Bài 27. Cơ năng

Kiểm tra bài cũ
Động năng
Định lí động năng
Thế năng
Định lí thế năng
WđN - WđM = AMN
WtM - WtN = AMN
Thế năng hấp dẫn:
Thế năng đàn hồi:
Hình máy bay
BÀI 27
CƠ NĂNG
I/ CƠ NĂNG CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG

II/ CƠ NĂNG CỦA VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI
C1
Chứng minh rằng A và B đối xứng nhau qua CO.
Vị trí nào động năng cực đại?Cực tiểu?
Trong quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại?
A
O
B
C
C1
A
O
B
C
CM A và B đối xứng nhau qua 0
Ta có: WA = WB và WđA = WđB (v=0)
=>WtA = WtB
Độ cao tại A = Độ cao tại B.
Suy ra: A và B đối xứng nhau qua CO.
Z
C1
A
O
B
C
Tại 0: WđA cực đại (Wt cực tiểu)
Tại A và B: WđA cực tiểu (Wt cực đại).
Z
Bài toán: Một vật m chuyển động trong trọng trường từ vị trí 1 (độ cao z1) đến vị trí 2 (độ cao z2). Biết vận tốc của vật tại vị trí 1 là v1 và tại vị trí 2 là v2.
a/Tính công của trọng lực bằng hai cách?
b/Tìm mối liên hệ giữa cơ năng ở vị trí 1 và 2.
Từ đó nêu nhận xét.
C1
A
O
B
C
C. -Wđ chuyển hóa thành Wt: OA và OB
-Wt chuyển hóa thành Wđ: AO và BO
Z
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
II/Cô naêng cuûa vaät chòu taùc duïng cuûa löïc ñaøn hoài

Tại A : Wđ(A)= 0 , Wt(A) = max
Tại O : Wđ (O)= max , Wt(O) = 0
Tại B : Wđ (B) = 0 , Wt(B) = max
Nhận xét: Từ A O thì Wđ tăng ,Wt giảm
Từ O B thì Wđ giảm, Wt tăng
KL: Cơ năng của vật tại mọi điểm là không đổi
II/ Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
1/ Ñònh nghóa:
Cơ năng của một vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật; và là một đại lượng bảo toàn

Một vật nhỏ m=1 kg trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc A cao h=5m khi xuống tời chân dốc B vận tốc vật là vB=6m/s. Biết g=10m/s2
Cơ năng của vật có bảo toàn không? Giải thích
Chọn gốc thế năng tại B
Cơ năng tại A
WA = Wt max = mgz
= mgh=1.10.5=59J
Cơ năng tại B:
WB = Wđ max = ½ mv2 = ½ m.62 = 18m J
Vậy WA >WB suy ra cơ năng của vật không được bảo toàn
Giải thích : vì vật chịu tác dụng của lực ma sát
Công của lực ma sát: AFms = WB – WA = 18– 50 = -32 J
Chú ý

Nếu có thêm lực khác không phải lực thế ( ví dụ lực cản hay lực ma sát ….) tác dụng lên vật thì cơ năng của vật không được bảo toàn và độ biến thiên cơ năng đúng bằng công của lực này.
AFc = W2 – W1
TÓM TẮT NỘI DUNG
- Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng
W = Wđ + Wt
- Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường, chỉ chịu tác dụng của trọng lực
- Cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi
- Nếu vật chịu thêm tác dụng của lực lực cản hay lực ma sát ….(không phải lực thế) thì cơ năng của vật không được bảo toàn và độ biến thiên cơ năng đúng bằng công của lực này.
= const
= const
AFc = W2 – W1
Động năng của vận động viên thu được khi chạy lấy đà chuyển hóa thành thế năng đàn hồi của sào nhảy và sau đó thành thế năng trọng trường của vận động viên khi lên đến đỉnh thì chuyển hóa dần thành động năng của vận động viên khi rơi xuống đất
CÂU 1
Một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật được xác định bằng tổng của động năng và……..
A. Thế năng trọng trường.
B. Thê năng đàn hồi.
C. Động lượng của vật.
D. Công sinh ra của trọng lực.
CỦNG CỐ:
Thế năng trọng trường.
**
CỦNG CỐ:
CÂU 2
Cơ năng là một đại lượng.
Luôn luôn dương.
Luôn luôn dương hoặc bằng 0.
Có thể dương, âm hoặc bằng 0.
Luôn luôn khác 0.
Có thể dương, âm hoặc bằng .
Câu 6. Trường hợp nào sau đây , cơ năng của vật không đổi
Vật chuyển động dưới tác dụng của ngoại lực .
Vật chuyển động trong trọng trường và có lực ma sát tác dụng .
Vật chuyển động trong trọng trường , chỉ dưới tác dụng của trọng lực .
Vật chuyển động thẳng đều.
Câu 7. Trường hợp nào sau đây , cơ năng của vật được bảo toàn ?
Vật trượt có ma sát trên mặt phẳng nghiêng.
Vật rơi trong không khí .
Vật chuyển động trong chất lỏng.
Vật rơi tự do.
Câu 8) Từ một điểm M cách mặt đất
0,8 m ném lên một vật với vận tốc ban đầu là 2m/s. Tính cơ năng của vật . Biết vật có khối lượng là 0,5 kg, lấy g = 10 m/s2, chọn gốc thế năng ở mặt đất .
5 J
4J
8J
1J
Về nhà:
Học bài và làm bài tập 7, 8 sgk/ 144,145
Ôn lại kiến thức chương IV.
Trả lời
a/Thế năng đàn hồi
c/Thế năng trọng trường
Trường hợp lực đàn hồi
Xét sự thay đổi Wđ và Wt của con lắc lò xo
Động năng
Trường hợp lực đàn hồi
Tại O
VA = 0
WtAMax
xAMax
WđA = 0
Từ A đến O
V tăng
Wđ tăng
x giảm
Wt giảm
Tại A
VoMax
WđoMax
xo = 0
Wto = 0
Trường hợp lực đàn hồi
Từ O đến B
V giảm
Wđ giảm
x tăng
Wt tăng
Tại B
VB = 0
WtBMax
xBMax
WđB = 0
Có sự biến đổi qua lại giữa Wđ và Wt

Bỏ qua ma sát, kéo lò xo đến A rồi buông nhẹ, vật sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng O
Tại A và B: v = 0, Wđ = 0 ; xMax , WtMax;
Tại O: vMax , Wđ Max ; x = 0, Wt = 0
Tại M bất kì: W = Wđ + Wt = const
WA,B = WtMax
Wo = WñMax
Wđ2 – Wđ1 = A (cơng của lực đàn hồi) = Wt1 – Wt2
Có sự biến đổi qua lại giữa Wđ và Wt
ĐỐI VỚI VẬT CHỈ CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI