Giải bài tập Khoa học tự nhiên 6 Bài 48: Sự chuyển hóa năng lượng
Mở đầu trang 168 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Khi trời lạnh, ta thường xoa hai bàn tay vào nhau và thấy tay nóng lên. Tại sao?
– Khi vỗ hai tay vào nhau, ta nghe được tiếng vỗ tay. Trong hoạt động này đã có sự chuyển hóa năng lượng nào?
Lời giải:
– Khi trời lạnh, ta thường xoa hai bàn tay vào nhau và thấy tay nóng lên. Vì khi hai bàn tay xoa vào nhau xuất hiện dạng năng lượng cơ năng sau một thời gian năng lượng cơ năng chuyển hóa thành năng lượng nhiệt làm tay nóng lên.
– Khi vỗ hai tay vào nhau, ta nghe được tiếng vỗ tay. Trong hoạt động này đã có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng năng lượng cơ năng sang dạng năng lượng âm.
Câu hỏi 1 trang 168 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Gọi tên các dạng năng lượng xuất hiện khi đèn pin được bật sáng (hình 48.2). Vẽ sơ đồ chỉ ra sự chuyển hóa năng lượng (còn được gọi là sơ đồ dòng năng lượng) của đèn pin?
Lời giải:
– Các dạng năng lượng xuất hiện khi đèn pin được bật sáng là:
+ Hóa năng
+ Năng lượng điện
+ Năng lượng ánh sáng
+ Năng lượng nhiệt
– Sơ đồ dòng năng lượng của đèn pin:
Câu hỏi 2 trang 168 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Hình 48.3 mô tả một máy sấy tóc đang hoạt động. Mũi tên trên sơ đồ dòng năng lượng cho thấy sự chuyển hóa điện năng thành ba dạng năng lượng khác.
a/ Tên ba dạng năng lượng đó là gì?
b/ Nêu thêm một thiết bị điện biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác?
Lời giải:
a/
b/
Quạt điện biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng
Câu hỏi 3 trang 168 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Hóa năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào?
Lời giải:
– Hóa năng có trong thức ăn con người ăn có thể chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng cơ thể, có thể chuyển hóa thành cơ năng làm cơ bắp hoạt động.
– Hóa năng ở trong pháo hoa khi nổ có thể chuyển hóa thành quang năng và nhiệt năng.
Câu hỏi 4 trang 169 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Hoàn thành các câu sau đây bằng cách ghi vào vở (hay phiếu học tập) các từ hoặc cụm từ trong khung thích hợp với các khoảng trống, được đánh số thứ tự từ (1) đến (6).
a/ Hóa năng lưu trữ trong thực phẩm, khi ta ăn, được chuyển hóa thành (1)………..giúp ta đạp xe.
b/ Hóa năng lưu trữ trong que diêm, khi cọ xát với vỏ bao diêm, được chuyển hóa thành (2)………….. và (3)……………
c/ Hóa năng trong nhiên liệu (xăng, dầu) khi đốt cháy được chuyển hóa thành (4)………. . (5)……….và (6) ………….của máy bay, tàu hỏa.
Lời giải:
(1) – động năng
(2) – nhiệt năng
(3) – năng lượng ánh sáng
(4) – điện năng
(5) – động năng
(6) – thế năng
Hoạt động 1 trang 169 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Ống chỉ biết lăn
Thực hiện:
– Quấn một dây cao su xung quanh que tăm và luồn qua lõi ống chỉ như hình 48.4.
– Dùng băng dính dán để giữ cố định que tăm vào ống chỉ.
– Luồn dây cao su qua vòng đệm và quấn quanh bút chì.
– Vặn bút chì để xoắn dây cao su
– Đặt ống chỉ trên một bề mặt mịn và thả tay giữ bút chì ra.
a/ Tại sao ống chỉ lăn được?
b/ Làm thế nào để ống chỉ lăn xa hơn?
