Bài 17. Sự chuyển hoá và bảo toàn cơ năng

Bài mới :
Kiểm tra bài cũ :
Câu hỏi 1 : Thế nào là cơ năng, thế năng hấp dẫn, thế năng đàn hồi, động năng ?
Trả lời :
- 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 phụ thuộc vào 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.
Câu hỏi 2 :
Trong các vật sau đây, vật nào không có thế năng ?
A. Viên đạn đang bay.
B. Lò xo để tự nhiên ở một độ cao so với mặt đất.
C. Hòn bi đang lăn trên mặt đất.
D. Lò xo bị ép đặt ngay trên mặt đất.
C. Hòn bi đang lăn trên mặt đất.
Bài 17 :
Thí nghiệm 1 : Quả bóng rơi.
Câu 1 : Độ cao và vận tốc của quá bóng thay đổi thế nào trong thời gian quả bóng rơi ?
Trả lời : Trong thời gian quả bóng rơi, độ
cao của bóng dần, vận tốc của
bóng dần.
(tăng / giảm)
giảm
tăng
Câu 2 : Thế năng và động năng của quả bóng thay đổi thế nào ?
Trả lời
Thế năng của quả bóng dần,
còn động năng của nó .
giảm
tăng dần
Câu 3 : 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 ? Thế năng và động năng của nó thay đổi thế nào ?
Trả lời :
Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả bóng........dần, vận
tốc của no �........ dần.
Như vậy thế năng của quả bóng ........ dần, động năng của
nó ........... dần.
tăng
tăng
giảm
giảm
Câu 4 : Ở những vị trí nào( A hay B) quả bóng có thế năng, động năng lớn nhất, có thế năng, động năng nhỏ nhất ?
Trả lời :
Quả bóng có thế năng lớn nhất ở vị trí ...
và có thế năng nhỏ nhất ở vị trí ....
Quả bóng có động năng lớn nhất khi ở vị trí
... và động năng nhỏ nhất khi ở vị trí ...
A
A
B
B
Thí nghiệm 2 : Con lắc dao động.
Câu 5 : Vận tốc của con lắc tăng hay giảm khi :
A. Con lắc đi từ A về B ?
Trả lời :
a. Vận tốc tăng dần.
b. Vận tốc giảm dần.
B. Con lắc đi từ B đến C ?
Trả lời :
a. Vận tốc tăng dần.
b. Vận tốc giảm dần.
a. Vận tốc tăng dần.
b. Vận tốc giảm dần.
Câu 6 : 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 đến C ?
Trả lời :
a. Con lắc đi từ A đến B : thế năng chuyển hóa thành động năng.
b. Con lắc đi từ B đến C : động năng chuyển hóa thành thế năng.
Câu 7 : Ở những vị trí nào con lắc có thế năng lớn nhất, có động năng lớn nhất ?
Trả lời :
Ở vị trí có thế năng lớn nhất là A và C, có động năng lớn nhất là B.
Câu 8 : 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 ?
Trả lời :
Ở các vị trí A và C động năng nhỏ nhất. Ở vị trí B động năng
nhỏ nhất, có giá trị bằng 0.
Kết luận :
- Trong chuyển động của con lắc đã có sự chuyển hóa liên tục các dạng cơ năng : thế năng chuyển hóa thành động năng và động năng chuyển hóa thành thế năng.
- Khi con lắc ở vị trí thấp nhất (vị trí cân bằng), thế năng đã
chuyển hóa hoàn toàn thành động năng ; khi con lắc ở vị trí
cao nhất, động năng đã chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng.
II. Bảo toàn cơ năng :
Những thí nghiệm định lượng chính xác đã chứng tỏ :
Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không đổi. Người ta nói cơ năng được bảo toàn.
III. Vận dụng :
Câu 9 : Hãy chỉ ra từ sự chuyển hoá cơ năng này thành dạng cơ năng khác trong các trường hợp sau :
a. Mũi tên được bắn đi từ chiếc cung.
b. Nước từ trên đập cao chảy xuống.
c. Ném một vật lên cao theo phương thẳng đứng.
Trả lời :
a. Thế năng của cánh cung chuyển hóa thành động năng của mũi tên.
b. Thế năng chuyển hóa thành động năng.
c. Khi vật đi lên, động năng chuyển hoá thành thế năng. Khi vật rơi xuống thì thế năng chuyển hóa thành động năng.
Ghi nhớ :
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.