Bài 17. Sự chuyển hóa và bảo tồn cơ năng
Câu 1. Trong các câu nhận xét sau câu nào sai?
A. Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng
cơ năng được bảo tồn.
B. Quả bóng có vận tốc lớn nhất khi nó lên đến điểm cao nhất.
C. Nước chảy từ trên cao xuống thì thế năng chuyển thành động năng.
D. Nếu kể đến ma sát thì cơ năng của vật khơng được bảo toàn.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
A, C, D – đúng.
B – sai, vì khi quả bóng lên đến điểm cao nhất thì vận tốc của nó bằng 0.
Câu 2. Từ độ cao h người ta ném một viên bi lên theo phương thẳng đứng với vận
tốc ban đầu v0. Khi viên bi đang chuyển động đi lên, cơ năng của viên bi chuyển hóa
như thế nào?
A. Động năng và thế năng đều tăng.
B. Động năng và thế năng đều giảm.
C. Động năng giảm và thế năng tăng.
D. Động năng tăng và thế năng giảm.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
- Độ cao của viên bi so với mặt đất tăng dần thế năng tăng.
- Vận tốc của viên bi giảm dần động năng giảm.
Do đó, khi viên bi đang chuyển động đi lên thì động năng giảm và thế năng tăng.
Câu 3. Trong các trường hợp sau, trường hợp nào có sự chuyển hóa thế năng thành
động năng? Hãy chọn câu đúng nhất.
A. Mũi tên được bắn đi từ cung.
B. Nước trên đập cao chảy xuống.
C. Hòn bi lăn từ đỉnh dốc xuống dưới.
D. Cả ba trường hợp trên thế năng chuyển hóa thành động năng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
A – Thế năng đàn hồi của dây cung chuyển hóa thành động năng cho mũi tên chuyển
động.
B – Thế năng hấp dẫn của nước chuyển hóa thành động năng.
C – Thế năng hấp dẫn của viên bi chuyển hóa thành động năng.
Cả 3 trường hợp trên thế năng đều chuyển hóa thành động năng.
Câu 4. Quan sát trường hợp quả bóng rơi chạm đất, nó nảy lên. Trong thời gian nảy
lên thế năng và động năng của nó thay đổi thế nào?
A. Động năng tăng, thế năng giảm.
B. Động năng giảm, thế năng tăng.
C. Động năng và thế năng đều giảm.
D. Động năng và thế năng đều tăng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
- Độ cao của quả bóng so với mặt đất tăng dần thế năng tăng.
- Vận tốc của quả bóng giảm dần động năng giảm.
Do đó, trong thời gian quả bóng nảy lên thì động năng giảm và thế năng tăng.
Câu 5. Phát biểu nào sau đây đầy đủ nhất khi nói về sự chuyển hóa cơ năng ?
A. Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng.
B. Thế năng có thể chuyển hóa thành động năng.
C. Động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau, nhưng cơ năng được
bảo toàn.
D. Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại, nhưng cơ năng khơng
được bảo tồn.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau,
nhưng cơ năng được bảo toàn.
Câu 6. Một vật được ném lên cao theo phương thẳng đứng. Khi nào có sự chuyển
hóa từ thế năng thành động năng?
A. Chỉ khi vật đang đi lên.
B. Chỉ khi vật đang rơi xuống.
C. Chỉ khi vật lên tới điểm cao nhất.
D. Cả khi vật đang đi lên và rơi xuống.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Khi vật rơi xuống, độ cao của vật giảm thế năng giảm, động năng tăng.
Khi vật rơi xuống có sự chuyển hóa từ thế năng sang động năng.
Câu 7. Trường hợp nào sau đây có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng và
ngược lại?
A. Vật rơi từ trên cao xuống.
B. Vật được ném lên rồi rơi xuống.
C. Vật lăn từ đỉnh dốc xuống.
D. Vật chuyển động trên mặt bàn nằm ngang.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
A – Khi vật rơi từ trên cao xuống: độ cao giảm, vận tốc tăng thế năng chuyển
hóa thành động năng.
