Bài 27. Cơ năng

TRƯỜNG VĂN HÓA I - BÔ� CÔNG AN
LỚP 10A2
KÍNH CHÀO QUÍ THẦY CÔ
1. Viết biểu thức của động năng, thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi?
2. Khi thả vật rơi tự do từ điểm (M) xuống (N), viết công thức liên hệ giữa công của trọng lực và độ tăng động năng?
Kiểm tra bài cũ
Động năng
Độ tăng động năng
Thế năng
WđN - WđM = AMN
Thế năng trọng trường:
Thế năng đàn hồi:
A
B
h
-----------------
z1
--------
z2
M
N
Thế năng và động năng
của vật chuyển hóa thế nào
trong quá trình vật rơi đó?
CƠ NĂNG
I/ CƠ NĂNG CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG
II/ CƠ NĂNG CỦA VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI
TIẾT 44 - BÀI 27.
1/ Ñònh nghóa:
Khi vaät chuyeån ñoäng trong troïng tröôøng thì cô naêng cuûa vaät laø toång ñoäng naêng vaø theá naêng cuûa vaät.



Cơ năng là gì?
I. CƠ NĂNG CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG
(1)
* Định luật
+ Biểu thức:
(2)
Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.
2/ S? bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường
hằng số
hằng số
hay
A
B
h
-----------------
z1
--------
z2
C
D
Nhận xét về thế năng, động năng và cơ năng của vật khi rơi
tự do từ A xuống B?
thế năng (Wt) giảm dần
động năng (Wđ) tăng dần
WA = WC= WD= WB
Cơ năng W của quả bóng tại mọi vị trí là như nhau (bảo toàn).
Tính Cơ năng W của quả bóng tại A, B? (WtB = 0)
WA = mgh = Wtmax

WB = = Wđmax
Ta có
3. Hệ quả:
- Nếu động năng giảm thì thế năng tăng (động năng chuyển hóa thành thế năng) và ngược lại
- Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu (bằng không) và ngược lại.

hằng số
Câu hỏi C1 (SGK – 143)?
M
Chọn gốc thế năng tại VTCB O (WtO = 0)
=> WđA + WtA = WđB + WtB
mà WđA = WđB = 0
=> WtA = WtB
<=> mgzA = mgzB => zA = zB
Do đó A đối xứng với B qua CO
Áp dụng định luật bảo toàn
cơ năng: WA = WB
M
Nhận xét về động năng, thế năng và cơ năng của vật tại VTB và VTCB?
0 max 0
max 0 max
Hằng số Hằng số Hằng số
b)Wđmax tại O , khi đó Wtmin = 0
Wđmin = 0 tại A và B , khi đó Wtmax
c) Từ O đến B và từ O đến A:
Wđ giảm Wt tăng: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
Từ A về O và từ B về O:
Wt giảm Wđ tăng: Thế năng chuyển hóa thành động năng.
II. CƠ NĂNG CỦA VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI
= hằng số (3)
Định luật:
Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật và là một đại lượng bảo toàn.
Biểu thức:
O
A
B

Vật dao động quanh vị trí cân bằng O
Vật đổi chiều chuyển động ở biên A và B
W = WA = WB = Wo = hằng số
Xét con lắc lò xo:
* Chọn gốc thế năng tại B (WtB = 0)
+ Cơ năng tại A: WA = mgh = 50m
+ Cơ năng tại B: WB = mvB2 = 18m
(m là khối lượng của vật)
Nhận thấy: WA > WB : Cơ năng của vật không bảo toàn
Giải:
Câu hỏi C2 (SGK – 144)?
h= 5 m
v = 6 m/s
WA ? WB ?
Tính công của lực ma sát trong bài toán C2.
AFms = WB – WA = 18m – 50m = - 32m
Công của lực Fms là công cản AFms < 0
Chú ý:
- Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi (không có ma sát, lực cản…).
- Khi có ma sát thì công của lực ma sát…bằng độ biến thiên cơ năng:
A = ∆W = W2 – W1 (4)
Một vài ứng dụng

Một vài ứng dụng
Dòng nước ở trên cao có thế năng khi chảy xuống thế năng chuyển thành động năng làm quay tua bin, tạo ra dòng điện.
Củng cố bài học
1. Cơ năng:
W = Wđ + Wt
+ Vật chuyển động trong trọng trường:
+ Vật chịu tác dụng của lực đàn hồi:
2. Sự bảo toàn cơ năng:
+ Khi vật chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi (lực thế) thì cơ năng của vật được bảo toàn
W = Wđ + Wt = const (hằng số)
3. Trường hợp cơ năng không bảo toàn:
+ Nếu vật chịu tác dụng của các lực cản, lực ma sát…(các lực không phải là lực thế) thì cơ năng không bảo toàn
∆W = W2 – W1 = A
(Công của các lực không phải là lực thế)
Bài tập vận dụng
Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A có độ cao h=10m (so với mặt đất). Lấy g=10m/s2.
Câu1: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là:
200J
Câu 2: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là:
A. 10m/s
C. 500J
D. 400J
B. 300J
D. 20m/s
Bài tập vận dụng
Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A có độ cao h=10m (so với mặt đất).
Lấy g=10m/s2.
Câu1: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là:
200J
C. 500J
D. 400J
B. 300J
- Chọn gốc thế năng tại mặt đất
- Gọi điểm M là điểm cách mặt đất 6m.
- Vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí M và A
W(M) = W(A)= mgh=5.10.10 = 500(J)

Bài tập vận dụng
Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A có độ cao h=10m (so với mặt đất). Lấy g=10m/s2.
Câu 2: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là:
A. 10m/s
D. 20m/s
Bài tập vận dụng
Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A có độ cao h=10m (so với mặt đất). Lấy g=10m/s2.
Câu1: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là:
200J
Câu 2: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là:
A. 10m/s
C. 500J
D. 400J
B. 300J
D. 20m/s
Nhiệm vụ về nhà
Ôn tập chương IV
- Làm các bài tập: 5, 6,7, 8 (SGK - Tr144);
26.2 đến 26.9 (SBT- T60).
Bài học đến đây kết thúc
Xin chân thành cảm ơn!
A
B
-----------------
z1
M