GIÁO án GIẢNG dạy bài 27 cơ NĂNG

-Viết được công thức tính cơ năng của một vật trong trọng trường và trong trường lực đàn hồi.. Khi vật chịu tác dụng của các lực thế lực đàn hồi, trọng lực,… thì vật có thế năng.. Vậy kh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG THPT HOÀNG HOA THÁM Độc lập-Tự Do-Hạnh Phúc

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY BÀI 27: CƠ NĂNG

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Vĩnh Long

Giáo sinh thực tập : Phạm Hoàng Đạo

Lớp giảng dạy : 10A2

Ngày thực hiện : 30/01/2015

I.MỤC TIÊU:

1.Kiến thức:

- Hiểu được khái niệm cơ năng.

-Viết được công thức tính cơ năng của một vật trong trọng trường và trong trường lực đàn hồi.

-Hiểu được định luật bảo toàn cơ năng của một vật.

2.Kỹ năng:

-Vận dụng được khái niệm cơ năng, định luật bảo toàn cơ năng để giải thích các hiện tượng trong cuộc sống và

giải bài tập liên quan

3 Phát triển tư duy

-Rèn luyện tư duy phê phán trong quá trình xây dựng bài học.

-Rèn luyện tư duy logic trong việc giải bài tập.

4.Thái độ, đạo đức:

- Hiểu được giá trị quan trong của vật lý trong cuộc sống ( qua nhưng ví dụ về thực tiễn như đập thủy điện, con

lắc ….).

- Kích thích tinh học học tập, yêu mến bộ môn vật lý của học sinh.

II.CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Giáo án giảng dạy

Học sinh:

-Nắm được kiến thức về động năng, thế năng ở các bài học trước

-Nắm được kiến thức về cơ năng đã học ở lớp 8

III.PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY

-Phương pháp chính: Giảng giải

-Phương pháp phụ : Đàm thoại

IV.TIẾN TRÌN DẠY VÀ HỌC

HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC

SINH

HOẠT ĐỘNG TRỢ GIÚP CỦA

GIÁO VIÊN

PHẦN CHO HỌC SINH GHI

CHÉP KIỂM TRA BÀI CŨ (3 phút)

-HS trả lời:

1.Động năng là một dạng năng

lượng của vật có được khi vật

chuyển động

-GV đặt câu hỏi:

1.Động năng là gì? Công thức xác định động năng?

2.Công thức tính thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi?

Thế năng đàn hồi:

( )2

1 2

t

W = k ∆l

ĐẶT VẤN ĐỀ (2 phút)

Như ta đã biết khi vật chuyển động thì nó mang năng lượng, được gọi là động năng Khi vật chịu tác dụng của các lực thế (lực đàn hồi, trọng lực,…) thì vật có thế năng Vậy khi vật vừa chuyển động và vừa chịu tác dụng của các lực thế (lực bảo toàn) thì dạng năng lượng mà vật có được ta gọi là gì? Đó là nội dung của bài học hôm nay

I.CƠ NĂNG CỦA VẬT ( 5 phút)

-HS lắng nghe

-HS trả lời:

+Cơ năng của vật trong trọng

trường:

2 1

2

W = mv +mgz

+Cơ năng của vật chịu tác dụng

( )2 2

W = mv + k ∆l

-GV lập luận: Khi một vật đang chuyển động và chịu tác dụng của lực thế thì năng lượng mà vật có được có cả động năng và thế năng của vật

Người ta gọi tổng động năng

và thế năng của vật là cơ năng của vật

-GV yêu cầu học sinh viết công thức tính cơ năng của vật trong trọng trường và cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi?

- GV nhận xét:

Cơ năng của vật là một đại lượng vô hướng

Cơ năng của vật có thể dương

âm hoặc bằng không

- Cơ năng của vật:

W=Wđ+Wt Đơn vị của cơ năng là Jun (J) +Cơ năng của vật trong trọng trường:

2 1 2

W = mv +mgz

+Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực

đàn hồi:

( )2 2

W = mv + k ∆l

Nhận xét:

Cơ năng của vật là một đại lượng vô hướng

Cơ năng của vật có thể dương âm hoặc bằng không

II.ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

1 VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG (15 phút)

-HS tiếp thu.

-HS trả lời:

a

P

Aur= mv − mv

b

P

Aur =mgz −mgz

c

2mv −2mv =mgz −mgz

2mv +mgz =2mv +mgz

WA=WB

-HS trả lời:

a Tại vị trí O thì (Wđ)max, vì tại đây

(Wt)min

Tại vị trí A và B thì (Wđ)min vì tại

đây (Wt)max

b Quá trình Wđ→Wt: OA và OB

c Quá trình Wt→Wđ: AO và BO

-GV nêu ra bài toán: Xét một vật có khối lượng m rơi tự do trong trọng trường lần lượt qua hai vị trí A và B tương ứng với các độ cao z1 và z2, và có vận tốc tương ứng là

1

vur

và 2

vuur

Bỏ qua lực cản không khí

GV yêu cầu học sinh làm các nhiệm vụ sau:

a Tính công của trọng lực bằng cách áp dụng định lý động năng

b Tính công của trọng lực thông qua thế năng

c Cho bằng nhau hai giá trị của công trọng lực và so sánh cơ năng tại vị tri A và B?

