Bài 16. Cơ năng

+ TL : Khi có lực tác dụng lên vật làm vật

chuyển dời theo phương của lực.

* Câu 2 : Em hãy cho biết đơn vị tính công ?

+ TL : Đơn vị tính công là Jun . Kí hiệu : (J)

- Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.

I. CƠ NĂNG :

- Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng càng lớn.

- Cơ năng cũng được đo bằng đơn vị Jun.

II. THẾ NĂNG :

1. Thế năng hấp dẫn :

- Quả nặng A đứng yên trên mặt đất không có khả năng sinh công

C1: Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó thì nó có cơ năng không ? Tại sao ?

Quả nặng A chuyển động xuống dưới làm căng sợi dây . Sức căng của sợi dây làm khối gỗ B chuyển động, tức là thực hiện công . Như vậy khi đưa quả nặng A lên 1 độ cao nào đó thì nó có khả năng sinh công tức là có cơ năng

* Kết luận :

Vật ở vị trí càng cao so với mặt đất thì công mà vật có khả năng thực hiện được càng lớn, nghĩa là thế năng của vật càng lớn.

Thế năng được xác định bởi vị trí của vật so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn.

Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn của vật bằng 0.

* Chú ý :

Thế năng hấp dẫn của vật còn phụ thuộc vào :

+ Mốc tính độ cao (h)

+ Khối lượng của vật (m).

Vật có khối lượng càng lớn thì thế năng càng lớn.

II. THẾ NĂNG :

2. Thế năng đàn hồi :

Có một lò xo được làm bằng thép uốn tròn .

Lò xo bị nén lại nhờ 1 sợi dây phía trên có đặt

một vật.

C2 : Lúc này lò xo có cơ năng . Bằng cách nào để nhận biết lò xo có cơ năng ?

* Tháo chốt buộc sợi dây, lò xo sẽ đẩy miếng gỗ lên cao tức là thực hiện công. Lò xo bị biến dạng (bị nén) có cơ năng .

* KL : Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.

* Thí nghiệm 1 :

Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B

C3 : Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào ?

* Quả cầu A lăn xuống đập vào miếng gỗ B làm miếng gỗ B chuyển động

C4 : Chứng minh rằng quả cầu A đang chuyển động có khả năng thực hiện công.

* Quả cầu A tác dụng vào miếng gỗ B một lực, làm miếng gỗ B chuyển động, tức là thực hiện công.

III. ĐỘNG NĂNG :

1. Khi nào vật có động năng ?

C5 : Từ kết quả thí nghiệm hãy tìm từ thích hợp điền vào chỗ trống :

* Thí nghiệm 1 :

* Kết luận : Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng

III. ĐỘNG NĂNG :

2. Động năng của vật phụ thuộc những yếu tố nào ?

* Thí nghiệm 2 :

Cho quả cầu A lăn trên

máng nghiêng từ vị trí (2)

cao hơn vị trí (1) tới đập

vào miếng gỗ B.

C6 : Độ lớn vận tốc của quả cầu thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1 ?

So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này với lúc trước . Từ đó suy

ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào với vận tốc của nó ?

* So với TN1 miếng gỗ chuyển động với quãng đường dài hơn quả(vận tốc của quả cầu A ở vị trị (2) lớn hơn) --> công thực hiện của quả cầu A ở vị trí (2) lớn hơn . Do đó vận tốc của quả cầu A càng lớn thì động năng càng lớn

+ Nhận xét : Động năng của vật phụ thuộc vào vận tốc của vật . Vận tốc càng lớn thì động năng càng lớn.

III. ĐỘNG NĂNG :

2. Động năng của vật phụ thuộc những yếu tố nào ?

* Thí nghiệm 3 :

Thay quả cầu A bằng quả cầu A'

có khối lượng lớn hơn và cho lăn

trên máng nghiêng từ vị trí (2),

đập vào miếng gỗ B.

C7 : Hiện tượng xảy ra có gì khác so với thí nghiệm 2 ? So sánh công thực hiện được của 2 quả cầu A và A'. Từ đó suy ra động năng của quả cầu còn phụ thuộc thế nào vào khối lượng của nó.

* Miếng gỗ B chuyển động đoạn đường dài hơn, như vậy công quả cầu A' lớn hơn công của quả cầu A --> động năng của quả cầu còn phụ thuộc vào khối lượng của nó . Khối lượng càng lớn thì động năng của vật càng lớn.

C8 : Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc những yếu tố gì và phụ thuộc thế nào ?

*Kết luận : Động năng của vật phụ thuộc vận tốc và khối lượng của nó,

nếu vận tốc hoặc khối lượng của vật càng lớn thì động năng càng lớn.

* Xem lại thí nghiệm 1, 2, 3 :

* Chú ý : Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng . Một vật có thể vừa có động năng vừa có thế năng . Cơ năng của vật lúc đó bằng tổng động năng và thế năng của nó.

* TÍCH HỢP GDBVMT :

Khi tham gia giao thông, phương tiện tham gia có vận tốc lớn (có động năng lớn) sẽ khiến cho việc xử lý sự cố gặp khó khăn, nếu xảy ra tai nạn sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng.

- Các vật rơi từ trên cao xuống bề mặt Trái Đất có động năng lớn nên rất nguy hiểm đến tính mạng con người và các công trình khác .

- Giải pháp : Mọi công dân cần tuân thủ các quy tắc an toàn giao thông và an toàn trong lao động.

IV. VẬN DỤNG :

C9 : Nêu ví dụ vật có cả động năng và thế năng.

* Vật chuyển động trong không trung, con lắc lò xo, con lắc đồng hồ...

C10 : Cơ năng của từng vật ở hình 16.4 a, b, c thuộc dạng cơ năng nào ?

Thế Thế Thế

năng năng năng

và

Động năng

+ Ghi nhớ :

* Khi vật có khả năng sinh công, ta nói vật có cơ năng.

* Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao, gọi là thế năng hấp dẫn . Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì thế năng hấp dẫn càng lớn.

* Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.

* Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng . Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.

* Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng.

Cơ năng của một vật bằng tổng thế năng và động năng của nó.

CỦNG CỐ

1/ Mũi tên được bắn đi từ cái cung là nhờ năng lượng

của mũi tên hay của cánh cung ? Đó là dạng năng lượng nào ?

* Của cánh cung . Đó là thế năng

2/ Búa đập vào đinh làm đinh ngập sâu vào gỗ . Đinh ngập sâu vào gỗ là nhờ năng lượng nào ? Đó là dạng năng lượng gì ?

* Nhờ năng lượng của cây búa khi chuyển động . Đó là động năng.

- Học bài, và kết hợp với phần ghi nhớ SGK.

- Đọc và tìm hiểu thêm phần có thể em chưa biết .

- Làm các bài tập 16.1 - 16.5 SBT.

- Soạn trước bài mới : "Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng"

(Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng và nêu ví dụ trong thực tế)