THẾ NĂNG. THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNGI. Mục tiêu:1. Về kiến thức:Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều.Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn). Định nghĩa được khái niệm mốc thế năng. Viết được hệ thức liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực.2. Về kỹ năng:Vận dụng công thức tính thế năng hấp dẫn để giải các bài tập cơ bản trong SGK và các bài tập tương tự.II. Chuẩn bị:Giáo viên: Tìm những ví dụ thực tế về những vật có thế năng có thể sinh công.Học sinh: Ôn lại phần thế năng, trọng trường đã học ở chương trình THCS. Ôn lại công thức tính công của một lực.III. Tiến trình dạy học:1) Ổn định: Kiểm tra sĩ số2) Kiểm tra bài cũ:Câu 1: Để tăng động năng của một vật lên 2 lần thì phải:A. Tăng vận tốc lên 2 lần.B. Tăng vận tốc lên 4 lần.C. Giảm vận tốc xuống 2 lần.D. Giảm vận tốc xuống 4 lần.Câu 2: Phát biểu nào sai khi nói về động năng:A. Động năng là đại lượng vô hướng.B. Động năng là đại lượng luôn dương.C. Động năng có đơn vị là Jun.D. Động năng của một vật luôn thay đổi.Câu 3: Một viên đạn có khối lượng 10g bay ngang với vân tốc 300ms xuyên qua tấm gỗ dày 5cm. Sau khi xuyên qua gỗ đạn có vận tốc 100ms. Lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên đạn là:A. 6000N.B. 8000N.C. 7000N.D. 5000N.
Trang 1Họ và tên: Huỳnh Đình Sĩ
Lớp: Sư phạm Vật Lý K35
GV hướng dẫn: Nguyễn Ngọc Minh
GIÁO ÁN GIẢNG DẠY
THẾ NĂNG THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG
I Mục tiêu:
1 Về kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) Định nghĩa được khái niệm mốc thế năng Viết được hệ thức liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực
2 Về kỹ năng:
- Vận dụng công thức tính thế năng hấp dẫn để giải các bài tập cơ bản trong SGK và các bài tập tương tự
II Chuẩn bị:
Giáo viên: Tìm những ví dụ thực tế về những vật có thế năng có thể sinh công.
Học sinh: - Ôn lại phần thế năng, trọng trường đã học ở chương trình THCS.
- Ôn lại công thức tính công của một lực
III Tiến trình dạy học:
1) Ổn định: Kiểm tra sĩ số
2) Kiểm tra bài cũ:
Câu 1: Để tăng động năng của một vật lên 2 lần thì phải:
A Tăng vận tốc lên 2 lần B Tăng vận tốc lên 4 lần
C Giảm vận tốc xuống 2 lần D Giảm vận tốc xuống 4 lần
Câu 2: Phát biểu nào sai khi nói về động năng:
A Động năng là đại lượng vô hướng B Động năng là đại lượng luôn dương
C Động năng có đơn vị là Jun D Động năng của một vật luôn thay đổi
Câu 3: Một viên đạn có khối lượng 10g bay ngang với vân tốc 300m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5cm Sau khi xuyên qua gỗ đạn có vận tốc 100m/s Lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên đạn là:
3) Hoạt động dạy học:
Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cũ Đặt vấn đề
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Trang 2Búa máy đang ở độ cao h, cánh cung đang giương,
sào của vận động viên đang ở trạng thái uốn cong,
vận động viên đua xe đạp địa hình đang leo lên đỉnh
núi Ở những trường hợp trên thì búa máy, cánh
cung, cây sào, vận dông viên-xe đạp có mang năng
lượng không, nếu có thì nó là năng lượng gì?
- Lắng nghe và suy ngẫm
Hoạt động 2: Tìm hiểu về thế năng trọng trường (hay thế năng hấp dẫn).
-Xét vật A đang ở độ cao h so với mặt đất Vật A
chịu tác dụng của những lực nào?
- Vật A rơi xuống nhờ tác dụng của lực nào?
- Vật A rơi từ trên cao xuống thì đóng cọc ngập
vào đất, nghĩa là thực hiện công Vậy năng lượng vật
A phụ thuộc những yếu tố nào?
- Yêu cầu học sinh trả lời C1
-Mọi vật xung quanh Trái Đất đều chịu tác dụng
của lực hấp dẫn do Trái Đất gây ra Lực này gọi là
trọng lực
Trọng lực của vật: Pmg
Nếu trong khoảng không gian nào mà có g như
nhau thì trong khoảng không gian đó trọng trường là
đều
Do đó dạng năng lượng này gọi là thế năng hấp
dẫn (hay thế năng trọng trường), ký hiệu là Wt
-Xây dựng biểu thức tính thế năng trọng trường?
