Bài 17. Sự chuyển hoá và bảo toàn cơ năng

KIỂM TRA BÀI CŨ:

Câu 1: Thế năng hấp dẫn là gì? Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Câu 2: Động năng của một vật là gì? Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
TRẢ LỜI
Câu 1: - 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.
- Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào khối lượng và mốc tính độ cao của vật

Câu 2: - Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng
- Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật
MỘT SỐ THỦY ĐIỆN LỚN Ở VIỆT NAM
Quan sát các ảnh chụp, ta nhận ra được điều gì?
Người ta lợi dụng sức nước để làm quay tua bin của máy phát điện và sản xuất ra điện
Trong quá trình đó năng lượng của dòng nước được chuyển hóa như thế nào?
Trong tự nhiên cũng như trong kĩ thuật, ta thường quan sát thấy sự chuyển hóa cơ năng từ dạng này sang dạng khác: động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại thế năng chuyển hóa thành động năng. Chúng ta hãy cùng khảo sát một số hiện tượng sau đây để thấy rõ hơn về sự chuyển hóa này.
BÀI 17:
SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
1. Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
I. SỰ CHUYỂN HÓA CỦA CÁC DẠNG CƠ NĂNG:
Quan sát thí nghiệm.
C1: Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng (1).............. dần, vận tốc của quả bóng (2) ............... dần.
tăng
giảm
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
C2: Trong thời gian quả bóng rơi, thế năng của quả bóng (3) .............. dần, còn động năng của quả bóng (4) ............. dần
tăng
giảm
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
* Khi quả bóng rơi có sự chuyển hóa từ (5) ................ sang (6) ...................
thế năng
động năng
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
Như vậy thế năng của quả bóng (7) ............ dần, động năng của nó (8) .............. dần
tăng
giảm
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
C4: Quả bóng có thế năng lớn nhất khi ở vị trí (9) .............. và thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí (10) .........
A
B
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
Quả bóng có động năng lớn nhất khi ở vị trí (11) ......... và động năng nhỏ nhất khi ở vị trí (12) ..........
A
B
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
* Khi quả bóng nảy lên có sự chuyển hóa từ (13) .................. sang (14)..................
thế năng
động năng
tăng, giảm, động năng, thế năng, A, B
A
* Khi quả bóng rơi có sự chuyển hóa từ thế năng của quả bóng sang động năng của quả bóng
* Khi quả bóng nảy lên có sự chuyển hóa từ động năng của quả bóng sang thế năng của quả bóng
Trong quá trình quả bóng chuyển động: Thế năng của quả bóng có thể chuyển hóa thành động năng của quả bóng và ngược lại, động năng của quả bóng cũng có thể chuyển hóa thành thế năng của quả bóng
Hãy rút ra nhận xét chung về sự chuyển hóa giữa các dạng cơ năng trong quá trình quả bóng chuyển động?
2. Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
B
Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng B tới vị trí A rồi thả tay ra. Quan sát chuyển động của con lắc
Con lắc có độ cao lớn nhất ở A và C, thấp nhất ở vị trí cân bằng B
Lấy vị trí cân bằng B để làm mốc tính độ cao.
B
A
C
C5:
a. Con lắc đi từ A về B:
Vận tốc con lắc:.....................
b. Con lắc đi từ B lên C:
Vận tốc con lắc:....................
tăng
giảm
tăng, giảm, thế năng,
động năng, A, B, C
* Khi con lắc đi từ B lên C thì vận tốc giảm còn độ cao thì tăng.
Ở trường hợp này động năng (3)........... còn thế năng (4).............
tăng
giảm
tăng, giảm, thế năng,
động năng, A, B, C
C6: Có sự chuyển hóa từ dạng cơ năng nào sang dạng cơ năng nào?
a. Con lắc đi từ A về B:
(5) ................... chuyển hóa thành (6)...................
b. Con lắc đi từ B lên C:
(7) ..................... chuyển hóa thành (8).....................