B – Khi vật được ném lên: độ cao tăng, vận tốc giảm động năng chuyển hóa
thành thế năng. Khi vật rơi xuống: độ cao giảm, vận tốc tăng thế năng chuyển
hóa thành động năng.
C - Vật lăn từ đỉnh dốc xuống: độ cao giảm, vận tốc tăng thế năng chuyển hóa
thành động năng.
D – Vật chuyển động nằm ngang trên mặt bàn khơng có sự chuyển hóa giữa thế năng
và động năng.
Do đó, chỉ B có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng và ngược lại.
Câu 8. Một vật được ném lên cao theo phương thẳng đứng. Khi nào vật vừa có thế
năng, vừa có động năng?
A. Cả khi vật đang đi lên và đang rơi xuống.
B. Chỉ khi vật đang đi lên.
C. Chỉ khi vật đang rơi xuống.
D. Chỉ khi vật lên tới điểm cao nhất.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
- Khi vật đang đi lên thì có sự chuyển hóa động năng thành thế năng.
- Khi vật rơi xuống thì có sự chuyển hóa thế năng thành động năng.
Khi vật đang đi lên và đang rơi xuống thì vừa có động năng, vừa có thế năng.
Câu 9. Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về sự chuyển hóa cơ năng?
A. Chỉ có động năng mới chuyển hóa thành thế năng.
B. Chỉ có thế năng mới chuyển hóa thành động năng.
C. Động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau nhưng cơ năng được
bảo tồn.
D. Chỉ có cơ năng mới chuyển hóa thành động năng và thế năng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
A, B, D – sai, vì động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau.
C – đúng.
Câu 10. Khi cưa thép, đã có sự chuyển hóa và truyền năng lượng nào xảy ra?
A. Cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
B. Cơ năng chuyển hóa thành động năng.
C. Cơ năng chuyển hóa thành cơng cơ học.
D. Cơ năng chuyển hóa thành thế năng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Khi cưa thép, lưỡi cưa ma sát với thanh thép làm thanh thép và lưỡi cưa nóng lên
đã có sự chuyển hóa cơ năng thành nhiệt năng.
Câu 11. Phát biểu nào sau đây là khơng phù hợp với sự bảo tồn năng lượng.
A. Năng lượng của vật không tự nhiên sinh ra, cũng không tự nhiên mất đi.
B. Năng lượng không thể truyền từ vật này sang vật khác.
C. Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
D. Sau khi một hiện tượng xảy ra, tổng năng lượng có trước và tổng năng lượng có
sau ln bằng nhau.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Năng lượng không tự nhiên sinh ra, cũng khơng tự nhiên mất đi. Nó chỉ chuyển từ
dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác.
A, C, D đúng, B sai.
Câu 12. Quan sát dao động của một con lắc như hình vẽ. Tại vị trí nào thì thế năng
hấp dẫn là lớn nhất, nhỏ nhất?
A. Tại B là lớn nhất, tại C là nhỏ nhất.
B. Tại C là lớn nhất, tại B là nhỏ nhất.
C. Tại A và C là lớn nhất, tại B là nhỏ nhất.
D. Tại A là lớn nhất, tại B là nhỏ nhất.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
- Con lắc ở vị trí B có độ cao so với mặt đất là nhỏ nhất Tại B thế năng hấp dẫn
nhỏ nhất.
- Con lắc ở vị trí A và C có độ cao so với mặt đất lớn nhất Tại A và C thế năng
hấp dẫn lớn nhất.
Câu 13. Trong các trường hợp sau trường hợp nào động năng chuyển hóa thành thế
năng? (Lấy mặt đất làm mốc tính thế năng).
A. Vật lăn từ máng nghiêng xuống.
B. Xe đạp đi trên đường bằng.
C. Quả bóng nảy lên.
D. Hạt mưa rơi.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
A – Độ cao của vật so với mặt đất giảm dần Thế năng chuyển hóa thành động
năng.
B – Xe đi trên đường bằng khơng có sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng.
C – Quả bóng khi nảy lên có độ cao so với mặt đất tăng dần Động năng chuyển
hóa thành thế năng.
