Bài 17. Sự chuyển hoá và bảo toàn cơ năng

Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
A
B
C1: Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng … dần, vận tốc của quả bóng … dần.
giảm
tăng
C2: Thế năng của quả bóng … dần, động năng của quả bóng … dần.
Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao và vận tốc của quả bóng thay đổi thế nào?
Thế năng và động năng của quả bóng thay đổi thế nào?
giảm
tăng
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
C3: Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả bóng … dần, vận tốc của quả bóng … dần. Như vậy thế năng của quả bóng … dần, động năng của nó … dần.
giảm
tăng
Khi quả bóng chạm đất, nó nảy lên. Trong thời gian nảy lên độ cao và vận tốc của quả bóng thay đổi thế nào?
giảm
tăng
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
C4: Quả bóng có thế năng lớn nhất khi ở vị trí … và có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí …
Ở những vị trí nào (A hay B) quả bóng có thế năng , động năng lớn nhất; có thế năng, động năng nhỏ nhất?
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Quả bóng có động năng lớn nhất khi ở vị trí … và có động năng nhỏ nhất khi ở vị trí …
A
B
B
A
B
C
A
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Vận tốc của con lắc tăng hay giảm khi:
a) Con lắc đi từ A xuống B.
b) Con lắc đi từ B lên C.
C5: a) Con lắc đi từ A xuống B: vận tốc của con lắc tăng.
b) Con lắc đi từ B lên C: vận tốc của con lắc giảm.
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Có sự chuyển hóa từ dạng cơ năng nào sang dạng cơ năng nào khi:
a) Con lắc đi từ A xuống B.
b) Con lắc đi từ B lên C.
C6: a) Con lắc đi từ A xuống B: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
b) Con lắc đi từ B lên C: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Ở những vị trí nào con lắc có thế năng lớn nhất, có động năng lớn nhất?
C7: Con lắc có thế năng lớn nhất khi ở vị trí A và C, có động năng lớn nhất khi ở vị trí B.
Ở những vị trí nào con lắc có động năng nhỏ nhất, có thế năng nhỏ nhất? Các giá trị nhỏ nhất này bằng bao nhiêu?
C8: Con lắc có động năng nhỏ nhất khi ở vị trí A và C, có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí B.Các giá trị nhỏ nhất này có thể bằng 0.
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
Qua quan sát thí nghiệm 2, em rút ra kết luận gì?
- Trong chuyển động của con lắc đã có sự chuyển hóa liên tục các dạng cơ năng: Thế năng chuyển hoá thành động năng và động năng chuyển hoá thành thế năng.
- Khi con lắc ở vị trí thấp nhất (vị trí cân bằng), thế năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành động năng; khi con lắc ở vị trí cao nhất, động năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành thế năng.
Kết luận:
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
II. Bảo toàn cơ năng:

Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không đổi. Người ta nói cơ năng được bảo toàn.
Những thí nghiệm định lượng chính xác đã chứng tỏ:
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
II. Bảo toàn cơ năng:
Trong thực tế, quả bóng rơi ở thí nghiệm 1 khi nảy lên có đúng bằng độ cao ban đầu (A) không? Và con lắc ở thí nghiệm 2 có luôn dao động với biên độ dao động không đổi (từ A đến C). Vậy cơ năng của vật có được bảo toàn không?
???
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
II. Bảo toàn cơ năng:
Chú ý:
Khi mô tả các thí nghiệm trên chúng ta đã bỏ qua ma sát. Thực ra, do có ma sát nên quả bóng sau khi chạm đất không thể nảy trở lại độ cao ban đầu, cũng như con lắc sau khi thả ra ở vị trí A không thể quay trở lại đúng vị trí này. Điều đó có nghĩa là, nếu kể đến ma sát, thì cơ năng của vật không bảo toàn. Một phần cơ năng đã chuyển hoá thành một dạng năng lượng khác mà chúng ta sẽ được học trong các bài sau.

Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
II. Bảo toàn cơ năng:
III. Vận dụng:
Hãy chỉ ra sự chuyển hoá từ dạng cơ năng này sang dạng cơ năng khác trong các trường hợp trên?
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
II. Bảo toàn cơ năng:
III. Vận dụng:
a) Thế năng của cánh cung chuyển hoá thành động năng của mũi tên.
b) Thế năng chuyển hoá thành động năng.
c) Khi vật đi lên: Động năng chuyển hoá thành thế năng.
Khi vật rơi xuống: Thế năng chuyển hoá thành động năng.
C9:
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Hãy chọn đáp án đúng cho hai phát biểu sau:
Phát biểu 1: Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn.
Phát biểu 2: Nếu khi một vật chuyển động, ở vị trí nào vật có động năng lớn nhất thì ở vị trí đó thế năng của nó sẽ nhỏ nhất.
A. Phát biểu 1 đúng, phát biểu 2 sai.
B. Phát biểu 2 đúng, phát biểu 1 sai.
C. Phát biểu 1 và 2 đều sai.
D. Phát biểu 1 và 2 đều đúng.
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Ghi nhớ:
- Động năng có thể chuyển hoá thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hoá thành động năng.
- Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn.
Có thể em chưa biết:
Các nguồn nước ở trên cao có thế năng rất lớn. Thế năng này có thể chuyển hoá thành động năng làm quay các máy phát điện. Hiện nay, người ta mới sử dụng được chưa tới 10% nguồn năng lượng dự trữ khổng lồ này. Gió có động năng rất lớn, là nguồn năng lượng sạch và rẻ 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.
Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG