Giải bài tập Vật lý 8 Bài 27: Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt

. sự BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG TRONG CẮC HIÊN TUONG co VÀ NHIÊT
A. KIẾN THÚC TRỌNG TÂM
Cơ năng, nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyên hoá từ dạng này sang dạng khác.
Ví dụ 1 : Về cơ năng và nhiệt nãng truyền từ vật này sang vật khác như trong bảng 27.1 SGK : hình 1 hòn bi truyền cơ năng cho thanh gỗ, hình 2 miếng nhôm truyền nhiệt năng cho cốc nước, hình 3 viên đạn truyền cơ năng và nhiệt năng cho nước biển.
Ví dụ 2 : về sự chuyển hoá giữa các dạng của cơ năng, giữa cơ năng và nhiệt năng... như trong bảng 27.2 SGK : Hình 1, khi con lắc chuyển động từ A đến B, thế năng đã chuyển hoá dần thành động nãng. Khi con lắc chuyển động từ B đến c, động năng đã chuyển hoá dần thành thế năng ; Hình 2 cơ năng của ta đã chuyển hoá thành nhiệt năng của miếng kim loại ; Hình 3 nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hoá thành cơ năng của nút.
Định luật bảo toàn và chuyên hoá năng lượng : Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi; nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác.
Lưu ý : Năng lượng thì luôn bảo toàn nhưng trong một số quá trình cơ học, một số dạng của năng lượng, ví dụ như cơ năng không phải lúc nào cũng được bảo toàn mà có thể chuyển từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Cụ thể như trong chuyển động của con lắc ở hình 1 trong bảng 27.2 SGK, do ma sát cơ năng của con lắc có thể sẽ giảm dần.
B. HƯÓNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRONG SGK VÀ SBT
Cl. - Hòn bi truyền cơ năng cho miếng gỗ.
Miếng nhôm truyền nhiệt năng cho cốc nước.
Viên đạn truyền cơ năng và nhiệt năng cho nước biển.
C2. - Khi con lắc chuyển động từ A đến B thê' năng đã chuyển hoá dần thành động năng.
Khi con lắc chuyển động từ B đến c động năng đã chuyển hoá dần thành thế năng.
Cơ năng của tay đã chuyển hoá thành nhiệt năng của miếng kim loại.
Nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hoá thành cơ năng của nút.
C3 và C4. Tuỳ theo HS có thể đưa ra các ví dụ khác nhau.
C5. Vì một phần cơ năng của chúng đã chuyển hoá thành nhiệt năng làm nóng hòn bi, thanh gỗ, máng trượt và không khí xung quanh.
C6. Vì một phần cơ năng của con lắc đã chuyển hoá thành nhiệt năng, làm nóng con lắc và không khí xung quanh.
27.1. A.	27.2*. D.
a) Cơ năng chuyển hoá thành nhiệt năng.
Truyền nhiệt năng từ ống nhôm vào nước.
Nhiệt năng chuyển hoá thành cơ năng.
Truyền nhiệt năng từ hơi nước ra môi trường bên ngoài.
Khi cưa, cơ năng chuyển hoá thành nhiệt năng làm cho lưỡi cưa và miếng thép nóng lên. Người ta cho nước chảy vào chỗ cưa để làm nguội lưỡi cưa và miếng thép.
Khi giã hoặc xay gạo, người ta đã thực hiện công lên gạo, do đó gạo nóng lên.
Không. Một phần nhiệt năng của nhiên liệu bị đốt cháy được truyền ra môi trường xung quanh (xilanh, pit-tông, không khí...). Tổng nhiệt năng truyền ra môi trường và nhiệt năng chuyển hoá thành cơ năng sẽ bằng năng lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra, nghĩa là năng lượng vẫn bảo toàn.
D.	27.8. c.	27.9. c.
- Khi quả bóng được nhúng vào nước đang sôi, không khí trong quả bóng
nóng lên, nhiệt năng của nó tãng do truyền nhiệt.
- Không khí trong quả bóng nóng lên, nở ra, thực hiện công làm bóng phồng lên : một phần nhiệt nãng của nó đã biến đổi thành cơ nãng.
a) Cơ năng của tay chuyển hoá thành thế nãng của dây cao su.
Một phần thế nãng .của dây cao su chuyển hoá thành động năng của hòn sỏi.
Động nâng của hòn sỏi chuyển hoá dần thành thế năng của hòn sỏi. Tới độ cao cực đại thì động nãng của hòn sỏi bằng không.
Thế năng của hòn sỏi chuyển hoá dần thành động năng của hòn sỏi.
Cơ năng của hòn sỏi chuyển hoá dần thành nhiệt nãng của hòn sỏi và đường.
27.12*. Công do trọng lực tác dụng lên miếng nhôm thực hiện :
A] = Pjh = lOn^h
Công này làm miếng nhôm nóng thêm At ị °C.
1 Oh
Ta có:	m^jAtj = lOirqh => Atj = ——	(1)
'C1
Công do trọng lực tác dụng lên miếng chì thực hiện :
A2= p2h = 10m2h
Công này làm miếng chì nóng thêm At2°c.
Ta có :	m2c2At2 .= 10m2h => At2 =	(2)
c2
GV EVO rovi tọugn ẠIBỊ □ọ EVO OIÌ3/OBV /Efto Ouvn ono BJ luiJgri .HỌI gnon qtnu
Từ (1) và (2) ta suy ra : -ệ^2- = Ll = SB 6,67 lần.
At) c2 130
27.13*. a) Gọi P! là trọng lượng của miếng đồng, p2 là trọng lượng của nước bị miếng đồng chiếm chỗ ở đáy hồ. Do đó ta có :
Pị = VỚ! và P2 = Vd2 => p, = -y-d2 =>m2 = ni|
d! D1
Công do trọng lực tác dụng lên miếng đổng thực hiện được khi miếng đồng rơi từ mặt hồ xuống đáy hồ là : A] = p,h = 10mjh.
Công này một phần dùng để đưa lượng nước miếng đồng chiếm chỗ từ đáy hồ lên mặt hồ, một phần làm tăng nhiệt năng của miếng đồng do ma sát với nước.
Gọi A2 là công dùng để đưa nước lên :
A? = p2h = 10mọh = 10m, —^-h.
2 1 D]
Nhiệt lượng miếng đồng nhận được :
Q = Aị - A2 = lOniịh -lOmj —2-h = 1 Orrijh
D,
7	D.?
k Di )
= o,37°c
At =
mc 1,78.380
b) Nếu miếng đồng không truyền nhiệt cho nước hồ thì nhiệt độ của nó tăng Q 79
c. BÀI TẬP BỔ SUNG 27a. Tại sao khi cưa thép, người ta phải cho một dòng nước nhỏ chảy vào lưỡi cưa ?
Trong trường hợp này sự chuyển hoá và truyền năng lượng nào đã xảy ra ?
27b. Một quả cầu bằng thép có khối lượng 1,5 kg đặt ở đỉnh tháp thì có cơ năng là
300 J. Thả cho quả cầu rơi, khi tới mặt đất thì có cơ năng 270 J.
Hãy xác định độ tăng nhiệt năng của quả cầu và không khí.
Biết rằng 75% độ tăng nhiệt năng nói trên làm nóng quả cầu, hãy xác định độ tăng nhiệt độ của quả cầu. Cho biết nhiệt dung riêng của thép là 460 J/kg.K.