Giải bài 1 trang 112 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Bài 1 trang 112 SGK Vật lí 10 (Chân trời sáng tạo):

Em có nhận xét gì về động năng, thế năng và cơ năng của cô gái đang chơi ván trượt ở các vị trí 1, 2, 3, 4, 5 (Hình 17P.1). Bỏ qua mọi ma sát.

Phân tích và Hướng dẫn

Để nhận xét đúng về các đại lượng năng lượng, chúng ta cần căn cứ vào các nguyên tắc vật lí sau:

1. Gốc thế năng: Thông thường, ta chọn mặt đất hoặc điểm thấp nhất của máng trượt làm gốc thế năng ($W_t = 0$).

2. Động năng ($W_đ$): Phụ thuộc vào tốc độ. Càng nhanh, động năng càng lớn.

3. Thế năng trọng trường ($W_t$): Phụ thuộc vào độ cao. Càng cao, thế năng càng lớn.

4. Định luật bảo toàn cơ năng: Khi bỏ qua ma sát, tổng động năng và thế năng ($W = W_đ + W_t$) là một đại lượng không đổi tại mọi vị trí.

Giải bài 1 trang 112 SGK Vật lí 10 (Chân trời sáng tạo):

Chọn gốc thế năng là điểm thấp nhất của máng trượt (vị trí 3).

Vì bỏ qua mọi ma sát nên chỉ có trọng lực tác dụng vào hệ người và ván trượt sinh công (phản lực do máng trượt tác dụng vào ván luôn vuông góc với độ dịch chuyển nên không sinh công), do đó cơ năng của hệ người và ván trượt được bảo toàn.

Cụ thể:

- Ở vị trí 1 và 5: động năng nhỏ nhất w_d1&5 = 0, thế năng w_t1&5 lớn nhất.

- Ở vị trí 2: động năng tăng dần, thế năng giảm dần

- Ở vị trí 3: động năng lớn nhất, thế năng nhỏ nhất

- Ở vị trí 4: động năng giảm dần, thế năng tăng dần.

- Ở tất cả các vị trí đều có cơ năng bằng nhau.