Thế năng của vật lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Thế năng của vật lớp 9 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Thế năng của vật.

Thế năng của vật lớp 9 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Độ lớn thế năng trọng trường được tính bằng công thức: Wt = Ph = 10mh

Trong đó: P là trọng lượng của vật, đơn vị đo niuton (N), với P = 10m, m là khối lượng của vật

                h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc, đơn vị đo mét (m)

                W_t là thế năng trọng trường của vật, đơn vị đo jun (J).

2. Ví dụ mẫu

Câu 1. Cho một vật có khối lượng m đang đặt ở độ cao h so với mặt đất. Khi giảm độ cao của vật xuống 4 lần thì thế năng của vật

A. tăng 4 lần. 

B. giảm 4 lần.

C. tăng 2 lần.

D. giảm 2 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Độ lớn của thế năng được tính bằng W_t = Ph

Trong đó:+ P là trọng lượng của vật (N)

                + h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc (m)

Khi độ cao giảm 4 lần thì thế năng cũng giảm 4 lần.

Câu 2: Một vật khối lượng 2kg có thế năng 8J đối với mặt đất. Chọn mốc thế năng ở mặt đất, khi đó vật ở độ cao bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Vật có khối lượng 2kg thì có trọng lượng là P = 10m = 10.2 = 20N

Ta có: W_t = Ph ⇒ h = W_t : P = 8 : 20 = 0,4m

Vậy vật ở độ cao 0,4 m.

Câu 3: Một vật có khối lượng 3 kg ở độ cao 4 m so với mặt đất. Hỏi thế năng trọng trường của vật là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Vật có khối lượng 3 kg thì trọng lượng của vật là 30 N.

Thế năng trọng trường của vật là: ${\text{W}}_t=Ph=30.4=120J$

3. Bài tập tự luyện

Câu 1: Dạng năng lượng vật có được khi ở một độ cao nào đó so với mặt đất hoặc vật được chọn làm mốc gọi là gì?

A. Động năng. 

B. Thế năng.

C. Quang năng.

D. Hóa năng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Thế năng trọng trường (gọi tắt là thế năng) là năng lượng vật có được khi ở trên cao so với mặt đất (hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao).

Câu 2: Trường hợp nào sau đây, thế năng của vật giảm? Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

A. Quả táo đang rơi từ trên cành xuống đất.

B. Ô tô đang chạy đều trên đường cao tốc.

C. Xe đạp đang lên dốc.

D. Máy bay đang cất cánh.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Giá trị của thế năng phụ thuộc vào mốc chọn để tính độ cao. Vật ở độ cao càng lớn thì thế năng của vật càng lớn. Khi quả táo đang rơi từ trên cành xuống đất, độ cao của quả táo giảm dần so với mặt đất nên thế năng của quả táo giảm dần.

Câu 3: Nếu khối lượng của một vật tăng gấp đôi nhưng độ cao giữ nguyên thì thế năng của vật sẽ thay đổi như thế nào?

A. Tăng gấp đôi.

B. Không thay đổi.

C. Giảm đi một nửa.

D. Tăng gấp bốn.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Thế năng của một vật được xác định bởi biểu thức: ${\text{W}}_t=P.h$

Trong đó: + P là trọng lượng của vật (N)

                 + h là độ cao của vật so với mặt đất (m)

Khi khối lượng của vật tăng 2 lần thì trọng lượng của vật tăng 2 lần.

Trọng lượng của vật tăng 2 lần ⇒ thế năng của vật tăng 2 lần.

Câu 4: Hai vật có khối lượng bằng nhau đặt ở hai độ cao lần lượt là 2h và h. Thế năng của vật thứ nhất so với vật thứ hai là

A. bằng hai lần vật thứ hai.

B. bằng một nửa vật thứ hai. 

C. bằng vật thứ hai.

D. bằng $\frac{1}{4}$ vật thứ hai.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Thế năng của một vật được xác định bởi biểu thức: ${\text{W}}_t=P.h$

Trong đó: + P là trọng lượng của vật (N)

                 + h là độ cao của vật so với mặt đất (m)

Khi độ cao của vật càng lớn thì thế năng của vật càng lớn.

