Hướng dẫn giải bài tập SGK Vật lý lớp 9 bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng

Câu 1. Hãy chỉ rõ thế năng và động năng của viên bi đã biến đổi như thế nào khi viên bi chuyển động từ A đến C rồi từ C đến B.

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 mà ta cung cấp cho viên bi ở vị trí A và thế năng mà bi có ở điểm B.

Giải:
Thế năng của viên bi ở vị trí A lớn hơn thế năng mà viên bi có ở điểm B.

Câu 3. Thiết bị thí nghiệm trên có thể làm cho viên bi có thêm nhiều năng lượng hơn thế năng mà ta cung cấp cho nó lúc ban đầu không? Trong quá trình viên bi chuyển động, ngoài cơ năng ra còn có dạng năng lượng nào xuất hiện không?

Giải:
Viên bi không thể có nhiều năng lượng hơn thế năng mà ta cung cấp cho nó lúc ban đầu. Ngoài cơ năng ra còn có nhiệt năng xuất hiện do ma sát.

Câu 4. Hãy chỉ ra trong thí nghiệm này, năng lượng đã được biến đổi từ dạng nào sang dạng nào qua mỗi bộ phận?

Giải:

• Trong máy phát điện: Cơ năng biến đổi thành điện năng.
• Trong động cơ điện: Điện năng biến đổi thành cơ năng.

Câu 5. 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?

Giải:

• Thế năng ban đầu cung cấp cho 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 đổi 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 đầu 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 6. Hãy giải thích vì sao không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu?

Giải:
Động cơ vĩnh cửu không thể hoạt động được vì trái với định luật bảo toàn năng lượng. Động cơ hoạt động được là có cơ năng. Cơ năng này không thể tự sinh ra. Muốn có cơ năng này bắt buộc phải cung cấp cho máy một năng lượng ban đầu (dùng năng lượng của nước hay củi đốt than, củi, dầu..).

Câu 7. Trên hình 60.3 vẽ một bếp củi đun cải tiến. Hãy giải thích vì sao dùng loại bếp này lại tiết kiệm được củi đun hơn là dùng kiềng ba chân ở hình 60.4.

Giải:
Nhiệt năng do củi cung cấp một phần vào nồi làm nóng nước, phần còn lại truyền cho môi trường xung quanh theo định luật bảo toàn năng lượng. Bếp củi cải tiến có vách cách nhiệt, giữ cho nhiệt năng ít bị truyền ra ngoài, tận dụng được nhiệt năng để đun hai nồi nước, do vậy dùng loại bếp này lại tiết kiệm được củi đun hơn là dùng kiềng ba chân.