Lời giải:
a/ Ống chỉ lăn được, vì:
– Khi chúng ta vặn bút chì xoắn sợ dây cao su khi đó dây cao su bị biến dạng đàn hồi và sinh ra lực đàn hồi để chống lại nguyên nhân bị biến dạng.
– Khi bỏ tay giữ bút chì ra thì lập tức dây cao su sẽ quay trở về hình dạng ban đầu bằng cách nhả các vòng dây đã bị xoắn làm cho bút chì bị xoay theo và ống cũng lăn theo.
– Ở đây đã có sự chuyển hóa từ thế năng đàn hồi thành động năng.
b/ – Để ống chỉ lăn xa hơn thì ta cần xoắn dây cao su nhiều vòng hơn nữa nhưng không được vượt quá giới hạn đàn hồi của dây cao su.
– Vi khi xoắn nhiều vòng hơn thì dây cao su bị biến dạng nhiều hơn dẫn tới thế năng đàn hồi lớn hơn và chuyển hóa hết sang động năng làm ống chỉ lăn xa hơn.
Hoạt động 2 trang 169 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Thí nghiệm về sự bảo toàn năng lượng
Thực hiện thí nghiệm sau đây để nghiên cứu về sự chuyển hóa và bảo toàn năng lượng trong một chuyển động cơ học.
– Chuẩn bị: Hai con lắc (gồm 2 quả cầu giống hệt nhau, treo bằng hai dây nhẹ dài bằng nhau), giá treo cố định, thước mét, tấm bìa đánh dấu hai điểm A, B có cùng độ cao (hình 48.5).
– Tiến hành:
+ Kéo quả cầu (2) đến điểm B (nằm trong mặt phẳng của tấm bìa như hình 48.5) rồi thả ra.
+ Quả cầu (2) chuyển động về vị trí ban đầu va chạm vào quả cầu (1), làm cho quả cầu (1) lên đến vị trí A cùng độ cao với vị trí B.
– Thảo luận: Thí nghiệm trên chứng tỏ điều gì?
Lời giải:
Ta phân tích thí nghiệm trên:
– Khi kéo quả cầu (2) đến điểm B rồi thả ra thì quả cầu khi đó có năng lượng ở dạng thế năng, nó dần quay trở về vị trí ban đầu do có sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng.
– Sau đó va chạm vào quả cầu (1) truyền năng lượng động năng cho quả cầu (1) và nó lên đến vị trí A cùng độ cao với vị trí B, tức là ở đây có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng.
– Và quả cầu (1) có năng lượng bằng quả cầu (2), như ban đầu ta đã cung cấp.
Từ đây, qua thí nghiệm ta thấy, năng lượng được bảo toàn.
Em có biết 1 trang 169 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Thực ra quả cầu (1) không hoàn toàn lên đúng vị trí A. Tại sao?
Lời giải:
Quả cầu (1) không hoàn toàn lên đúng vị trí A, vì:
– Khi quả cầu (2) di chuyển sẽ bị chịu tác dụng của lực cản không khí.
– Khi quả cầu (2) va chạm vào quả cầu (1), sẽ làm cho hai quả cầu nóng lên. Do đó, một phần năng lượng sẽ bị mất mát do tỏa nhiệt.
Cho nên, trên thực tế quả cầu (1) không lên được đúng vị trí A.
Câu hỏi 5 trang 170 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Một em bé đang chơi xích đu trong sân. Muốn cho xích đu luôn lên tới độ cao ban đầu, thỉnh thoảng người mẹ phải đẩy vào xích đu (hình 48.6). Tại sao cần làm như thế?
Lời giải:
Muốn cho xích đu luôn lên tới độ cao ban đầu, thỉnh thoảng người mẹ phải đẩy vào xích đu, vì:
– Người mẹ tác dụng lực đẩy vào em bé, làm em bé bắt đầu chuyển động, có sự biến đổi năng lượng từ dạng động năng sang thế năng và năng lượng đó cứ chuyển hóa theo vòng lặp: động năng – thế năng – động năng.