Từ đó GV phát biểu định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường: Khi vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng vủa vật là một đại lượng bảo toàn

2 1

2mv +mgz const= -Ta thấy cơ năng là một đại lượng bảo toàn, vậy nếu động năng của vật tăng thì thế năng của vật giảm và ngược lại

-GV đưa ra một bài toán để xét sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng:

Con lắc đơn tạo bởi một vật nặng nhỏ gắn vào đầu một sợi dây mảnh không co dãn, đầu kia của dây gắn cố định tại C Đưa vật lên vị trí A rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống đến O rồi lên B, sau đó quay lại dao động và cứ thế tiếp diễn Bỏ qua lực cản và ma sát Chọn mốc thế năng tại O

a Vị trí nào động năng cực đại?cực tiểu?

b Quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng?

c Quá trình nào thế năng chuyển hóa thành

Định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường: Khi vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng vủa vật là một đại lượng bảo toàn 2

1

2mv +mgz const=

- Nhận xét:

Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường thì:

- Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại

- Tại vị trí nào đó mà động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại

z 1

z 2

A B O

2 VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI (5 phút)

-HS tiếp thu

-HS phát biểu:

Khi một vật chuyển động chỉ chịu

tác dụng của lực đàn hồi thì cơ

năng của vật là một đại lượng bảo

toàn

- Ta xét ví dụ về con lắc lò xo

Tại vị tri lò xo biến dạng một đoạn ∆l1 thì vật

có vận tốc

1

v

ur , tại vị trí lò xo biến dạng một đoạn ∆l2 thì vật có vận tốc là

2

v

uur

Lập luận tương tự như trường hợp lên ta cũng có kết quả tương tự

( )

2mv +2k l∆ =const

- GV yêu cầu HS phát biểu định luật bảo toàn

cơ năng khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đán hồi

- GV lập luận: Cũng tương tự như trường hợp trên, thì trong quá trình chuyển động của vật thì động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại

Định luật bảo toàn cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi: Khi một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn

( )

2mv +2k l∆ =const

Nhận xét:

Trong quá trình chuyển động của vật (chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi) thì động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại

III.BIẾN THIÊN CƠ NĂNG (5 phút)

- HS tiếp thu.

- HS tiếp thu

- Ta xét một vật đang chuyển động vừa chịu tác dụng của lực thế và lực không phải lực thế (lực ma sát, lực cản, ) Thì cơ năng của vật có được bảo toàn hay không?

Xét 2 trạng thái của vật:

Trạng thái (1) vật có động năng là Wđ1 và thế năng là Wt1

Trạng thái (2) vật có động năng là Wđ2 và thế năng là Wt2

Áp dụng định lý động năng:

A12(lực thế)+A12(lực không thế)=Wđ2-Wđ1

Mà ta có A12(lực thế)=Wt1-Wt2 Vậy

A12(lực không thế)=(Wđ2+Wt2)-(Wđ1+Wt1)

A12(lực không thế)=W2-W1

Kết luận: Khi vật vừa chịu tác dụng của lực

thế và lực không thế thì cơ năng của vật không bảo toàn

Công của các lực không thế tác dụng lên vật bằng độ biến thiên cơ năng của vật

A12(lực không thế)=∆W

- Khi vật vừa chịu tác dụng của lực thế và lực không thế thì cơ năng của vật không bảo toàn

- Công của các lực không thế tác dụng lên vật bằng độ biến thiên cơ năng của vật

A12(lực không thế)=∆W

IV.BÀI TẬP VẬN DỤNG (10 phút)

- HS giải bài tập:

Câu 1:

Chọn mốc thế năng tại vị trí O

Độ cao của vật tại A là:

h=l-lcosα=l(1-cosα)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ

năng tại vị trí O và A:

2

1

(1 cos )

2mv o =mgl − α

2 (1 cos )

o

v = gl − α

Câu 1: Thả con lắc chuyển động tự do từ vị trí A, tại vị trí này dây hợp với phương thẳng đứng một góc α Biết dây treo có chiều dài l

Tìm vận tốc của con lắc ở điểm thấp nhất(điểm O), Bỏ qua sức cản không khí

- GV phân tích cho HS: Trong trường hợp này vật chịu tác dụng của trọng lực P

ur (lực ur

h

Câu 2:

m=2kg ; h=5m; vB=6m/s;

g=10m/s2 Tìm

Fms

Auuuur

? Chọn mốc thế năng tại B:

2 1

Fms N

Auuuur+Auur= mv −mgh

2

1

Fms

Auuuur = mv −mgh

2

1

.2.8 2.10.5

2

Fms

Auuuur = −



36 J

Fms

Auuuur = −

còn lực căng dây không sinh công vì T

ur

có phương vuông góc với độ dời tại mọi vị trí

Câu 2: Một vật nhỏ có khối lượng 2kg, trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc có độ cao h=5m Khi xuống tới chân B vận tốc của vật

là v=8m/s Tìm công của lực ma sát tác dụng lên vật?

Giáo viên phân tích đề: Vật sẽ chịu tác dụng của trọng lực P

ur (lực thế), và phản lực N

uur

(lực không thế),

ms

F

uuur (lực không thế) Nhưng phản lực N

uur không sinh công vì có phương vuông góc với độ dịch chuyển tại mọi điểm

Ta sử dụng mối quan hệ giữa độ biến thiên

cơ năng và công của các lực không thế để giải bài toán này

V.DẶN DÒ CÔNG VIỆC VỀ NHÀ

- Các em về học bài, làm bài tập trong tờ bài tập

- Xem trước bài 28: Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí

VI.RÚT KINH NGHIỆM

Giáo viên hướng dẫn Giáo sinh thực tập

A h

B