Bài 60. Định luật bảo toàn năng lượng

Đặt vấn đề
Trong chương trước chúng ta đã biết rằng tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn. Đối với hệ kín một đại lượng vật lý nữa được bảo toàn đó là năng lượng. Năng lượng, đây là một khái niệm khá trừu tượng và khoa học đã phải mất mấy thế kỷ các nhà khoa học mới xác lập được định luật bảo toàn năng lượng. Cho nên khi nghiên cứu định luật này chúng ta phải đi qua nhiều bước và bước dầu tiên là nghiên cứu khái niệm công cơ học:
Chương IX: Định luật bảo toàn năng lượng
Tiết 42 : Công. Công suất
1. Công cơ học
a. Định nghĩa
Câu hỏi: ở PTCS các em đã biết đến khái niệm công, vậy em nào cho cô biết biểu thức xác định công?
Trả lời: A = F.s (F ? hướng s)
Câu hỏi : Vậy nếu F không trùng hướng với s thì A=?
Câu hỏi: Lực F ở đây có mấy tác dụng?
Trả lời: Có hai tác dụng theo phương thẳng đứng và theo phương ngang.

* Định nghĩa: Công của lực F trên đoạn đường s là đại lượng A đo bằng tích số : A= F.s.cos?
Câu hỏi : Theo phương F lực F1 ,F2 thực hiện công A như thế nào?
* Nhận xét : chỉ có thành phần lực trùng với phương dịch chuyển của vật thì vật thực hiện công
* Tính chất của công
- Công là đại lượng vô hướng
Nhìn vào biểu thức ta thấy F là không đổi, s>0 vậy A chỉ còn phụ thuộc vào cos?
Câu hỏi: Vậy gía trị của công A thay đổi như thế nào?
- Công A > 0 khi cos? > 0?00??<900
A < 0 khi cos? < 0?900 A = 0 khi cos? = 0 ?? = 900
Câu hỏi : Vậy trong hình trên vật M chịu tác dụng của lực nào ngoài lực F và lực nào sinh công âm, dương?
Ta xét ví dụ:
Một đoàn tàu đang chuyển động với vận tốc là v trên đó có một người vác một bao gạo rất nặng đứng yên trên tàu. Hỏi người này có thực hiện công?
Trả lời có thể có hoặc không
Như vậy muốn xem nó có thực hiên công hay không ta phải gắn nó với hệ quy chiếu. ở đây ta gắn với tàu và với đất thì công A?
Trả lời:
Đối với tàu thì người không thực hiện công
Đối với đất thì người thực hiện công
Câu hỏi: Giá trị công A phụ thuộc vào yếu tố nào nữa?
- Phụ thuộc vào hệ quy chiếu
Câu hỏi: Từ biểu thức xác định công, công A có đơn vị như thế nào?
Bội của J là KiloJun (KJ): 1KJ= 1000J
b. Đơn vị của công
Đơn vị : Jun : 1Jun = 1N.1m
Ví dụ1 : Một người thợ dùng 200N để kéo một thùng vữa lên 5m thực hiện công A = 1000J trong thời gian t1=10s, một động cơ cũng dùng 200N kéo thùng vữa lên 5m thì thực hiện công A=1000 J trong thời gian 50s.
Câu hỏi: So sánh thực hiện công giữa người và động cơ?
Trả lời: So sánh thời gian thực hiện công đó?
Ví dụ 2: Động cơ 1: dùng một lực 200N thực hiện công A1=1000J trong thời gian t1=10s. Động cơ 2: dùng một lực 200N thực hiện công A2=1500J trong thời gian t2=30s.
Câu hỏi: Khả năng thực hiện công ở động cơ nào lớn hơn? So sánh như thế nào?
Trả lời: Tính công thực hiện trong một đơn vị thời gian:
2. Công suất
a. Định nghĩa công suất
* Định nghĩa: Công suất N là đại lượngđo bằng thương số giữa công A và thời gia t dùng để thực hiện công ấy
Câu hỏi: Từ biểu thức hãy cho biết ý nghĩa của côgn suất?
* ý nghĩa: Đặc trưng cho khả năng thựchiện công của các động cơ máy móc
b. Đơn vị của công suất :
- Đơn vị Oát (W) : 1W = 1J/1s
c. Chú ý :
- Đơn vị ngoài hệ SI : mã lực (HP)
1HP = 736W
Câu hỏi: KWh có phải là đơnvị của công suất không?
- Đơn vị của điện năng là KWh
1KWh = 1000W X 3600s = 3600000 J
- Hộp số :
Câu hỏi : Nếu ?t nhỏ thì quãng đường đi được là ?s nhỏ thì N =?
Mỗi động cơ có một công suất N nhất định do đó muốn F tăng thì v phải giảm. Người ta ứng dụng tính chất này làm hộp số cho các động cơ xe máy, ôtô...
Củng cố
1. Trong những trường hợp sau đậy khái niệm công nào đúng với ý nghĩa trong vật lý?
a. Khi ôtô đang chạy động cơ sinh công
b. Ngày công của một lái xe là 50.000 đồng
c. Có công mài sắt có ngày lên kim
d. Công thành danh thoại
2. Có trường hợp nào mà lực tác dụng lên vật không sinh công, mặc dù vật ấy vẫn di chuyển không? Nếu có hãy cho 1 ví dụ?
3. Nếu một vật đang lên dốc công suất của động cơ không đổi thì vận tốc của ôtô giảm đi, tại sao?
Đáp án
1. b,d
2. Có : nếu lực vông góc với phương dịch chuyển thì A = 0
3. Vận tốc giảm để lực kéo tăng
* Về nhà làm các bài tập : 4,5,6 trang141 SGK