D – Hạt mưa rơi xuống có độ cao so với mặt đất giảm dần Thế năng chuyển hóa
thành động năng.
Câu 14. Vận động viên nhảy cầu thường lấy đà trên một tấm ván đàn hồi tốt, khi ấy
vận động viên sẽ nhảy cao hơn. Đó là vì
A. khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình cịn có
cả động năng của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
B. khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình cịn có
cả thế năng của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
C. khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình cịn có
cả trọng lượng của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
D. khi nhảy trên tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình cịn có
cả lực hút của tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Vận động viên nhảy cầu thường lấy đà trên một tấm ván đàn hồi tốt, vì khi nhảy trên
tấm ván ngoài động năng mà vận động viên tự tạo cho mình cịn có cả thế năng của
tấm ván nên vận động viên nhảy cao hơn.
Câu 15. Xe đạp đang chuyển động, nếu khơng đạp nữa thì sau một thời gian xe sẽ
dừng lại. Tức là lúc đầu động năng của nó khác khơng đến khi dừng lại thì động
năng của nó bằng khơng. Trong các câu nhận xét sau câu nào sai?
A. Lúc này định luật bảo toàn cơ năng khơng cịn đúng nữa.
B. Lúc này định luật bảo tồn năng lượng vẫn cịn đúng.
C. Lúc này toàn bộ động năng đã chuyển thành thế năng.
D. Lúc này toàn bộ động năng đã chuyển thành một dạng năng lượng khác.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Do có lực ma sát cản trở chuyển động Định luật bảo tồn cơ năng khơng cịn
đúng nữa.
Lúc này toàn bộ động năng đã chuyển thành một dạng năng lượng khác chứ không
phải chuyển thành thế năng và định luật bảo tồn năng lượng thì vẫn đúng.
Vậy nên: A, B, D đúng, C sai.
Câu 16. Từ điểm A, một vật được ném lên theo phương thẳng đứng. Vật lên đến vị
trí cao nhất B rồi rơi xuống đến điểm C trên mặt đất. Gọi D là điểm rơi bất kì trên
đoạn AB (hình vẽ). Phát biểu nào dưới đây là đúng?
A. Động năng của vật tại A là lớn nhất.
B. Động năng của vật tại A bằng thế năng của vật tại B.
C. Động năng của vật tại C là lớn nhất.
D. Cơ năng của vật tại A nhỏ hơn tại C.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
- Cơ năng của vật ln được bảo tồn D sai.
- Tại A: vật có động năng và thế năng.
- Tại B vật chỉ có thế năng thế năng tại B lớn nhất và lớn hơn động năng tại A.
- Tại C vật chỉ có động năng Động năng tại C lớn nhất A sai, C đúng.
Câu 17. 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 khơng khí. Tại vị
trí nào vật khơng có thế năng?
A. Vị trí A.
B. Vị trí B.
C. Vị trí C.
D. Vị trí D.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Tại vị trí D vật khơng có độ cao so với mặt đất khơng có thế năng.
Câu 18. Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng để quả cầu của con lắc ở vị trí A rồi
bng tay cho con lắc dao động (Hình vẽ). Bỏ qua ma sát của khơng khí. Phát biểu
nào dưới đây là khơng đúng?
A. Con lắc chuyển động từ A về đến vị trí C động năng tăng dần, thế năng giảm dần.
B. Con lắc chuyển động từ C đến vị trí B, động năng giảm dần, thế năng tăng dần.
C. Cơ năng của con lắc ở vị trí C nhỏ hơn ở vị trí A.
D. Thế năng của con lắc ở vị trí A bằng ở vị trí B.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
- Khi con lắc chuyển động từ A đến C, độ cao so với mặt đất giảm động năng
tăng, thế năng giảm A đúng.
- Khi con lắc chuyển động từ C đến B, độ cao so với mặt đất tăng động năng
giảm, thế năng tăng B đúng.
- Cơ năng của con lắc luôn được bảo tồn C sai.
- Ở vị trí A và B, con lắc có cùng độ cao Thế năng tại A bằng thế năng tại B
D đúng.
