Vật lý lớp 10: Lí thuyết 1 cơ năng sự bảo toàn cơ năng

Cơ năng - Vật có cơ năng khi vật có khả năng thực hiện công.. - Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng của vật: WWdWtn II.. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi: Nế

A – LÍ THUYẾT

I Cơ năng

- Vật có cơ năng khi vật có khả năng thực hiện công

- Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng của vật: WWdWtn

II Cơ năng của vật được đặt trong trọng trường

a) Cơ năng trong trọng trường:

2

1

W W W

2

d t mv mgz

b) Sự bảo toàn cơ năng

Xét vật m di chuyển từ M đến N trong trọng trường (vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực)

Công của trọng lực: AWtM WtN mgz M mgz N

Mặt khác công của trọng lực: W W 1 2 1 2

A   mv  mv

Suy ra: WtM WtN WdN WdM WtM WdM WtN WdN

→ Cơ năng tại M bằng cơ năng tại N: WM WN

→ Cơ năng được bảo toàn

III Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi:

Nếu vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi Cơ năng của vật:

d dh mv k l

Xét vật chuyển động từ vị trí có độ biến dạng   l1 l2

dh dh k l k l

BÀI GIẢNG: CƠ NĂNG – SỰ BẢO TOÀN CƠ NĂNG CHUYÊN ĐỀ: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

MÔN: VẬT LÍ LỚP 10

CÔ GIÁO: NGUYỄN THỊ LOAN – GV TUYENSINH247.COM

Mặt khác công của lực đàn hồi: 2 2

d d

A   mv  mv

Suy ra: Wdh1Wdh2Wd2Wd1Wdh1Wd1Wdh2Wd2W1W2

→ Cơ năng được bảo toàn

Chú ý:

+ Nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, lực đàn hồi thì cơ năng của vật sẽ được bảo toàn

+ Nếu có lực ma sát, lực cản, lực kéo, … thì cơ năng không được bảo toàn

B – BÀI TẬP

Bài 1: Một vận động viên nặng 650N thả mình rơi tự do từ cầu nhảy ở độ cao 10m xuống nước Lấy g = 10m/s2, vận tốc của người đó ở độ cao 5m so với mặt nước và khi chạm nước là:

A 10m/s; 14,14m/s B 5m/s; 10m/s

Hướng dẫn giải:

Khối lượng của vận động viên: 650 65

10

P

g

Chọn mốc thế năng tại mặt nước

+ Tại vị trí có độ cao 10m so với mặt nước (z1 = 10m):

W Wd Wt  0 mg z 650.106500J

+ Tại vị trí có độ cao 5m so với mặt nước (z2 = 5m):

 

W W W 65 650.5 32,5 3250

Vì cơ năng được bảo toàn nên:

2

W W 650032,5.v 3250v 10m s/

+ Tại vị trí mặt nước (z3 = 0):

 

W W W 0 65 32,5

Vì cơ năng được bảo toàn nên:

2

W W 32, 5.v 6500v 10 214,14m s/

Chọn A

Bài 2: Một vật có khối lượng 200g được thả rơi tự do từ vị trí có thế năng bằng 40J, bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10m/s2 Tính độ cao và vận tốc của vật khi:

a) Động năng bằng thế năng

b) Động năng bằng 3 lần thế năng

Hướng dẫn giải:

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Tại vị trí thả vật:

40 40

0, 2.10

mg

a) Tại vị trí động năng bằng thế năng:

d t

t

d t

mgz







→ Độ cao của vật: 2 1

2

10

2 2 2.0, 2.10

d t

d

d t







b) Tại vị trí động năng bằng ba lần thế năng:

 

 

W 4.W 1

4

3

t

d t











4 4.0, 2.10

mg

3

W

m