Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 27: Cơ năng

CƠ NĂNG 
( Vật lý 10 cơ bản ) 
CƠ NĂNG 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
 Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật trong trọng trường ( gọi tắt là cơ năng của vật ) 
Kí hiệu : 
W = W d + W t 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
Vật có khối lượng m chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N. 
z 1 
z 
z 2 
o 
h 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
Công của trọng lực được xác định bởi hiệu thế năng tại M và tại N: 
A MN = W t (M ) – W t (N ) (1) 
Công của trọng lực được xác định bởi độ biến thiên động năng : 
A MN = W d (N ) – W d (M ) (2) 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Từ (1) và (2) ta có : 
A MN = W t (M ) – W t (N ) = W d (N ) – W t (M ) 
 W d (M ) + W t (M ) = W d (N ) + W t (N ) 
W(N) = W(M) 
Phát biểu : 
“ 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 ” 
W = W d + W t = hs 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Ví dụ : 
 Một vật có khối lượng 0,5kg rơi tự do tù độ cao 60m. ( lấy g = 10m\s). Tính động năng và thế năng của vật ở các độ cao 60m, 50m, 20m So sánh tổng động năng và thế năng của vật ở các độ cao đó . 
Tại độ cao z 0 = 60m 
Thế năng của vật : 
Wt = mgz 0 = 0,5*10*60 = 300J 
Giải : 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Tại độ cao z 1 = 50m. 
Thế năng của vật : 
W t = mgz 1 = 0,5*10*50 = 250J 
W d = 0 
Động năng của vật : 
Động năng của vật : 
Tổng động năng và thế năng của vật tại h 0 là : 
W = W d +W t = 300J 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Thế năng của vật : 
W t = mgz 2 = 0,5*10*20 = 100J 
W d = mv 2 = m2gs = 0,5*2*10* 10 = 50J 
Tại độ cao z 2 = 20m. 
Tổng động năng và thế năng của vật tại vị trí h 1 là : 
W = W d +W t = 50 + 250 = 300J 
Tổng động năng và thế năng của vật tại vị trí h 1 là : 
W = W d +W t = 100 +200 =300J 
Động năng của vật : 
W d = mv 2 = m2gs 
 = 0,5*2*10*40 = 200J 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường : 
- Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại 
- Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại . 
3. Hệ quả : 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Tương tự ta cũng chứng minh rằng : 
Khi một vật chịu sự tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của lò xo thì trong quá trình chuyển động của vật , cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn . 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
Dao động của con lắc lò xo 
CƠ NĂNG 
Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc cao z = 5m khi trượt xuống tới chân dốc B vận tốc của vật là v = 6m/s. Cơ năng của vật có bảo toàn không ? Lấy g = 10m/s 2 . 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
Ở độ cao z thế năng của vật đạt giá trị cực đại bằng cơ năng của vật : 
W tm = W = mgz = m10.5 = 50m J 
Tại B động năng của vật đạt giá trị cực đại bằng cơ năng của vật : 
W dm = W = mgz = m6 2 = 18m J 
Giải : 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Chú ý 
CƠ NĂNG 
I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường . 
1. Định nghĩa : 
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường : 
Nguyên nhân là do một phần cơ năng của vật đã chuyển thanh công của lực masat . 
3. Hệ quả : 
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi . 
Từ (1) và (2) ta thay cơ năng của vật tai A và tại B không bằng nhau . 
Chú ý: 
Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiêm đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi , ngoài ra nếu vật chịu thêm tác dụng của lực cản , lực masat  thì cơ năng của vật sẽ biến đổi . 
Chú ý 
Công của lực cản , lực masat  đó bằng độ biến thiên cơ năng .