Câu 19. Một con lắc đang dao động từ A sang vị trí C và ngược lại (Hình vẽ). Nếu
lấy mốc tính độ cao là mặt đất và bỏ qua ma sát với khơng khí thì tại điểm A và B,
A. con lắc có cơ năng bằng khơng.
B. con lắc chỉ có thế năng hấp dẫn.
C. con lắc chỉ có động năng.
D. con lắc có cả động năng và thế năng hấp dẫn.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Tại điểm A và B, con lắc có vận tốc bằng 0 động năng bằng 0.
Con lắc có độ cao so với mặt đất con lắc có thế năng hấp dẫn.
Câu 20. Thả viên bi lăn trên một cái máng có hình vịng cung như hình vẽ. Bỏ qua
ma sát. Ở vị trí nào viên bi có động năng lớn nhất?
A. Vị trí A.
B. Vị trí B.
C. Vị trí C.
D. Ngồi 3 vị trí trên.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Tại vị trí B, thế năng của viên bi nhỏ nhất động năng của viên bi lớn nhất.
Câu 21. Trường hợp nào sau đây có sự bảo tồn cơ năng?
A. Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất.
B. Một vật rơi từ trên cao xuống.
C. Viên bi chuyển động trên mặt phẳng tương đối nhẵn.
D. Một con bò đang kéo xe.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
B, C – không bỏ qua ma sát nên cơ năng khơng được bảo tồn.
D – con bị đang thực hiện cơng, có sự tiêu hao năng lượng nên cơ năng cũng khơng
được bảo tồn.
B, C, D sai, chỉ có A đúng.
Câu 22. Một viên đạn được bắn lên từ mặt đất. Trong quá trình bay lên thì viên đạn
có:
A. động năng tăng dần.
B. thế năng tăng dần.
C. động năng giảm dần.
D. động năng giảm dần, thế năng tăng dần.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Trong quá trình bay lên thì viên đạn có:
+ Vận tốc giảm nên động năng giảm dần.
+ Độ cao so với mặt đất tăng dần nên thế năng tăng dần.
Câu 23. 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 khơng 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 có thế năng lớn nhất.
Câu 24. Từ điểm A, một vật được ném lên theo phương thẳng đứng. Vật lên đến vị
trí cao nhất B rồi rơi xuống đến điểm C trên mặt đất. Gọi D là điểm rơi bất kì trên
đoạn AB (hình vẽ). Trong quá chuyển động từ A đến B, cơ năng của vật đã thay đổi
như thế nào?
A. Thế năng giảm dần, động năng tăng dần.
B. Thế năng tăng dần, động năng giảm dần.
C. Thế năng giảm dần, động năng không đổi.
D. Thế năng tăng dần, động năng không đổi.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Trong quá trình chuyển động từ A đến B, vật có:
+ Vận tốc giảm nên động năng giảm dần.
+ Độ cao so với mặt đất tăng dần nên thế năng tăng dần.
Câu 25. Hai vật như nhau được thả cùng lúc: vật B trượt trên mặt phẳng nghiêng,
vật A rơi tự do như hình vẽ. Bỏ qua ma sát và sức cản của khơng khí. Hãy cho biết
ở những vị trí nào cơ năng của 2 vật bằng nhau ?
A. Ở vị trí khi hai vật bắt đầu được thả rơi.
B. Ở vị trí khi hai vật rơi được một nửa quãng đường.
C. Ở vị trí khi hai vật chạm đất.
D. Ở mọi vị trí.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
- Hai vật A và B như nhau và được thả cùng lúc, có cùng độ cao so với mặt đất nên
có cơ năng ban đầu bằng nhau.
- Trong quá trình chuyển động, do đã bỏ qua ma sát và sức cản khơng khí nên cơ
năng của hai vật ln được bảo tồn.
Tại mọi vị trí, cơ năng của hai vật A và B đều bằng nhau.
