Giải Vật lí 10 trang 91 Cánh diều

Với Giải Vật lí 10 trang 91 trong Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Vật lí lớp 10 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật lí 10 trang 91.

Giải Vật lí 10 trang 91 Cánh diều

Luyện tập 2 trang 91 Vật Lí 10: Nhảy cầu là một môn thể thao. Vận động viên nhảy lên, đạt điểm cao nhất cách mặt nước 10 m, rồi rơi xuống. Trong quá trình rơi, vận động viên thực hiện các động tác nhào lộn đẹp mắt trước khi chạm nước (hình 2.6). Em hãy ước lượng tốc độ của vận động viên khi chạm nước. Nước trong bể có vai trò như thế nào trong việc đảm bảo an toàn cho vận động viên?

Lời giải:

- Chọn mốc tính thế năng ở mặt nước.

Khi vận động viên ở điểm cao nhất thì thế năng lớn nhất: W_tmax = mgh_max

Coi như cơ năng trong quá trình nhảy đến khi chạm nước được bảo toàn, nên khi vận động viên chạm nước thì thế năng lúc này bằng 0 và động năng đạt giá trị lớn nhất:

W_đmax = $\frac{m{v}_{\max }^2}{2}$

Suy ra vận tốc khi vận động viên chạm mặt nước là lớn nhất và bằng:

$v_{\max }=\sqrt{2g{h}_{\max }}=\sqrt{2.9,8.10}=14m/s$

- Nước trong bể có vai trò cản trở sự chuyển động của người ở trong nó, giúp chuyển hóa động năng của người thành các dạng năng lượng khác như động năng của nước (vận động viên chuyển động sâu vào trong nước), năng lượng âm, năng lượng nhiệt để giảm vận tốc của người, tránh gây thương tích.

Luyện tập 3 trang 91 Vật Lí 10: Một em bé có khối lượng 20 kg trượt từ đỉnh cầu trượt cao 2 m. Khi tới chân cầu trượt, em bé có tốc độ 4 m/s. Cơ năng của em bé có bảo toàn không? Tại sao?

Lời giải:

Chọn mốc tính thế năng tại chân cầu trượt.

Thế năng tại đỉnh cầu trượt (v = 0, em bé chỉ có thể năng):

W_tmax = mgh = 20.9,8.2 = 392 J = W₁.

Động năng tại chân cầu trượt (h = 0, em bé chỉ có động năng):

W_đmax = $\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.20.4}}^2=160J$ = W₂.

Từ đó ta thấy cơ năng tại đỉnh cầu trượt và cơ năng tại chân cầu trượt khác nhau.

$\Rightarrow$Cơ năng trong trường hợp này không bảo toàn do trong quá trình trượt từ đỉnh xuống chân cầu trượt có sự ma sát giữa cơ thể người và bề mặt cầu trượt sinh ra nhiệt, đồng thời phát ra âm thanh. Chứng tỏ cơ năng (thế năng ban đầu ở đỉnh cầu trượt) đã bị chuyển hóa một phần thành nhiệt năng và năng lượng âm.

Câu hỏi 9 trang 91 Vật Lí 10: Lấy ví dụ về sự chuyển hóa từ năng lượng dự trữ thành năng lượng hoạt động trong cuộc sống và sản xuất nông nghiệp, công nghiệp.

Lời giải:

Ví dụ 1: hàng ngày khi ta ăn uống các loại thức ăn giàu dinh dưỡng, năng lượng dự trữ trong thức ăn được nạp vào cơ thể, năng lượng đó được chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng (làm ấm cơ thể vào mùa đông hoặc khi chúng ta vận động); động năng (khi chúng ta vận động hàng ngày), thế năng trọng trường (khi chúng ta đi leo núi hoặc di chuyển lên một độ cao nào đó), năng lượng âm (khi chúng ta nói chuyện, hát hò), ….

Ví dụ 2: máy cày là thiết bị trong nông nghiệp, sau một khoảng thời gian chúng ta phải đổ xăng hoặc dầu, năng lượng hóa học dự trữ trong nhiên liệu (xăng, dầu) được nạp vào cho máy cày. Năng lượng này chuyển hóa thành động năng để vận hành động cơ, năng lượng nhiệt (làm nóng động cơ), năng lượng âm thanh (gây ra tiếng ồn), …

Tìm hiểu thêm trang 91 Vật Lí 10:

- Bạn hãy tìm hiểu thêm về quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng trong cơ thể và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển hóa năng lượng dự trữ trong thức ăn.

- Kể cả ở những nhà máy điện có hiệu suất cao nhất, chỉ có 40% năng lượng từ nhiên liệu được chuyển hóa thành điện năng hòa vào lưới điện. Bạn hãy tìm hiểu về các dạng năng lượng hao phí trong quá trình sản xuất và truyền tải điện năng đi xa.

Lời giải:

- Thức ăn dự trữ năng lượng hóa học, khi được đưa vào cơ thể thông qua việc ăn uống, các chất trong thức ăn tham gia các phản ứng hóa học, chuyển hóa thành năng lượng dự trữ cho cơ thể, năng lượng đó có thể chuyển hóa thành động năng (giúp con người hoạt động) và năng lượng nhiệt (làm ấm cơ thể), …

- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển hóa:

+ Cơ thể chứa ít các vi khuẩn có lợi, không chuyển hóa hoàn toàn các chất dinh dưỡng.

+ Hiệu suất chuyển hóa có liên quan đến gene và hormon chuyển hóa. Ví dụ những người có chức năng tuyến giáp bình thường sẽ sản sinh ra nhiều nhiệt chuyển hóa hơn và hiệu suất chuyển hóa sẽ thấp hơn. Những người có chức năng tuyến giáp kém hơn sản sinh ít nhiệt và có sự chuyển hóa hiệu suất cao hơn. Đó là một lí do vì sao những người có chức năng tuyến giáp kém thường phản ứng chậm hơn với chế độ ăn kiêng.

+ Ngoài ra còn do trong thức ăn có một số chất khó chuyển hóa, hoặc chứa các chất độc làm giảm hiệu suất chuyển hóa.

- Năng lượng hao phí trong quá trình sản xuất điện năng:

+ Năng lượng nhiệt: năng lượng từ nhiên liệu chuyển hóa 1 phần thành nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh và làm nóng các thiết bị sản xuất.

+ Năng lượng âm thanh: nhiên liệu bị đốt cháy hoặc tham gia các phản ứng phát ra âm thanh.

- Năng lượng hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đi xa là năng lượng nhiệt: do dây dẫn bao giờ cũng có điện trở nên sẽ có sự tỏa nhiệt làm nóng đường dây và các thiết bị.

Lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Cánh diều hay khác:

• Giải Vật lí 10 trang 87
• Giải Vật lí 10 trang 88
• Giải Vật lí 10 trang 89
• Giải Vật lí 10 trang 90
• Giải Vật lí 10 trang 92
• Giải Vật lí 10 trang 93

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 10 Bài tập chủ đề 3 (trang 94)

• Vật Lí 10 Bài 1: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

• Vật Lí 10 Bài 2: Động lượng và năng lượng trong va chạm

• Vật Lí 10 Bài tập chủ đề 4 (trang 105)

• Vật Lí 10 Bài 1: Chuyển động tròn

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Cánh diều
• Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---