Do vật thứ nhất ở độ cao 2h, vật thứ hai ở độ cao h. Vậy thế năng của vật thứ nhất gấp đôi so với vật thứ hai.

Câu 5. Một vật được ném lên theo phương xiên góc với phương nằm ngang từ vị trí A, rơi xuống mặt đất tại vị trí D (Hình vẽ). Bỏ qua sức cản của không khí. Tại vị trí nào vật có thế năng lớn nhất?

A. Vị trí A.     

B. Vị trí B.     

C. Vị trí C.     

D. Vị trí D.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tại B, vật có độ cao so với mặt đất lớn nhất $\Rightarrow$ có thế năng lớn nhất.

Câu 6. Cho một vật có khối lượng m đang đặt ở độ cao h so với mặt đất. Khi tăng khối lượng lên 10 lần thì thế năng của vật

A. tăng 10 lần.

B. giảm 10 lần.

C. tăng 100 lần.

D. giảm 100 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Độ lớn của thế năng được tính bằng W_t = Ph

Trong đó: + P là trọng lượng của vật

                + h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc

Khối lượng m tăng 10 lần ⇒ trọng lượng P tăng 10 lần ⇒ W_t tăng 10 lần.

Câu 7. Một vật có khối lượng 50 kg. Tính thế năng của vật biết nó đang ở độ cao 20 m so với mặt đất nếu:

a) Chọn gốc thế năng ở mặt đất.        

b) Chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m.

c) Chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m.

d) Chọn gốc thế năng ở độ cao 20 m so với mặt đất.

Hướng dẫn giải

a) Thế năng của vật khi chọn gốc thế năng ở mặt đất là:

${\text{W}}_t=Ph=10mh=\mathrm{10.50.20}=10000\text{ J.}$     

b)  Thế năng của vật khi chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m là:

${\text{W}}_t=Ph=10mh=\mathrm{10.50.10}=5000\text{ J}.$ 

                                                           

c) Thế năng của vật khi chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m là:

${\text{W}}_t=Ph=10mh=\mathrm{10.50.30}=15000\text{ J}.$

d) Khi chọn gốc thế năng ở độ cao 20 m so với mặt đất thì thế năng bằng 0.

Câu 8. Một vật có khối lượng 3 kg đang ở độ cao 4 m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng ở mặt đất, xác định thế năng trọng trường của vật.

Hướng dẫn giải

Thế năng trọng trường của vật: ${\text{W}}_t=P.h=10.m.h=\mathrm{10.3.4}=120\left(J\right)$

Câu 9: Một vật khối lượng m ở độ cao 20m so với mặt đất có thế năng 100J đối với mặt đất. Chọn mốc thế năng ở mặt đất. Khối lượng của vật là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Ta có: W_t = Ph ⇒ P = W_t : h = 100 : 20 = 5 (N)

Vật có trọng lượng 5N thì có khối lượng là P = 10m ⇒ m = 5 : 10 = 0,5kg

Vậy vật có khối lượng là 0,5 kg.

Câu 10: Một vật khối lượng 5kg, ở độ cao 15m so với mặt đất và chuyển động với tốc độ 2m/s. Chọn mốc thế năng ở mặt đất. Thế năng và động năng của vật là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Vật có khối lượng 5kg thì trọng lượng của vật là P = 10m = 10.5 = 50N.

Thế năng của vật là: W_t = Ph = 50.15 = 750 J

Động năng của vật là: ${\text{W}}_t=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.5.2}}^2=10J$.

Xem thêm các dạng bài tập Khoa học tự nhiên 9 phần Vật Lí hay, chi tiết khác:

• Cơ năng. Bảo toàn cơ năng của vật
• Công cơ học
• Công suất
• Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ và tính chiết suất
• Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 9
• Giải sách bài tập Vật Lí 9
• Giải VBT Vật Lí 9
• Đề thi Vật Lí 9

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---