Giải SGK Khoa học tự nhiên lớp 6 Cánh diều Bài tập chủ đề 9 và 10 (Trang 164)

Giới thiệu Chủ đề 9: Lực và Năng lượng & Chủ đề 10: Năng lượng và sự biến đổi năng lượng

Sau khi đã học về các loại lực (lực tiếp xúc, lực không tiếp xúc, lực ma sát, lực hấp dẫn) và các dạng năng lượng (động năng, thế năng, hóa học, nhiệt, ánh sáng) cùng sự chuyển hóa năng lượng, chúng ta sẽ cùng nhau ôn tập và củng cố kiến thức thông qua các bài tập tổng hợp ở trang 164. Các bài tập này sẽ giúp các em vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, phân tích các hiện tượng vật lí xung quanh và hiểu rõ hơn về vai trò của lực và năng lượng trong đời sống. Hãy cùng Sĩ Tử giải quyết từng bài tập một cách chi tiết và sáng tạo!

Để hỗ trợ các em trong quá trình học tập, Sĩ Tử cung cấp các tài liệu giải bài tập và lời giải chi tiết cho bộ sách Cánh diều:

• Giải SGK KHTN 6 Cánh diều: Bài 31 – Nhiên liệu và năng lượng tái tạo (Trang 162-163)
• Giải SGK KHTN 6 Cánh diều: Bài 31 – Sự chuyển hóa năng lượng (Trang 158-161)
• Tổng hợp giải SGK Khoa học tự nhiên lớp 6 Cánh diều
• Tài liệu học tập lớp 6

Giải bài tập Chủ đề 9 và 10 (Trang 164)

1. Kể 5 hoạt động hằng ngày cho thấy lực và tác dụng của lực tương ứng trong các hoạt động đó.

Trả lời:

Dưới đây là 5 hoạt động hằng ngày minh họa rõ ràng tác dụng của lực:

1. **Đẩy cửa:**
   • **Hoạt động:** Đẩy cánh cửa.
   • **Lực:** Lực đẩy của tay.
   • **Tác dụng:** Làm cánh cửa chuyển động (mở ra hoặc đóng lại).
2. **Kéo ngăn kéo:**
   • **Hoạt động:** Kéo ngăn kéo bàn.
   • **Lực:** Lực kéo của tay.
   • **Tác dụng:** Làm ngăn kéo chuyển động theo hướng kéo.
3. **Đá bóng:**
   • **Hoạt động:** Đá quả bóng.
   • **Lực:** Lực đá của chân.
   • **Tác dụng:**
     • Làm quả bóng đang đứng yên bắt đầu chuyển động.
     • Làm quả bóng đang chuyển động thay đổi hướng hoặc tốc độ (tăng, giảm).
4. **Bóp méo vỏ chai nhựa rỗng:**
   • **Hoạt động:** Dùng tay bóp méo vỏ chai nhựa rỗng.
   • **Lực:** Lực ép của tay.
   • **Tác dụng:** Làm biến dạng vỏ chai (thay đổi hình dạng).
5. **Nhảy lên không trung:**
   • **Hoạt động:** Nhảy lên.
   • **Lực:** Lực hấp dẫn của Trái Đất kéo ta xuống.
   • **Tác dụng:** Làm ta rơi xuống trở lại sau khi đạt độ cao nhất định.

2. Một thùng hàng đang được đẩy di chuyển trên mặt sàn nằm ngang.

a) Kể tên các lực tác dụng lên thùng hàng.

b) Biểu diễn các lực đó bằng các mũi tên.

Trả lời:

a) Các lực tác dụng lên thùng hàng đang được đẩy di chuyển trên mặt sàn nằm ngang bao gồm:

• **Trọng lực (P):** Lực hút của Trái Đất tác dụng lên thùng hàng, có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống dưới.
• **Phản lực nâng của mặt sàn (N):** Lực của mặt sàn tác dụng lên thùng hàng, có phương thẳng đứng, chiều hướng lên trên, vuông góc với mặt sàn. Lực này cân bằng với trọng lực khi thùng hàng không chuyển động theo phương thẳng đứng.
• **Lực đẩy (F_đẩy):** Lực do người hoặc vật tác dụng để làm thùng hàng di chuyển, có phương ngang, cùng chiều với chiều chuyển động của thùng hàng.
• **Lực ma sát trượt (F_ms):** Lực cản trở chuyển động của thùng hàng do sự tiếp xúc giữa đáy thùng và mặt sàn, có phương ngang, chiều ngược lại với chiều chuyển động của thùng hàng.

b) Biểu diễn các lực đó bằng các mũi tên:

Để biểu diễn, ta thường vẽ vật là một hình chữ nhật (biểu tượng cho thùng hàng) và các mũi tên xuất phát từ tâm của vật (hoặc điểm đặt lực nếu cụ thể) để biểu diễn các lực.

