chuyển hóa thành điện năng và một phần chuyển hóa thành động năng của bản thân quả nặng. Khi dòng điện làm quay động cơ điện, kéo quả nặng phải lên trên, chỉ một phần điện năng chuyển hóa thành cơ năng, còn một phần chuyển hóa thành nhiệt năng làm cho vật dẫn nóng lên.

2. Định luật bảo toàn cơ năng

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

3. Sơ đồ tư duy định luật bảo toàn cơ năng

II – Giải bài tập chuyên đề Định luật bảo toàn cơ năng 9 . sách giáo khoa vật lý

Câu C1 | Trang 157 SGK Vật Lý 9

Hãy cho biết động năng và thế năng của viên bi ở hình 60.1 trong SGK thay đổi như thế nào khi viên bi chuyển động từ A đến C rồi từ C đến B.

hướng dẫn trả lời

– Tại A: Động năng bằng 0 | Thế năng của viên bi là cực đại và bằng WtA;

– Tại C: Động năng cực đại | Năng lượng tiềm năng là 0.

→ Từ A đến C: Thế năng của viên bi giảm | Động lượng tăng.

– Tại B: Động năng bằng 0 | Thế năng của viên bi bằng WtB.

→ Từ C đến B: Động năng giảm dần | Tiềm năng tăng dần.

Câu C2 | Trang 157 SGK Vật Lý 9

So sánh thế năng ban đầu mà ta truyền cho viên bi tại vị trí A và thế năng mà viên bi có tại điểm B.

hướng dẫn trả lời

Viên bi A có chiều cao h1 > Chiều cao h2 của viên bi ở B

→ Thế năng của viên bi tại A > Thế năng của viên bi tại B.

Câu C3 | Trang 157 SGK Vật Lý 9

Thiết bị thí nghiệm trên có thể làm cho viên bi có nhiều năng lượng hơn thế năng mà chúng ta cung cấp ban đầu cho nó không? Trong quá trình chuyển động của hòn bi, ngoài cơ năng còn có dạng năng lượng nào mới?

hướng dẫn trả lời

Viên bi sẽ không thể có nhiều năng lượng hơn thế năng mà chúng ta đã cung cấp cho nó ngay từ đầu.

Ngoài cơ năng còn có sự xuất hiện của nhiệt năng do quả bóng bị ma sát với mặt sàn làm cho quả bóng nóng lên.

Câu C4 | Trang 158 SGK Vật Lý 9

Hãy chỉ ra trong thí nghiệm ở hình 60.2 SGK, dạng năng lượng nào đã được chuyển hóa thành dạng nào qua từng phần.

hướng dẫn trả lời

– Từ thế năng của quả nặng tại A chuyển thành động năng của nó khi A di chuyển từ A đến A'. Động năng của trọng lượng chuyển đổi thành năng lượng điện của máy phát điện.

– Từ cơ năng của máy phát điện → Cơ năng của động cơ điện.

– Từ cơ năng của động cơ điện → Động năng của quả bóng tại B.

– Từ động năng của quả bóng tại B → thế năng của nó tại B'.

Câu C5 | Trang 158 SGK Vật Lý 9

So sánh thế năng ban đầu truyền cho khối A và thế năng khối B thu được sau khi lên đến vị trí cao nhất. Tại sao có sự mất năng lượng tiềm năng này?

hướng dẫn trả lời

– Ban đầu ta thấy h1 > h2 nên thế năng ban đầu của khối A > Thế năng thu được của khối B.

- Khi quả nặng A rơi xuống thì chỉ một phần thế năng chuyển hóa thành nhiệt năng, còn một phần chuyển hóa thành động năng của bản thân quả nặng. Khi dòng điện làm quay động cơ điện và kéo quả nặng B lên thì chỉ một phần điện năng chuyển hóa thành cơ năng, còn một phần chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn. Do những tổn thất trên, thế năng thu được của khối lượng B sẽ nhỏ hơn thế năng ban đầu của khối lượng A.

Câu C6 | Trang 158 SGK Vật Lý 9

Giải thích tại sao không chế tạo được máy chuyển động vĩnh cửu.

hướng dẫn trả lời

Không thể chế tạo được động cơ chuyển động vĩnh cửu vì nó trái với định luật bảo toàn năng lượng (Năng lượng không tự sinh ra cũng như không tự mất đi mà chỉ có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác). đối tượng khác).

Một động cơ có thể hoạt động có năng lượng cơ học và năng lượng cơ học không thể tự tạo ra. Để có khả năng này, cần cung cấp cho máy một năng lượng ban đầu (sử dụng năng lượng của nước hoặc đốt cháy than, củi, dầu,...).

Câu C7 | Trang 158 SGK Vật Lý 9

Trên hình 60.3 SGK là một bếp đun củi cải tiến. Hãy giải thích vì sao dùng loại bếp này tiết kiệm củi hơn so với dùng kiềng ở hình 60.4 SGK.

hướng dẫn trả lời

Nhiệt năng do củi cung cấp sẽ làm nóng nước một phần, phần còn lại truyền ra môi trường xung quanh theo định luật bảo toàn cơ năng. So với kiềng, bếp cải tiến có thành cách nhiệt giúp giữ nhiệt không truyền ra bên ngoài, tận dụng nhiệt để đun sôi hai nồi nước.