động năng
thế năng
thế năng
động năng
tăng, giảm, thế năng,
động năng, A, B, C
C7: * Ở những vị trí nào con lắc có thế năng lớn nhất, có động năng lớn nhất?
Ở các vị trí A và C thế năng của con lắc là lớn nhất
Ở vị trí B động năng của con lắc là lớn nhất
C8: Ở những vị trí nào con lắc có động năng nhỏ nhất, có thế năng nhỏ nhất và chúng có giá trị bằng bao nhiêu?
Ở các vị trí A và C động năng nhỏ nhất và có giá trị bằng 0
Ở vị trí B thế năng nhỏ nhất
a. Con lắc đi từ A về B:
Thế năng chuyển hóa thành động năng
b. Con lắc đi từ B lên C:
Động năng chuyển hóa thành thế năng
Trong quá trình con lắc dao động: Thế năng của con lắc có thể chuyển hóa thành động năng của con lắc và ngược lại, động năng của con lắc cũng có thể chuyển hóa thành thế năng của con lắc
Hãy rút ra nhận xét chung về sự chuyển hóa giữa các dạng cơ năng trong quá trình con lắc dao động?
Trong quá trình chuyển động: thế năng của quả bóng có thể chuyển hóa thành động năng của quả bóng và ngược lại, động năng của quả bóng cũng có thể chuyển hóa thành thế năng của quả bóng
3. Kết luận:
Trong quá trình dao động: thế năng của con lắc có thể chuyển hóa thành động năng của con lắc và ngược lại, động năng của con lắc cũng có thể chuyển hóa thành thế năng của con lắc
3. Kết luận:
3. Kết luận:
Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng
- Ở thí nghiệm quả bóng rơi, ta thấy quả bóng rơi xuống chạm vào mặt đất rồi nảy lên đúng vị trí ban đầu.
II. BẢO TOÀN CƠ NĂNG
- Ở thí nghiệm con lắc dao động, ta cũng thấy con lắc dao động qua lại và lên đến đúng vị trí ban đầu (vị trí A)
II. BẢO TOÀN CƠ NĂNG
- Hai thí nghiệm này cho ta thấy được điều gì đối với cơ năng của quả bóng và cơ năng của con lắc?
II. BẢO TOÀN CƠ NĂNG
- Trong quá trình chuyển động và dao động cơ năng của quả bóng và cơ năng của con lắc không đổi
II. BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Nhiều thí nghiệm định lượng chính xác đã chứng tỏ rằng:
Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không thay đổi. Người ta nói cơ năng được bảo toàn
Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn
-Thực ra, quả bóng có nảy lên lại tới vị trí ban đầu không? Vì sao?
-Quả bóng sau khi chạm đất không nảy lên tới vị trí ban đầu do có ma sát.
-Tương tự, con lắc sau khi thả ra ở vị trí A cũng không thể quay trở lại đúng vị trí này.
-Vậy nếu kể đến ma sát, thì cơ năng của vật như thế nào?
-Cơ năng của vật không bảo toàn.
-Một phần cơ năng đã chuyển hóa thành một dạng năng lượng khác mà chúng ta sẽ học trong các bài sau.
III. VẬN DỤNG
C9: Hãy chỉ ra sự chuyển hóa từ dạng cơ năng này sang dạng cơ năng khác trong các trường hợp sau:
a. Mũi tên được bắn đi từ chiếc cung
Thế năng của cánh cung chuyển hóa thành động năng của mũi tên
b. Nước từ trên đập cao chảy xuống
Thế năng chuyển hóa thành động năng
c. Ném một vật lên cao theo phương thẳng đứng
- Khi vật đi lên, động năng chuyển hóa thành thế năng
- Khi vật rơi xuống, thế năng chuyển hóa thành động năng
MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỪ CƠ NĂNG CỦA NƯỚC, GIÓ...
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT!
Các nguồn nước ở trên cao có thế năng rất lớn. Thế năng này có thể chuyển hóa thành động năng làm quay các máy phát điện. Hiện nay người ta mới sử dụng chưa tới 10% nguồn năng lượng dự trữ khổng lồ này.
Gió có động năng rất lớn, là nguồn năng lượng sạch và rẽ tiền. Nếu con người tận dụng được hết động năng của gió thì gió có thể cung cấp cho con người năng lượng còn lớn hơn năng lượng do nước cung cấp. Từ xưa, người ta đã biết sử dụng động năng của gió để chạy các cối xay, gọi là cối xay gió.
- Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng.
- Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn.
Học thuộc phần ghi nhớ .
Đọc phần có thể em chưa biết
Làm bài tập về bảo toàn và chuyển hóa cơ năng
Chuẩn bị tiết sau ôn tập và tổng kết chương I: Cơ học
HẾT