Vẽ hình minh họa:

                                     F_đẩy --->
                    +---------------------------+
                    |                           |
        ^ N         |       Thùng hàng          |
                    |                           |
                    +---------------------------+  <--- F_ms
                     |
                     V P
            ------------------------------------- (Mặt sàn)

**Chú thích:**

• Mũi tên màu tím (P): Trọng lực, hướng xuống.
• Mũi tên màu xanh lá (N): Phản lực nâng, hướng lên.
• Mũi tên màu xanh dương (F_đẩy): Lực đẩy, hướng sang phải (chiều chuyển động).
• Mũi tên màu đỏ (F_ms): Lực ma sát, hướng sang trái (ngược chiều chuyển động).

Lưu ý: Độ dài của mũi tên có thể thể hiện độ lớn của lực. Nếu thùng hàng di chuyển đều, F_đẩy và F_ms cân bằng nhau về độ lớn. P và N luôn cân bằng nhau khi vật không bay lên hoặc lún xuống.

3. Lấy một số ví dụ về ma sát cản trở chuyển động. Nêu cách có thể làm giảm ma sát khi đó.

Trả lời:

Ma sát là một lực quan trọng trong đời sống, nhưng đôi khi nó lại cản trở chuyển động và gây hao phí năng lượng. Dưới đây là một số ví dụ và cách giảm ma sát:

1. **Ví dụ 1: Kéo một tủ quần áo nặng trên sàn nhà.**
   • **Ma sát cản trở:** Lực ma sát trượt giữa đáy tủ và mặt sàn làm cho việc kéo tủ trở nên rất khó khăn, tốn nhiều sức lực.
   • **Cách giảm ma sát:**
     • **Đặt các con lăn hoặc bánh xe dưới đáy tủ:** Chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn, giúp di chuyển dễ dàng hơn nhiều.
     • **Sử dụng tấm thảm, vải trơn hoặc bột trơn (phấn rôm) dưới đáy tủ:** Giảm hệ số ma sát giữa tủ và sàn.
2. **Ví dụ 2: Các bộ phận chuyển động trong động cơ xe máy/ô tô.**
   • **Ma sát cản trở:** Ma sát giữa các chi tiết máy (piston, xi lanh, bánh răng, trục quay) làm động cơ nhanh mòn, nóng lên và hao phí năng lượng (nhiên liệu).
   • **Cách giảm ma sát:**
     • **Bôi trơn bằng dầu nhớt:** Dầu nhớt tạo ra một lớp màng mỏng giữa các bề mặt tiếp xúc, làm giảm đáng kể ma sát và mài mòn.
     • **Chế tạo các bề mặt nhẵn bóng:** Giảm độ nhám của bề mặt tiếp xúc.
3. **Ví dụ 3: Đẩy thuyền trên mặt nước hoặc đạp xe trong bùn lầy.**
   • **Ma sát cản trở:** Lực cản của nước lên thân thuyền hoặc lực cản của bùn lên bánh xe làm thuyền khó di chuyển hoặc xe khó đạp.
   • **Cách giảm ma sát:**
     • **Thiết kế hình dáng khí động học/thủy động học:** Làm cho thân thuyền/xe thuôn, nhẵn để giảm lực cản của môi trường (nước, bùn).
     • **Tối ưu hóa bề mặt tiếp xúc:** Sử dụng vật liệu trơn, chống bám dính.

4. Một vật được thả rơi từ trên cao xuống. Trong quá trình rơi của vật:

a) Thế năng hấp dẫn của nó tăng lên hay giảm đi? Giải thích.

b) Động năng của nó tăng lên hay giảm đi? Giải thích.

Trả lời:

Khi một vật được thả rơi từ trên cao xuống (bỏ qua sức cản của không khí):

a) **Thế năng hấp dẫn của nó giảm đi.**
**Giải thích:** Thế năng hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và độ cao của nó so với mốc thế năng (ví dụ: mặt đất). Công thức thế năng hấp dẫn là P_t = m.g.h (khối lượng x gia tốc trọng trường x độ cao). Trong quá trình vật rơi, độ cao (h) của vật so với mặt đất liên tục giảm xuống. Do đó, thế năng hấp dẫn của vật cũng giảm đi.

b) **Động năng của nó tăng lên.**
**Giải thích:** Động năng của một vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và tốc độ chuyển động của nó. Công thức động năng là K = 1/2 . m . v^2 (một phần hai nhân khối lượng nhân tốc độ bình phương). Khi vật rơi, do tác dụng của trọng lực, tốc độ (v) của vật liên tục tăng lên (vật rơi ngày càng nhanh). Do đó, động năng của vật cũng tăng lên.

