Vật Lí 10 - Bài 27 : Cơ năng

1. Bài 27: Cơ năng Tổ 1 – 10A4 - THPT Trưng Vương

2. Mụclục I II Cơ năng củavậtchuyểnđộng trong trọngtrường Cơ năng củavậtchịutácdụngcủalựcđànhồi

3. I Cơ năng củavậtchuyểnđộngtrong trọngtrường

4. 1. ĐịnhNghĩa Cơnănglàgì? Kíhiệu cơ năng củavậtlàW, theo địnhnghĩa ta cóthểviết: - Khi vaätchuyeånñoängtrongtroïngtröôøngthìcônaêngcuûavaätlaøtoångñoängnaêngvaøtheánaêngcuûavaät. (1)

5. Vận dụng Trong trò chơi tàu lượn siêu tốc, động năng, thế năng biến đổi như thế nào? Trong quá trình chuyển động của vật có sự biến đổi qua lại giữa có động năng và cả thế năng

6. 2. Sựbảotoàn cơ năng củavậtchuyểnđộng trong trọngtrường M P P zM N zN • - Nếu trong quátrìnhđó, vậtchỉchịutácdụngcủatrọnglựcthì theo ( m- m = A) công củatrọnglựccũngđược tinh bằngđộbiến thiên động năng củavậttừ M đến N: • = m- m • = (N ) - (M ) • trong đó: (M ) = m • (N ) = m • lầnlượtlàđộng năng củavậttạivịtríđầu M vàvịtrícuối N. - Xétmộtvậtkhốilượng m chuyểnđộng trong trọngtrườngtừvịtrí M đếnvịtrí N (h27.1). - Trong quátrìnhchuyểnđộngđó, công củatrọnglựcđượcxácđịnhbởihiệuthế năng tại M vàtại N: = (M ) - (N )

7. 2. Sựbảotoàn cơ năng củavậtchuyểnđộng trong trọngtrường M P P zM N zN - Cho bằng nhau 2 giátrịcủa trong = (M ) - (N )và = m- mta được: (M ) - (N ) = (N ) - (M ) (M ) + (M ) = (N ) + (N ) - Theo địnhnghĩa cơ năng W = + mgz,vếtráicủa công thức trên biểuthị cơ năng củavậttại M, vếphảibiểuthị cơ năng củavậttại N: W (M ) = W (N ) Cơ năng bảotoàn • - VìM vàN là 2 vịtríbấtkìcủavật trong quátrìnhchuyểnđộng, nên từhệthứcW (M ) = W (N ) cóthểphátbiểuđịnhluậtbảotoàn cơ năng củavậtchuyểnđộngtrọngtrường.

8. 2. Sựbảotoàn cơ năng củavậtchuyểnđộng trong trọngtrường (2) hằngsố - Địnhluật: Khi mộtvậtchuyểnđộng trong trọngtrườngchỉchịutácdụngcủatrọnglựcthì cơ năng củavậtlàmộtđạilượngbảotoàn. + Biểuthức: hay hằngsố

9. Nhậnxétvềthếnăng, độngnăngvàcơnăngcủavậtkhirơi tự do từ A xuống B? A Thếnăng (Wt) giảmdần Độngnăng (Wđ) tăngdần Cơnăng W củaquảbóngtạimọivịtrílànhưnhau (bảotoàn). C ----------------- WA = WC= WD= WB h D -------- Tínhcơnăng W củaquảbóngtạiA, B? (WtB = 0) z1 WA = mgh = Wtmax WB = = Wđmax z2 B

10. C O Câuhỏi C1 (SGK – 143)?

11. C B A O

12. C B A O Chọn gốc thế năng tại VTCB O(WtO = 0) Ápdụngđịnhluậtbảotoàncơnăng: WA = WB => WđA + WtA = WđB+ WtB màWđA = WđB = 0 => WtA = WtB <=> mgzA = mgzB => zA = zB M Do đó A đốixứngvới B qua CO

13. C B A O Nhậnxétvềđộngnăng, thếnăngvàcơnăngcủavậttại VTB và VTCB? M

14. 0max0 max0max HằngsốHằngsốHằngsố b)Wđmaxtại O , khiđóWtmin= 0 Wđmin = 0 tại A và B , khiđóWtmax c) Từ O đến B vàtừ O đến A: WđgiảmWttăng:Độngnăngchuyểnhóathànhthếnăng. Từ A về O vàtừ B về O: WtgiảmWđtăng:Thếnăngchuyểnhóathànhđộngnăng.

