Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 46: Cơ năng

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 46: Cơ năng

1. Kiểm tra bài cũ 1. Động năng của một vật là gì ? Công thức tính ? - Là dạng năng lượng mà vật có được do nó đang chuyển động 1 - Công thức tính: W = mv2 đ 2 2. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng ? A = Wđ – Wđ0 3. Thế năng trọng trường của một vật là gì ? Công thưc tính ? - Là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vị trí của vật trong trọng trường. - Công thức tính: Wt = mgz 4. Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực ? A = Wt1 – Wt2 Một vật có thể có nhiều dạng năng lượng. Động năng và thế năng là một dạng năng lượng của vật và gọi chung là cơ năng
2. Tiết 46: CƠ NĂNG I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường(cơ năng trọng trường) II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi(cơ năng đàn hồi)
3. Tiết 46: CƠ NĂNG I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường(cơ năng trọng trường) 1.: Định nghĩa:là tổng động năng và thế năng trọng trường của vật tại một vị trí bất kì trên quỹ đạo, W 1 W =W +W W = mv2 + mgz đ t 2 2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường - Hãy tìm mối liên hệ giữa công của trọng M m lực và độ biến thiên động năng khi vật đi từ M -> N g - Hãy tìm mối liên hệ giữa công của trọng lực và hiệu thế năng khi N vật đi từ M -> N
4. Tiết 46: CƠ NĂNG Định luật bảo toàn cơ năng trọng trường: 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 1 W = W +W = const mv2 + mgz = const đ t 2 Một vật có khối lượng 5kg được thả rơi tự do từ độ cao h = 10m so với mặt đất, bỏ qua mọi lực cản và ma sát. Lấy g = 10m/s2. Mốc thế năng tại mặt đất. a. Cơ năng tại vị trí thả. W = Wđ + Wt = 0 + mgh = 5.10.10 = 500J b. Cơ năng tại vị trí cách mặt đất 6m. W = Wđ + Wt = const = 500J c. Cơ năng tại mặt đất. W = Wđ + Wt = const = 500J
5. Tiết 46: CƠ NĂNG 3. Hệ quả: khi vật chuyển động trong trọng trường thì - 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 và ngược lại.
6. Tiết 46: CƠ NĂNG II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi(cơ năng đàn hồi) 1.: Định nghĩa:là tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật tại một vị trí bất kì trên quỹ đạo, W 1 1 W =W +W W = mv2 + k( l) 2 đ t 2 2 2. Định luật:khi vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực đàn hồi thì cơ năng của vật không đổi 3. Chú ý quan trọng: - Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi (lực thế) - Khi cơ năng không bảo toàn, độ biến thiên cơ năng bằng công của lực cản.
7. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn W = W +W = const đ t W 1 = W2 = Wn
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 . 1 A. 5 J W = mv2 + mgz 2 B. 4J 1 C. 8J = .0,5.22 + 0,5.10.0,8 D. 1J 2 = 5J
9. Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc A cao h = 5m, biết giữa vật và mặt phẳng nghiêng có ma sát, khi xuống tời chân dốc B vận tốc vật là vB = 6m/s. Biết g =10m/s2 .Chọn gốc thế năng tại B Cơ năng của vật có bảo toàn không ? Giải thích A - Cơ năng tại A WA = 50m(J) h - Cơ năng tại B: B WB = 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
10. ĐỘ BIẾN THIÊN CƠ NĂNG Khi có thêm tác dụng của lực cản, lực ma sát, cơ năng của một vật không được bảo toàn. Độ biến thiên cơ năng bằng công của lực cản hoặc lực ma sát AFms= W2 – W1
11. 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. Hãy chọn đáp A án đúng cho các câu hỏi dưới đây. Câu1: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là: A. 200J B. 300J C. 500J D. 200J B h - Chọn gốc thế năng tại mặt đất - Gọi điểm B 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 B và A W(B) = W(A)= mgh=5.10.10 = 500(J)
12. 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. Hãy chọn đáp A án đúng cho các câu hỏi dưới đây. h Câu 2: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là: A. 10m/s B. 10 2 m/s C. 10 5 m/s D. 20m/s C - Gọi điểm C là điểm vật chạm mặt đất. - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí C và A: W(C) = W(A) 1 mv 2 = mgh 2 C → v= 2gh = 2.10.10 = 10 2( m / s ) C
13. 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. Hãy chọn đáp A án đúng cho các câu hỏi dưới đây. h D hD Câu 3: Khi vật ở độ cao nào thì động năng bằng thế năng: A. 5m B. 7,5m C. 2,5m D. 4m - Gọi điểm D là điểm mà tại đó động năng bằng thế năng. - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí D và A: W(D) = W(A) ↔ Wt(D) + Wđ(D)= W(A) h ↔ 2 Wt(D)= W(A) ↔ 2mgh = mgh →h = = 5 (m) D D 2
14. 1. Cơ năng: W = Wđ + Wt + Vật chuyển động trong trọng trường: W = W + W = 1 mv2 + mgz đ t 2 + Vật chịu tác dụng của lực đàn hồi: 1 2 1 2 W = Wđ + Wt = mv + k(x) 2. Sự bảo toàn cơ năng: 2 2 + 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)
15. - Ôn tập chương - Trả lời câu hỏi SGK- T177. - Làm các bài tập SGK- T177; bài tập SBT từ 4.39 -> 4.54.