LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP THẾ NĂNG
I. LÝ THUYẾT
1. Thế năng trọng trường
a) Trọng trường
- Trọng trường là trường hấp dẫn xung quanh Trái Đất.
- Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên vật có khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong không gian có trọng trường.
- Biểu thức:
\(\overrightarrow P = m\overrightarrow g \)
- Nếu xét trong khoảng không gian không không quá rộng thì trọng trường trong khoảng không gian đó là trọng trường đều.
b) Định nghĩa
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn thế năng tại mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là:
Wt = mgz
c) Tính chất
- Là đại lượng vô hướng.
- Có giá trị dương, âm hoặc bằng không, phụ thuộc vào vị trí chọn làm gốc thế năng.
d) Đơn vị
Đơn vị của thế năng là jun (J)
Chú ý: Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không (Wt = 0).
e) Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực
Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.
AMN = Wt(M) – Wt(N)
Hệ quả: Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường:
- Khi vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương.
- Khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm.
2. Thế năng đàn hồi
a) Công của lực đàn hồi
- Xét một lò xo có độ cứng k, một đầu gắn vào một vật, đầu kia giữ cố định.
- Khi lò xo bị biến dạng với độ biến dạng là Δl = l - l0 thì lực đàn hồi là:
\(\overrightarrow F = - k.\Delta l\)
- Khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng thì công của lực đàn hồi được xác định bằng công thức:
\(A = \frac{1}{2}k{(\Delta l)^2}\)
b) Thế năng đàn hồi
- Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
- Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có độ biến dạng Δl là:
\({{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k{(\Delta l)^2}\)
- Thế năng đàn hồi là một đại lượng vô hướng, dương.
- Đơn vị của thế năng đàn hồi là jun (J).
II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Chỉ ra câu sai trong các phát biểu sau.
A. Thế năng của một vật có tính tương đối. Thế năng tại mỗi vị trí có thể có giá trị khác nhau tùy theo cách chọn gốc tọa độ.
B. Động năng của một vật chỉ phụ thuộc khối lượng và vận tốc của vật. Thế năng chỉ phụ thuộc vị trí tương đối giữa các phần của hệ với điều kiện lực tương tác trong hệ là lực thế.
C. Công của trọng lực luôn luôn làm giảm thế năng nên công của trọng lực luôn luôn dương.
D. Thế năng của quả cầu dưới tác dụng của lực đàn hồi cũng là thế năng đàn hồi.
Câu 2: Tìm phát biểu sai.
A. Thế năng của một vật tại một vị trí phụ thuộc vào vận tốc của vật tại vị trí đó.
B. Thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi là hai dạng trong số các dạng thế năng.
C. Thế năng có giá trị phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng.
D. Thế năng hấp dẫn của một vật chính là thế năng của hệ kín gồm vật và Trái Đất.
Câu 3: Thế năng đàn hồi của một lò xo không phụ thuộc vào
A. độ cứng của lò xo.
B. độ biến dạng của lò xo.
C. chiều biến dạng của lò xo.
D. mốc thế năng.
Câu 4: Một vật được bắn từ mặt đất lên cao hợp với phương ngang góc α, vận tốc đầu vo. Bỏ qua lực cản môi trường. Đại lượng không đổi khi viên đạn đang bay là
A. thế năng.
B. động năng.
C. động lượng.
D. gia tốc.
Câu 5: Một vật yên nằm yên có thể có
A. động năng.
B. thế năng.
C. động lượng.
D. vận tốc.
----------
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Tổng hợp lý thuyết và bài tập về Thế năng môn Vật Lý 10 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