Sự thay đổi này minh họa sự chuyển hóa năng lượng: Trong quá trình rơi, thế năng hấp dẫn của vật chuyển hóa thành động năng. Tổng cơ năng (thế năng + động năng) được bảo toàn nếu bỏ qua sức cản của không khí.

5. Sử dụng các đinh sắt giống nhau, thả cho chúng rơi thẳng đứng từ các độ cao khác nhau xuống cát và đo độ ngập sâu của mỗi đinh sắt trong cát.

Lần đo | Độ cao của đinh so với cát (Tính bằng cm) | Độ ngập sâu của đinh trong cát (Tính bằng cm)

1 | 10 | 1,7

2 | 20 | 2,1

3 | 30 | 2,5

Ghi lại các kết quả đo như ví dụ ở bảng trên. Từ kết quả thí nghiệm của mình, em hãy thực hiện các yêu cầu sau đây:

a) So sánh độ ngập sâu của đinh sắt mỗi lần thả với trước đó.

b) Trong quá trình rơi của đinh sắt, thế năng của nó đã biến thành dạng năng lượng chủ yếu nào?

c) Với cùng một đinh sắt được thả từ các độ cao khác nhau xuống cát, vì sao khi thả từ độ cao lớn nhất, đinh lại ngập sâu nhất trong cát?

Trả lời:

a) **So sánh độ ngập sâu của đinh sắt mỗi lần thả với trước đó:**

• Lần 1: Độ ngập sâu = 1,7 cm (ở độ cao 10 cm).
• Lần 2: Độ ngập sâu = 2,1 cm (ở độ cao 20 cm) --> Lớn hơn lần 1 (2,1 > 1,7).
• Lần 3: Độ ngập sâu = 2,5 cm (ở độ cao 30 cm) --> Lớn hơn lần 2 (2,5 > 2,1).

Nhận xét: **Độ ngập sâu của đinh sắt trong cát tăng lên khi độ cao thả đinh tăng lên.**

b) **Trong quá trình rơi của đinh sắt, thế năng của nó đã biến thành dạng năng lượng chủ yếu nào?**

Trong quá trình rơi của đinh sắt (từ khi thả đến khi chạm mặt cát), **thế năng hấp dẫn** của nó đã biến thành dạng năng lượng chủ yếu là **động năng**. Khi đinh chạm vào cát và lún sâu, động năng này tiếp tục chuyển hóa thành **năng lượng làm biến dạng cát** (công phá hoại cấu trúc cát) và **năng lượng nhiệt** (do ma sát giữa đinh và cát).

c) **Với cùng một đinh sắt được thả từ các độ cao khác nhau xuống cát, vì sao khi thả từ độ cao lớn nhất, đinh lại ngập sâu nhất trong cát?**

Khi thả cùng một đinh sắt (tức cùng khối lượng) từ các độ cao khác nhau:

• **Độ cao càng lớn, thế năng hấp dẫn ban đầu càng lớn.**
• Trong quá trình rơi, toàn bộ thế năng hấp dẫn này (cộng với một phần nhỏ năng lượng hao phí do ma sát không khí) được chuyển hóa thành **động năng** ngay trước khi đinh chạm cát. Vì thế năng hấp dẫn ban đầu lớn hơn, nên động năng của đinh ngay trước khi chạm cát cũng sẽ lớn hơn.
• **Động năng càng lớn, khả năng thực hiện công càng lớn.** Khi đinh chạm cát, động năng lớn đó sẽ thực hiện công lớn hơn để đẩy các hạt cát sang hai bên, làm biến dạng cát và lún sâu vào trong.

Do đó, khi thả từ độ cao lớn nhất, đinh có động năng lớn nhất tại thời điểm chạm cát, và chính động năng lớn này giúp đinh tạo ra lực lớn hơn và ngập sâu nhất vào trong cát.

6. Hãy kể tên thiết bị sử dụng xăng để hoạt động trong gia đình em (dùng các nhà phổ biến ở Vietnam).

Trả lời:

Trong các gia đình phổ biến ở Việt Nam, thiết bị sử dụng xăng để hoạt động chủ yếu là:

• **Xe máy:** Đây là phương tiện di chuyển phổ biến nhất, động cơ xe máy hoạt động bằng cách đốt cháy xăng để tạo ra năng lượng cơ học làm quay bánh xe.
• **Ô tô:** Đối với các gia đình có ô tô (thường là xe hơi dùng nhiên liệu xăng), xăng cũng là nhiên liệu chính.
• **Máy phát điện:** Một số gia đình có thể có máy phát điện dự phòng chạy bằng xăng để sử dụng khi mất điện lưới.
• **Máy cắt cỏ (đối với nhà có sân vườn rộng):** Một số loại máy cắt cỏ cầm tay hoặc đẩy chạy bằng động cơ xăng.