Gợi ý:Thế năng của vật bằng công của trọng lực
sinh ra trong quá trình vật rơi Viết biểu thức tính
công của trọng lực
Wt = mgh (J)
Giải thích các đại lượng
Lưu ý: h là độ cao của vật so với vật chọn làm
mốc để tính thế năng gọi là mốc thế năng Tuỳ theo
cách chọn mốc thế năng mà h có giá trị khác nhau
Thông thường người ta chọn mốc thế năng là mặt
đất Thế năng tại mốc sẽ bằng không
-Xét vật có khối lượng m di chuyển từ B tới C
như hình vẽ
Chia quỹ đạo BC thành những độ dời Δs vô cùng
bé, có thể coi như một đoạn thẳng Viết biểu thức tính
- Vật A chịu tác dụng của trọng lực
và lực nâng của giá đỡ
- Trọng lực
- Thảo luận trả lời: phụ thuộc độ cao h và khối lượng của nó
-Trả lời
-Tiếp thu, ghi nhớ
-Xây dựng công thức
cos
s
P
A
z
P
Trang 3công của trọng lực trên đoạn Δs.
Suy ra công của trọng lực trên toàn BC
Công của trọng lực:
A = P.z = mgz
*Nhận xét:
Công của trọng lực không phụ thuộc hình dạng
đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc các vị trí đầu
và cuối
Lực có tính chất như thế gọi là lực thế hay lực
bảo toàn
-Lắng nghe và ghi nhớ
Hoạt động 3: Liên hệ giữa độ giảm thế năng và công của trọng lực
- Yêu cầu học sinh cho biết biểu thức thế năng của
vật tại B và C
- So sánh độ giảm thế năng và công của trọng lực
Kết luận:
Công của trọng lực bằng hiệu thế năng của vật
tại vị trí đầu và vị trí cuối, tức bằng độ giảm thế
năng của vật
-Nhận xét liên hệ giữa tác dụng của trọng lực với
sự tăng (giảm) thế năng của vật ?
Độ giảm thế năng bằng công của trọng lực
Khi vật tăng thế năng trọng lực thực hiên công cản
Khi vật giảm thế năng trọng lực
A P z
A BC
) (
C
z P
z P z P
B c
BC mg z z
-C C
B B
mgz W
mgz W
P C
B
C B
C B
A mgz z
z mg
mgz mgz
W W
) (
-B
z
O
C
z
z
B z
C
s z
Trang 4thực hiên công phát động.
Khi vật thực hiên quĩ đạo khép kín thi công của trọng lực bằng không
4 Củng cố - vận dụng:
*Củng cố:
Khái niệm trọng trường, thế năng, biểu thức thế năng hấp dẫn, liên hệ giữa độ giảm thế năng bằng công của trọng lực
Giá trị của thế năng trọng trường phụ thuộc việc chọn gốc tọa độ O tại đó thế năng bằng 0, vị trí này gọi là mức không của thế năng
Thế năng của Trái Đất bằng 0 Do đó thế năng của hệ vật – Trái Đất coi như là thế năng của vật
Ngoài Trái Đất, mọi thiên thể trong vũ trụ đều tồn tại năng lượng dưới dạng thế năng
và gọi chung là thế năng hấp dẫn
*Vận dụng:
Câu 1: Khi nói về thế năng, phát biểu nào sau đây là sai?
A Công dương do trọng lực thực hiện bằng độ giảm thế năng của vật trong trọng trường
B Thế năng của một vật tại 1 vị trí trong trọng trường phụ thuộc cả vào vận tốc của nó tại vị trí đó
C Thế năng được xác định sai kém một hằng số cộng, nhưng hằng số này không làm thay đổi độ giãm thế năng khi trọng lực thực hiện công
D Thế năng của một vật trong trọng trường thực chất cũng là thế năng của hệ kín gồm vật và Trái Đất
Câu 2: Chọn câu đúng:
A Khi vật rơi tự do thì công của trọng lực bằng độ giảm động năng
B Lực ma sát là lực thế,công của nó phụ thuộc vào dạng của quỹ đạo
C Khi vận tốc của vật tăng gấp đôi thì thế năng của vật tăng gấp đôi
D Trên quỹ đạo khép kín, công của lực thế bằng không
5 Dặn dò: Học bài, làm bài tập 1, 2, 3, 4, 5 SGK trang 167, 168
Chuẩn bị phần còn lại của bài
Xem lại định luật Hooke
Công thức tính công của lực
IV Nội dung ghi bảng
Bài 35: THẾ NĂNG THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG
I Khái niệm thế năng:
Thế năng là dạng năng lượng có được do tương tác giữa các vật hay giữa các phần
Trang 5tử của vật.
II Thế năng trọng trường
1 Công của trọng lực
A = P.z = mgz
2 Thế năng trọng trường
a Định nghĩa: Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái đất và vật, phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường
b Biểu thức: Wt = mgz
Trong đó: z là độ cao vật so với mốc thế năng (thế năng tại mốc bằng 0) Thông thường chọn mốc thế năng là mặt đất
3 Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực
Độ giảm thế năng của vật giữa hai điểm bằng công của trọng lực di chuyển vật giữa hai điểm đó:
AMN = Wt(B) – Wt(C)
Hệ quả:
Khi vật giảm độ cao, thế năng giảm, trọng lực sinh công dương
Khi vật tăng độ cao, thế năng tăng, trọng lực sinh công âm