15. 3. Hệquả hằngsố - Ta có: • - Nếuđộng năng giảmthìthế năng tăng (động năng chuyểnhóathànhthế năng) vàngượclại.- Tạivịtrínàođộng năng cựcđạithìthế năng cựctiểu (bằng 0) vàngượclại. ( WđmaxthìWtmin)

16. Ứng dụng Dòng nước ở trên cao có thế năng khi chảy xuống thế năng chuyển thành động năng làm quay tua bin, tạo ra dòng điện. Tàu lượn được đưa lên cao tạo thế năng ban đầu. Trong quá trình chuyển động thế năng chuyển hóa thành động năng và ngược lại Dây cung kéo căng có thế năng khi thả tay thế năng chuyển thành động năng đẩy mũi tên bay đi.

17. II. Cơ năng củavậtchịutácdụngcủalựcđànhồi

18. Địnhluật: Khi mộtvậtchỉchịutácdụngcủalựcđànhồi gây bởisựbiếndạngcủamộtlò xo đànhồithì trong quátrìnhchuyểnđộngcủavậtcơ năng đượctínhbằngtổngđộng năng vàthế năng đànhồicủavậtlàmộtđạilượngbảotoàn. • W = + = const (3) Biểuthức:

19. * Xét con lắc lò xo: Vậtdaođộngquanhvịtrícânbằng O Vậtđổichiềuchuyểnđộng ở biên A và B B O A W = WA = WB =Wo= hằngsố

20. A h B Câu hỏi C2 (SGK – 144) ? h= 5 m v =6 m/s WA? WB ? Giải: * Chọngốcthếnăngtại B (WtB = 0) + Cơnăngtại A:WA = mgh = 50m (m làkhốilượngcủavật) + Cơnăngtại B:WB = mvB2 = 18m Nhậnthấy:WA > WB: Cơnăngcủavậtkhôngbảotoàn.

21. A h B Câu hỏi C2 (SGK – 144) ? Tínhcôngcủalực ma sáttrongbàitoán C2. AFms = WB – WA = 18m – 50m = - 32m CôngcủalựcFmslàcôngcảnAFms < 0

22. Địnhluật: Khi mộtvậtchỉchịutácdụngcủalựcđànhồi gây bởisựbiếndạngcủamộtlò xo đànhồithì trong quátrìnhchuyểnđộngcủavậtcơ năng đượctínhbằngtổngđộng năng vàthế năng đànhồicủavậtlàmộtđạilượngbảotoàn. • W = + = const (3) Biểuthức: Chú ý: - Địnhluậtbảotoàncơnăngchỉđúngkhivậtchỉchịutácdụngcủatrọnglựcvàlựcđànhồi (khôngcó ma sát, lựccản…).- Khi có ma sát thì công củalực ma sát…bằngđộbiến thiên cơ năng: A = ∆W = W2 – W1(4)

23. W = Wđ + Wt = mv2 + mgz W = Wđ + Wt = mv2 + k(∆l)2 1 1 1 2 2 2 Củng cố bài học 1. Cơnăng: W = Wđ + Wt + Vậtchuyểnđộngtrongtrọngtrường: + Vậtchịutácdụngcủalựcđànhồi: 2. Sựbảotoàncơnăng: + Khivậtchịutácdụngcủatrọnglựcvàlựcđànhồi (lựcthế) thìcơnăngcủavậtđượcbảotoàn W = Wđ + Wt = const(hằngsố) 3. Trườnghợpcơnăngkhôngbảotoàn: + Nếuvậtchịutácdụngcủacáclựccản, lực ma sát…(cáclựckhôngphảilàlựcthế) thìcơnăngkhôngbảotoàn (Côngcủacáclựckhôngphảilàlựcthế) ∆W = W2 – W1 = A

24. Cảm ơn cô giáovàcácbạnđãlắng nghe!