Câu 26. Một vật rơi từ vị trí A xuống mặt đất. Bỏ qua sức cản của khơng khí. Khi
vật rơi đến vị trí B thì động năng của vật bằng
1
thế năng của nó. Động năng của
2
vật tiếp tục tăng thêm một lượng là 100 J thì có giá trị bằng thế năng. Thế năng của
vật ở vị trí A là
A. 50 J.
B. 100 J.
C. 200 J.
D. 600 J.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Gọi động năng là: Wđ
Thế năng là: Wt
Cơ năng: W = Wđ + Wt
- Tại B: động năng bằng
1
thế năng nên ta có:
2
1
WđB WtB WtB 2WđB
2
- Gọi C là vị trí động năng tiếp tục tăng thêm một lượng là 100 J. Vì cơ năng được
bảo tồn nên khi động năng tăng 100 J thì thế năng sẽ giảm 100 J, và khi đó động
năng bằng thế năng nên ta có:
WđC WtC WđB 100 WtB 100
WđB 100 2WđB 100
WđB 200J WtB 400J
Cơ năng tại B là: WB = WđB + WtB = 200 + 400 = 600 J.
- Tại vị trí A cao nhất nên động năng đã chuyển hóa thành thế năng nên ta có:
WB = WtA = 600 J.
Câu 27. Một vận động viên đẩy tạ ném quả tạ bay lên cao rồi rơi xuống như hình
vẽ.
Khi quả tạ chuyển động
A. động năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.
B. thế năng chuyển dần thành động năng.
C. động năng chuyển dần thành thế năng.
D. thế năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
- Ban đầu quả tạ chuyển động bay lên đến điểm cao nhất, thế năng của quả tạ tăng
dần rồi đạt cực đại.
- Sau đó quả tạ rơi xuống, độ cao của quả tạ so với mặt đất giảm dần thế năng
giảm dần.
Khi quả tạ chuyển động, thế năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.
Câu 28. Một người nằm trên một chiếc võng, võng đu đưa qua lại như hình. Khi
võng chuyển động từ vị trí biên này sang biên kia
A. động năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.
B. thế năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.
C. động năng chuyển dần thành thế năng.
D. thế năng chuyển dần thành động năng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
- Khi chiếc võng chuyển động từ biên bên này đến vị trí cân bằng, tốc độ của võng
tăng dần rồi đạt cực đại động năng tăng rồi đạt cực đại.
- Khi chiếc võng chuyển động từ vị trí cân bằng đến biên bên kia, tốc độ của võng
giảm dần động năng giảm dần.
Khi võng chuyển động từ vị trí biên này sang biên kia động năng tăng, đạt cực
đại rồi giảm.
Câu 29. Hãy phân tích sự chuyển hóa cơ năng của một vận động viên nhảy sào như
hình vẽ bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống.
Khi chống sào để nhảy, vận động viên đã được nâng cao lên, đồng thời sào bị biến
dạng. Vậy ………. đã chuyển hóa thành…….. của người và………… của sào.
A. thế năng hấp dẫn, động năng, động năng.
B. động năng, thế năng hấp dẫn, thế năng đàn hồi.
C. động năng, thế năng đàn hồi, thế năng hấp dẫn.
D. thế năng đàn hồi, động năng, động năng.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
- Hình a: Vận động viên chạy lấy đà vận động viên có động năng.
- Hình b: Vận động viên có độ cao so với mặt đất vận động viên có thế năng hấp
dẫn. Sào bị biến dạng sào có thế năng đàn hồi.
Khi chống sào để nhảy, vận động viên đã được nâng cao lên, đồng thời sào bị
biến dạng. Vậy động năng đã chuyển hóa thành thế năng hấp dẫn của người và
thế năng đàn hồi của sào.
Câu 30. Quan sát hình vẽ mơ tả q trình nhảy sào của một vận động viên và điền
từ thích hợp vào chố trống.
Càng lên cao, … của người càng tăng, độ biến dạng của sào càng giảm nên … của
sào càng giảm.
A. động năng, thế năng đàn hồi.
B. thế năng hấp dẫn, động năng.
C. thế năng hấp dẫn, thế năng đàn hồi.
D. thế năng đàn hồi, thế năng hấp dẫn.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Càng lên cao, thế năng hấp dẫn của người càng tăng, độ biến dạng của sào càng
giảm nên thế năng đàn hồi của sào càng giảm.