– Trong quá trình đu, em bé chịu lực cản của không khí và va chạm vào không khí nên một phần năng lượng bị tiêu hao để thắng lực cản và tỏa nhiệt ra môi trường và không thể lên tới độ cao như cũ.
– Người mẹ phải đẩy thêm vào khi em bé đu, để bù năng lượng vào phần năng lượng của chuyển động em bé bị mất. Do vây, em bé có thể đu lên đến độ cao như ban đầu.
Hoạt động 3 trang 170 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Quả bóng nảy
– Chuẩn bị: 1 quả bóng tennis hoặc bóng cao su, thước dây (hoặc thước cuộn), một sợi dây dài hơn 1m.
– Tiến hành:
+ Thả rơi quả bóng tennis ở độ cao 1m so với sàn nhà. Dùng sợi dây căng ngang ở độ cao 1m để làm mốc (hình 48.7).
+ Yêu cầu các bạn trong nhóm đo độ cao mà quả bóng đạt được sau lần nảy đầu tiên.
– Thảo luận:
+ Nêu nhận xét về kết quả đo được. Giải thích tại sao?
+ Có phải trong trường hợp này định luật bảo toàn năng lượng không còn đúng?
Lời giải:
– Sau lần nảy đầu tiên, quả bóng không đạt được độ cao như ban đầu, vì:
+ Quả bóng khi rơi từ độ cao xuống mặt đất sẽ chịu lực cản của không khí, va chạm mặt đất và còn phát ra âm.
+ Nên năng lượng cơ năng của quả bóng, một phần bị chuyển hóa thành nhiệt năng tỏa nhiệt ra môi trường, làm nóng mặt đất và năng lượng âm.
Vì vậy, quả bóng không có cơ năng như ban đầu nên không đạt được độ cao như ban đầu.
– Định luật bảo toàn năng lượng: năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Trong trường hợp này, năng lượng không bị mất đi mà đã chuyển hóa thành một phần nhiệt năng và năng lượng âm. Nên định luật bảo toàn năng lượng vẫn đúng trong trường hợp này.
Câu hỏi 6 trang 170 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Hoàn thành các câu sau đây bằng cách ghi vào vở (hay phiếu học tập) các từ hoặc cụm từ trong khung thích hợp với các khoảng trống, được đánh số thứ tự từ (1) đến (10). Ví dụ: (1) – thế năng.
a/ Khi quả bóng được giữ yên ở trên cao, nó đang có (1)…….
Khi quả bóng được thả rơi, (2)………… của nó được chuyển hóa thành (3)……
b/ Quả bóng không thể nảy trở lại độ cao ban đầu, nơi nó được thả rơi, bởi vì không phải tất cả (4)………….. của nó biến thành (5)………… . Thực tế, luôn có một phần năng lượng của nó được chuyển hóa thành (6)…………. và (7)………… trong khi va chạm.
c/ Trong quá trình chuyển động của quả bóng, luôn có sự (8) ……… từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Năng lượng toàn phần của quả bóng luôn được (9)…………. không bao giờ (10)…………… hoặc được tạo ra thêm.
Lời giải:
a/ (1) – thế năng
(2) – thế năng
(3) – động năng
b/ (4) – động năng
(5) – thế năng
(6) – nhiệt năng
(7) – năng lượng âm
c/ (8) – chuyển hóa
(9) – bảo toàn
(10) – tự mất đi
Em có thể 1 trang 170 Bài 48 Khoa học tự nhiên lớp 6: Vận dụng sự chuyển hóa và bảo toàn năng lượng để giải thích một số hiện tượng có liên quan.
Lời giải:
Ví dụ: Một hòn bi lăn từ trên máng nghiêng xuống va chạm vào miếng gỗ làm miếng gỗ chuyển động.
– Hòn bi lăn từ trên cao xuống có thế năng chuyển hóa thành động năng.
– Sau đó va chạm vào miếng gỗ truyền năng lượng cho miếng gỗ và một phần năng lượng động năng bị chuyển hóa thành nhiệt năng do va chạm và ma sát với môi trường.