III – Bài tập trắc nghiệm chuyên đề Định luật bảo toàn cơ năng

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) Ánh sáng và động năng

D) Năng lượng hóa học và điện năng

Hồi đáp

Trong các hiện tượng tự nhiên thường có sự biến đổi giữa: thế năng và động năng

→ Câu trả lời là không

Bài 2: Trong quá trình biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại trong các hiện tượng tự nhiên. Cơ năng sẽ luôn giảm, năng lượng hao phí đã được chuyển hóa thành:

A) Nhiệt năng

B) Hóa năng

Xem thêm: add up là gì

C) Năng lượng ánh sáng

D) Năng lượng hạt nhân

Hồi đáp

→ Đáp án A

Bài 3: Trong động cơ điện, phần lớn điện năng được biến đổi thành:

A) Điện

B) Hóa năng

C) Năng lượng ánh sáng

D) Cơ năng

Hồi đáp

→ TRẢ LỜI DỄ DÀNG

Bài 4: Chọn phát biểu đúng.

A) Trong động cơ điện, phần lớn điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.

B) Trong máy phát điện, phần lớn cơ năng được chuyển hóa thành hóa năng.

C) Năng lượng có ích thu được khi kết thúc bao giờ cũng lớn hơn năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.

D) Phần năng lượng mất đi sẽ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác.

Hồi đáp

A – Sai vì: Trong động cơ điện, phần lớn năng lượng điện năng được biến đổi → Cơ năng.

B – Sai vì: Trong máy phát điện, phần lớn cơ năng được biến đổi thành Điện năng.

C – Sai vì: Năng lượng có ích thu được khi kết thúc bao giờ cũng nhỏ hơn năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.

D – Phải

→ TRẢ LỜI DỄ DÀNG

Bài 5: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về định luật bảo toàn cơ năng?

A) Năng lượng có thể tự sinh ra hoặc tự hủy và chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.

B) Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà có thể truyền từ vật này sang vật khác

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

D) Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác

Hồi đáp

→ TRẢ LỜI

Bài 6: Điện năng thu được trong máy phát luôn nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy. Tại sao?

A) Vì 1 đơn vị điện năng > 1 đơn vị cơ năng

B) Vì ngoài điện năng, một phần cơ năng đã chuyển hóa thành dạng năng lượng khác

C) Vì một phần cơ năng đã tự biến mất

D) Vì chất lượng điện năng cao hơn chất lượng điện năng cơ học

Hồi đáp

→ Câu trả lời là không

Bài 7: Trong các quá trình chuyển hoá từ động năng → thế năng và ngược lại, điều gì luôn xảy ra cơ năng?

A) Luôn an toàn

B) Luôn tăng

C) Luôn thua lỗ

D) Có lúc tăng, có lúc giảm

Hồi đáp

→ TRẢ LỜI

Bài 8: Hiệu suất của pin mặt trời là 10%. Điều này có nghĩa là: Nếu pin nhận được:

A) Nếu nguồn điện là 100J thì nó sẽ sinh ra 10J . của ánh sáng

B) Năng lượng mặt trời 100J sẽ tạo ra điện năng 10J

C) 10J điện sẽ sinh ra 100J . của ánh sáng

D) năng lượng mặt trời 10J sẽ tạo ra điện năng 100J

Hồi đáp

Chúng ta có:

• Pin mặt trời hoạt động theo cơ chế biến đổi từ năng lượng mặt trời → Điện năng
• Hiệu suất của pin mặt trời là 10%, nghĩa là 100J quang năng sẽ tạo ra 10J điện năng.

→ Câu trả lời là không

Bài 9: Nói hiệu suất động cơ điện là 97% có nghĩa là 97% điện năng sử dụng đã được chuyển hóa thành:

A) cơ năng

B) nhiệt năng

C) cơ năng và nhiệt năng

D) cơ học và năng lượng khác

Hồi đáp

Ta có, phần lớn điện năng trong động cơ điện được biến đổi thành cơ năng.

Nói hiệu suất động cơ điện là 97% có nghĩa là 97% điện năng sử dụng đã được chuyển hóa thành cơ năng.

→ Câu trả lời là không

Bài 10: Hiện tượng nào sau đây không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng?

A) Bếp nguội đi khi tắt bếp

B) Xe dừng lại khi tắt máy

C) Bàn là nguội đi khi tắt nguồn

D) Không có hiện tượng gì

Xem thêm: crops là gì

Hồi đáp

→ TRẢ LỜI DỄ DÀNG

Sau đây là nội dung chi tiết của bài viết về chủ đề Nguyên lý bảo toàn năng lượng Nhưng HOCMAI biên soạn giới thiệu đến các em học sinh. Các em tham khảo kỹ bài soạn trên để hiểu, nắm chắc đề và vận dụng vào giải bài tập nhé!