Bài 17. Sự chuyển hoá và bảo toàn cơ năng

A
B
Bài 17
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. Trong bài học hôm nay ta sẽ khảo sát cụ thể sự chuyển hóa này.
Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
I- Sự chuyển hóa các dạng cơ năng
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
C1
Độ cao và vận tốc của quả bóng thay đổi thế nào trong thời gian quả bóng rơi?
C2
Thế năng và động năng của quả bóng thay đổi thế nào?
C1: Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng ... dần, vận tốc của quả bóng .. dần.
C2: Thế năng của quả bóng ..... dần, còn động năng của nó ...
giảm
tăng
tăng
giảm
A
B
Bài 17
Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
I- Sự chuyển hóa các dạng cơ năng
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
C1: Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng ... dần, vận tốc của quả bóng .. dần.
C2: Thế năng của quả bóng ..... dần, còn động năng của nó ...
giảm
tăng
giảm
tăng
C3
Khi quả bóng chạm mặt đất, nó nảy lên . Trong thời gian nảy lên, độ cao và vận tốc của quả bóng thay đổi thế nào? Thế năng và động năng của nó thay đổi thế nào?
C3: Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả bóng .. dần, vận tốc của nó ... dần. Như vậy thế năng của quả bóng .... dần, động năng của nó ... dần.
tăng
giảm
tăng
giảm
C4
ở những vị trí nào (A hay B) quả bóng có thế năng, động năng lớn nhất; có thế năng , động năng nhỏ nhất?
C4: Quả bóng có thế năng lớn nhất khi ở vị trí .... và có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí ... 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
?
Qua thí nghiệm 1:
Khi quả bóng rơi: Năng lượng đã được chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào?
+ Khi quả bóng rơi: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
Khi quả bóng nảy lên: Năng lượng đã được chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào?
+ Khi quả bóng nảy lên: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
B
A
C
Bài 17
Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
+ Khi quả bóng rơi: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
+ Khi quả bóng nảy lên: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
I- Sự chuyển hóa các dạng cơ năng
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng 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. Ta lấy vị trí cân bằng B làm mốc để tính độ cao.
C5
Vận tốc của con lắc tăng hay giảm khi:
a/ Con lắc đi từ A về B
b/ Con lắc đi từ B lên C
C6
Có sự chuyển hóa từ dạng cơ năng nào sang dạng cơ năng nào khi:
a/ Con lắc đi từ A về B
b/ Con lắc đi từ B lên C
C5: a/ Khi con lắc đi từ A về B: Vận tốc của con lắc tăng. b/ Khi con lắc đi từ B lên C: Vận tốc của con lắc giảm.
C6: a/ Khi con lắc đi từ A về B: Thế năng chuyển hóa thành động năng. b/ Khi con lắc đi từ B lên C: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
C7
ở những vị trí nào con lăc có thế năng lớn nhất, có động năng lớn nhất?
C7: ở 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 lăc có động năng nhỏ nhất, có thế năng nhỏ nhất, các giá trị nhỏ nhất bằng bao nhiêu
C8: ở vị trí A và C động năng của con lắc là nhỏ nhất (bằng 0). ở vị trí B thế năng của con lắc là nhỏ nhất (bằng 0)
Bài 17
Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
- Khi quả bóng rơi: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
- Khi quả bóng nảy lên: Động năng chuyển hóa thành hóa năng.
I- Sự chuyển hóa các dạng cơ năng
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
Qua thí nghiệm 2, các em rút ra nhận xét gì về sự chuyển hoá năng lượng của con lắc khi con lắc dao động xung quanh vị trí cân bằng B?
- Khi con lắc dao động năng lượng đã được chuyển hoá liên tục: 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.
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:
- Nếu quan sát kỹ các em sẽ thấy quả bóng cũng như con lắc chỉ quay lại đến gần vị trí A sau đó lại quay lại cứ như thế cuối cùng qủa bóng, hay con lắc sẽ như thế nào?
- Lúc đó thế năng và động năng của quả bóng cũng như con lắc đi đâu?
- Môi trường xung quang chúng ta có không khí và một số loại khói bụi do môi trường bị ô nhiễm, các loại khói bụi đó rất nhỏ mắt ta có thể không nhìn thấy nhưng nếu con người chúng ta hít thở liên tục cũng có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe chúng ta. Quả bóng đã cọ xát với không khí và các loại bụi đó và chuyển dần thành nhiệt năng. Làm không khí nóng lên, các hiện tượng nói chung cuối cùng năng lượng sinh ra đều chuyển hóa dần thành nhiệt năng làm Trái Đất nóng lên nếu như lượng khí thải nhiều và lượng nhiệt do con người gây ra nhiều sẽ gây ra hiệu ứng nhà kính làm băng ở các cực tan chảy gây ra thiên tai, lụt lội.
Bài 17
Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng
- Khi quả bóng rơi: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
- Khi quả bóng nảy lên: Động năng chuyển hóa thành hóa năng.
I- Sự chuyển hóa các dạng cơ năng
Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi
Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
- Khi con lắc dao động năng lượng đã được chuyển hoá liên tục: 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.
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:
Iii- vận dụng
Hãy phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hoá cơ năng.
Nêu ví dụ thực tế về sự chuyển hoá cơ năng
a) Mũi tên được bắn đi từ chiếc cung
b) Nước từ trên đập cao chảy xuống
c) Ném vật lên cao theo phương thẳng đứng
Dòng nước mang nhiều động năng và thế năng đặc biệt là các thác nước
Sức tàn phá của nó vì thế cũng rất lớn
Tuy nhiên đó lại là nguồn năng lượng vô tận, hiện nay môi trường đang ô nhiễm, tài nguyên năng lượng đang dần cạn kiệt thì việc khai thác chuyển hóa các dạng năng lượng đó phục vụ con người là cần thiết. Có thể xây dựng các nhà máy thủy điện để biến thế năng và động năng của dòng nước thành điện năng phục vụ cho con người có rất nhiều ích lợi vì điện năng là một dạng năng lượng sạch không ô nhiễm môi trường
Nhà máy Thủy điện Hòa Bình