Bài 27. Cơ năng

Cơng thức thế năng trọng trường Wt = mgz Kiểm Tra Bài Cũ Cơng thức thế năng đàn hời:Wđh = ½ K∆l 2 J Cơng thức động năng: Wđ = ½ mv2 TRẢ LỜI... Trong quá trình chuyển động của một vật

TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN HUYÊN

Viết cơng thức của động năng? thế năng trọng

trường? thế năng đàn hời?Chỉ rõ từng đại

lượng trong cơng thức?

Cơng thức thế năng trọng trường Wt = mgz

Kiểm Tra Bài

Cũ

Cơng thức thế năng đàn hời:Wđh = ½ K(∆l) 2 (J)

Cơng thức động năng: Wđ = ½ mv2

TRẢ LỜI

Trong quá trình chuyển động của một vật chịu tác dụng của trọng lực hay lực đàn hồi, động năng

và thế năng của vật biến đổi như thế nào?

X

Y

M

v

r

g r

0

v uu r

g r

O

p

u r

x

vr

g r

m

I CƠ NĂNG

I HAI LOẠI CƠ NĂNG

1.Cơ năng của vật chuyển

động trong trọng trường

A

B

-z 1

-z 2

C D

-Z

WB=Wđ = ½ mv2

W C =Wđ+ Wt =½ mv C 2 +mgz 1

W A =Wt = mgz

W D =Wđ +Wt=½ mv D 2 +mgz 2

a Định nghĩa

Cơ năng của vật chuyển động dưới tác

dụng của trọng lưc bằng tổng động năng

và thế năng trọng trường của vật

b Biểu thức

W=Wđ +W thd =½ mv 2 +mgz

2.Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi

VTCB

VTCB

∆l

∆l VTCB

a Định nghĩa

Cơ năng của vật chuyển động dưới tác

dụng của lưc đàn hồi bằng tổng động năng

và thế năng đàn hồi của vật

b Biểu thức

W=Wđ +W tđh =½ mv 2 + ½ K(∆l) 2

W B =W tđh =½ K(∆l) 2

W o =W đ =½ mv 2

3 Định luật bảo toàn cơ năng

Trong hệ kín không có lực ma sát thì có sự biến đổi qua lại giữa

động năng và thế năng, nhưng tổng của chúng tức là cơ năng

được bảo toàn

b.Điều kiện áp dụng: Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng cho

hệ kín và không có ma sát

a.Nội dung định luật

c.Biểu thức định luật

Biểu thức tổng quát: W 1 =W 2 =… = W n

Biểu thức tường minh: W đ1 +W t1 =W đ2 +W t2 =… =W đn +W tn

W = Wđ + Wt = const (hằng số)

4 Hệ quả: Nhận xét về sự biến đổi của động

năng và thế năng khi vật chuyển động trong trường lực thế

- Khi Wđ tăng thì Wt giảm và ngược lại

- Động năng Wđ và thế năng Wt biến đổi qua lại lẫn nhau

- Khi (Wđ)Max thì (Wt)min và ngược lại khi (Wđ)min thì (Wt)max

W o =W đ =½ mv 2

W B =W tđh =½ K(∆l) 2

W M =W đM +W tM =½ mv M 2 + ½ K(∆l) 2

O M

A B

C

a WA = WB mà (Wđ)A = (Wđ)B = 0

=> (Wt)A = (Wt)B

<=>mgzA = mgzB => zA = zB

Do đó A đối xứng với B qua CO

Chọn mốc thế năng tại O, xét cơ năng của vật tại A và B

(C1: SGK)

b (Wđ)Max tại O (khi đó (Wt)Min ) và

(Wđ)Min (bằng 0) tại A và B (khi đó

(Wt)Max )

c Quá trình biến đổi năng lượng:

- Từ A; B về O: Wt giảm Wđ tăng: Thế năng chuyển hóa thành động năng

- Từ O đến A; B : Wđ giảm Wt tăng: Động năng chuyển hóa thành thế năng

Tóm tắt

h = 5m

vA = 0 vB

= 6m/s g =

10m/s2

C2 (SGK):

So sánh WA và WB? Giải thích?

- Chọn gốc thế năng tại B (zB = 0)

+ Cơ năng tại A: WA = mgh = 50.m

+ Cơ năng tại B: WB = mv12 B2 = 18.m

( m là khối lượng của vật)

Nhận thấy: WA > WB : Cơ năng của vật không bảo toàn

*Giải thích: Cơ năng của vật không bảo toàn (giảm đi) vì trong

quá trình chuyển động vật chịu thêm tác dụng của lực ma sát

h A

B

F ms

Q

*Chú ý quan trọng

- Nếu trong quá trình chuyển động vật chịu thêm các lực khác như: lực cản, lực ma sát…thì cơ năng của vật không bảo toàn.

- Độ biến thiên cơ năng của vật bằng tổng công của các lực không phải là lực thế

∆W = W2 – W1 = A

A : Tổng công của các lực không phải là lực thế

1 Cơ năng: W = Wđ + Wt

+ Vật chuyển động trong trọng trường:

+ Vật chịu tác dụng của lực đàn hồi:

2 Sự bảo toàn cơ năng:

+ 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)

W = Wđ + Wt = mv1 2 + mgz

2

W = Wđ + Wtđh = mv1 2 + k(∆l)2

2

1 2

Lưu ý : Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng cho trường hợp

hệ kín, không có ma sát, các lực tác dụng là lực thế

Dòng nước ở trên cao có thế năng khi chảy xuống thế năng chuyển thành động năng làm quay tua bin,tạo ra dòng điện

Bài 1 Cho1 vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng có

chiều dài l=5m, nghiêng góc 300 Xác định vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng, biết khối lượng vật m=1kg.Lấy g=10m/s2

h A

B 30 0

Chọn gốc thế năng tại B

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng

- Học bài và làm các bài tập 5;6;7;8 tr144-145 và SBT -Đọc trước bài 28: Cấu tạo chất-thuyết động học phân tử

BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT

TRÂN TRỌNG CẢM ƠN QUÍ THẦY CÔ

VÀ CÁC EM HỌC SINH

Bài tập 2: Một vật có khối lượng 5kg được thả rơi tự do từ độ cao h=10m (so với mặt đất) Lấy g = 10m/s2.

a: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là:

b: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là:

c: Khi vật ở độ cao nào thì động năng bằng thế năng

Bài 1 Cho1 vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng có

chiều dài l=5m, nghiêng góc 300 Xác định vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng, biết khối lượng vật m=1kg.Lấy g=10m/s2