Bài 27. Cơ năng

Bài 27: Cơ năng
VTS
10CB
Tiết 46
Kiểm tra bài cũ
1. Nêu công thức tính thế năng trọng trường
của 1 vật?
Wt = mgz
2. Nêu công thức tính thế năng đàn hồi
của 1 vật?
3. Nêu hệ quả của quá trình chuyển động
của 1 vật trong trọng trường?
Độ cao vật giảm → trọng lực sinh công dương
Độ cao vật tăng → trọng lực sinh công âm
I. CƠ NĂNG CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG
I.1. Định nghĩa
h
Wt = mgz
Wđ = ½ mv2
Khi 1 vật chuyển động trong trọng trường
W: cơ năng
W = Wđ + Wt
= ½ mv2 + mgz
I.2. Sự bảo toàn cơ năng
A
B
h
-----------------
z1
--------
z2
C
D
Khi quả bóng rơi, độ cao
và vận tốc của
nó thay đổi như thế nào?
Độ cao giảm dần
(z1 > z2)
Vận tốc tăng dần
(v1 < v2)
Vậy thế năng và động năng
của vật thay đổi
như thế nào?
Thế năng giảm dần
(Wt1 > Wt2)
Động năng tăng dần
Wđ1 < Wđ2)
h
Nêu lại liên hệ giữa biến thiên
thế năng và công của trọng lực?
Thế năng giảm: WtA – WtB = AP
Động năng tăng: WđB – WđA = AP
→ WtA – WtB = WđB – WđA
→ WtA + WđA = WđB + WtB
→ WA = WB
Cơ năng được bảo toàn
A
B
C
D
Viết công thức liên hệ giữa:
- Biến thiên động năng và công của trọng lực
- Biến thiên thế năng và công của trọng lực
Vậy: Khi 1 vật chuyển động trong
trọng trường chỉ chịu tác dụng của
trọng lực thì cơ năng của vật tại
mọi vị trí khi chuyển động là ko đổi
W = Wt + Wđ = const
I.3. Hệ quả
B
A
C
Vị trí C như thế nào so với AB?
Viết công thức Wtc và Wđc
Vậy trong quá trình này chỉ cơ năng của
vật chỉ có thế năng, vì sao động năng mất đi?
Động năng đã chuyển hóa hết thành thế năng
→ W = Wtc
Từ đây, rút ra được kết luận gì?
Tương tự, trình bày thế năng và động năng
ở vị trí B của vật?
KL1: Tại vị trí thế năng cực đại
thì động năng cực tiểu
Tại B:


_ Động năng tăng (cực đại) và thế năng giảm
(cực tiểu)
→ Thế năng đã chuyển hóa hết thành động
năng
Từ đây, rút ra kết luận gì?
Vì W = const nên:
_ Khi động năng tăng thì thế năng phải giảm
và ngược lại
_ Khi động năng tăng đến cực đại thì thế
năng phải giảm đến cực tiểu (và ngược lại)
để cơ năng của vật ko đổi
II. W chịu tác dụng lực đàn hồi
Cơ năng của vật phụ thuộc vào
những yếu tố nào?
Động năng và thế năng đàn hồi
Wđ = mv2
Wtđh = ½ k(∆l)2
Khi 1 vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn
hồi gây bởi sự biến dạng của 1 lò xo:
W = Wt + Wđ
= ½mv2 + ½ k(∆l)2
Tại A thế năng đàn hồi và động năng của
vật như thế nào?
∆ l =max → WtA =max
VA =0 → WđA =0
Từ A → O (vật bắt đầu tăng v) thế năng
đàn hồi và động năng của vật ra sao?
∆l giảm → Wt giảm
VOA tăng→ Wđ tăng
Tại O thế năng đàn hồi và động năng
của vật như thế nào?
∆l =0→ Wt =0
VO max→ Wđ max
Từ O → B (vật bắt đầu giảm v để trở về
trạng thái cân bằng) thế năng
đàn hồi và động năng của vật ra sao?
∆l tăng→ Wt tăng
VOB giảm→ Wđ giảm
Vậy, có nhận xét gì về Wtđh & Wđ của vật?
Có sự biến đổi qua lại giữa Wtđh và Wđ
Wtđh tăng thì Wđ giảm, và ngược lại
Vậy, rút ra KL gì về Wtđh và Wđ (khi vật chỉ
chịu tác dụng của lực đàn hồi gây
bởi sự biến dạng của 1 lò xo đàn hồi)?
W = Wtđh + Wđ = const
Chú ý: (C2/sgk)
h
A
B
vA = 0 m/s
h = 5 m
vB = 6 m/s
g = 10 m/s2
WA = ? J
WB = ? J
Chọn gốc thế năng tại mặt đất
WA = ½ mv2 + mgz
= ½ .m.02 + m.10.5
= 50m
WB = ½ mv2 + mgz
= ½ m.62 + m.10.0
= 18m
→ WA ≠ WB → W ko bảo toàn. Vì sao?
Cơ năng của vật không bảo toàn
(giảm đi) vì trong quá trình chuyển
động vật chịu thêm tác dụng
của lực ma sát
A
B
Củng cố bài học
Lưu ý: cần ghi ad đl bảo toàn cơ năng và chọn gốc thế năng
Chọn mặt đất là gốc tọa độ
ADĐL bảo toàn cơ năng:
WC = WA
→ WC = ½ mv2 + mgz
= ½ .5.02 + 5.10.10
= 500 (J)
C
A
B
10m
6m
3. ADĐL bảo toàn cơ năng:
WA = WD
→ WA = WđD + WtD
= 2WtD
= 2mgzD
→ zD = WA / 2mg
= 500 / 2.5.10
= 5 (m)




Bài học đến đây là
kết thúc!