Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 27: Cơ năng (Bản chuẩn kiến thức)

KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 2 : Viết công thức thể hiện mối liên hệ giữa công của lực tác dụng với độ biến thiên động năng và công của trọng lực với độ giảm thế năng? 
hay 
Câu 1 :Phát biểu và viết biểu thức tính động năng, thế năng của một vật có khối lượng m ? 
W đ = ½ mv 2 
 W t = mgz 
Khi một vật vừa có năng lượng tồn tại ở cả hai dạng động năng và thế năng, thì được gọi là gì? Và nó có tính chất gì đặc biệt? 
CƠ NĂNG CỦA MỘT VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG : 
 1. Định nghĩa : 
 Đơn vị: Jun ( J ). 
 Cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật . 
Bài 27 : CƠ NĂNG 
W = W đ + W t 
Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường 
CƠ NĂNG CỦA MỘT VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG: 	 
Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường có tính chất gì đặc biệt? 
 Từ (1) và (2) ta có: 
 W đC - W đB = W tB - W tC 
 W đC +W tC = W đB + W tB 
 W C = W B 
B ( v B , z B ) 
 C ( v C , z C ) 
O (GTN) 
A ( z A ) 
W C , W B , là cơ năng của vật tại C, B 
Ta có : 
 W C = W đC + W tC . 
 W B = W đB + W tB . 
A BC công của trọng lực thực hiện trong quá trình vật rơi từ B đến C. 
 A BC = W đC - W đB (1). 
 A BC = W tB -W tC (2). 
Hãy viết công thức tính cơ năng của vật tại B , C? 
Hãy quan sát ví dụ sau 
Bỏ qua lực cản 
Hãy tính công của trọng lực thực hiện trong quá trình vật rơi từ B đến C ? 
 Và suy ra W B = W C 
Một cách tương tự hãy chứng minh W C = W D 
 D ( v D , z D ) 
* Biểu thức : 
 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 . 
CƠ NĂNG CỦA MỘT VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG: 	 
 2. Định luật bảo toàn cơ năng : 
Hãy mô tả sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng ? 
A (z A ) 
B (z B , v B ) 
C (z C , v C ) 
O (GTN) 
Tại vị trí nào thế năng cực đại?Vị trí nào động năng cực đại? 
 * Khi W đ giảm thì W t tăng, và ngược lại. 
* Tại những vị trí mà W đ cực đại thì W t tại đó cực tiểu, và ngược lại. 
3. Hệ quả : 
CƠ NĂNG CỦA MỘT VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG: 	 
 1. Định nghĩa : 
2. Định luật bảo toàn cơ năng 
 Khi xe đạp xuống dốc, mặc dù ta không đạp nữa mà xe vẫn chạy rất nhanh, hãy giải thích về mặt năng lượng? 
CÂU HỎI VẬN DỤNG 
BTVN: 
 Tại sao nước chỉ chảy từ nơi cao 
 về nơi thấp? 
II. CƠ NĂNG CỦA VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI 
 Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây ra bởi sự biến dạng của lò xo thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng của vật là đại lượng bảo toàn. 	 
Ma sát không đáng kể 
Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc A cao h=5m khi xuống tời chân dốc B vận tốc vật là v B =6m/s. 
Cơ năng của vật có bảo toàn không? Giải thích 
h 
A 
 B 
Chọn gốc thế năng tại B 
Cơ năng tại A 
W A = W t max = mgz = mgh =5.9.8.m 
= 49m J 
Cơ năng tại B: 
W B = W đ max = ½ mv 2 = ½ m.6 2 = 18m J 
Vậy W A = W B 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: A Fms = W B – W A = 18m – 49 m = -31m 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. 
A Fc = W 2 – W 1 
TÓM TẮT NỘI DUNG 
- Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng 
W = W đ + W t 
- 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 không có lực cản (hay ma sát không đáng kể), thì cơ năng được bảo toàn. 
- 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. 
= const 
= const 
A Fc = W 2 – W 1 
BTVN: 
 Học bài và làm bài tập 1,2,.8 sgk/ 144, 145 
 Ôn lại kiến thức chương IV.