Trong số các thiết bị trên, **xe máy** là thiết bị sử dụng xăng phổ biến nhất trong hầu hết các gia đình Việt Nam.

7. Lập kế hoạch sử dụng tiết kiệm năng lượng trong nhà trường. Giới thiệu kế hoạch đó với các bạn khác để cùng thực hiện.

Trả lời:

Dưới đây là một kế hoạch chi tiết để sử dụng tiết kiệm năng lượng trong nhà trường, có thể giới thiệu và triển khai với các bạn học sinh:

**KẾ HOẠCH SỬ DỤNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG NHÀ TRƯỜNG**

**I. Mục tiêu:**

• Giảm thiểu lượng điện và nước tiêu thụ không cần thiết trong trường học.
• Nâng cao ý thức tiết kiệm năng lượng cho toàn thể học sinh, giáo viên và cán bộ nhà trường.
• Góp phần bảo vệ môi trường và xây dựng trường học xanh – sạch – đẹp.

**II. Nội dung kế hoạch và biện pháp thực hiện:**

**1. Tiết kiệm điện:**

• **Chiếu sáng:**
  • **Biện pháp:** Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên. Chỉ bật đèn khi thật sự cần thiết (trời tối, phòng học thiếu sáng). Tắt đèn khi ra khỏi phòng học, phòng chức năng, hành lang.
  • **Thực hiện:** Các lớp trưởng, cán bộ lớp chịu trách nhiệm nhắc nhở các bạn và tắt đèn cuối buổi học. Nhà trường có thể thay thế dần các loại đèn cũ bằng đèn LED tiết kiệm điện.
• **Quạt điện/Điều hòa:**
  • **Biện pháp:** Chỉ bật quạt/điều hòa khi có người trong phòng. Đặt điều hòa ở nhiệt độ phù hợp (26-28 độ C) vào mùa hè. Tắt khi rời khỏi phòng.
  • **Thực hiện:** Học sinh, giáo viên chủ động điều chỉnh và tắt thiết bị khi không cần. Kiểm tra định kỳ và vệ sinh các thiết bị để đảm bảo hiệu suất.
• **Các thiết bị điện khác (máy tính, máy chiếu, loa đài):**
  • **Biện pháp:** Tắt máy tính, máy chiếu sau khi sử dụng xong. Rút phích cắm các thiết bị khi không sử dụng trong thời gian dài (ví dụ: nghỉ trưa, nghỉ học).
  • **Thực hiện:** Giáo viên và học sinh phụ trách các thiết bị cần tuân thủ quy tắc này.

**2. Tiết kiệm nước:**

• **Sử dụng nước sinh hoạt:**
  • **Biện pháp:** Khóa vòi nước chặt sau khi sử dụng xong. Báo cáo ngay cho giáo viên chủ nhiệm hoặc ban quản lý trường nếu phát hiện vòi nước bị rò rỉ.
  • **Thực hiện:** Toàn thể học sinh và cán bộ. Treo biển nhắc nhở “Khóa vòi nước sau khi dùng” tại các nhà vệ sinh, khu vực rửa tay.
• **Tưới cây:**
  • **Biện pháp:** Sử dụng nước hợp lý khi tưới cây, tránh tưới quá nhiều gây lãng phí. Nên tưới vào buổi sáng sớm hoặc chiều mát để hạn chế bay hơi.
  • **Thực hiện:** Học sinh trực nhật, hoặc đội tình nguyện.

**III. Truyền thông và Nâng cao ý thức:**

• **Tổ chức các buổi ngoại khóa/chủ đề sinh hoạt dưới cờ:** Giới thiệu về tầm quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng và các cách thực hiện.
• **Thi đua giữa các lớp:** Phát động phong trào “Lớp học xanh – tiết kiệm năng lượng” với các phần thưởng nhỏ.
• **Thiết kế poster, khẩu hiệu:** Treo tại các vị trí dễ thấy trong trường (hành lang, phòng học, nhà vệ sinh) để nhắc nhở.
• **Xây dựng “Đội Tiết kiệm Năng lượng” (gồm các bạn học sinh):** Có nhiệm vụ giám sát, nhắc nhở và báo cáo tình hình sử dụng năng lượng.

**IV. Giám sát và Đánh giá:**

• Định kỳ kiểm tra các thiết bị điện, nước và ghi nhận mức tiêu thụ.
• Đánh giá hiệu quả của kế hoạch và điều chỉnh nếu cần thiết.

**V. Lời kêu gọi:**

Các bạn thân mến! Tiết kiệm năng lượng không chỉ là trách nhiệm của riêng ai mà là của tất cả chúng ta. Hãy cùng nhau chung tay thực hiện kế hoạch này để xây dựng một môi trường học tập xanh, sạch, đẹp, góp phần bảo vệ hành tinh của chúng ta!