Trong bài viết này upload.123doc.net sẽ chia sẻ cho các bạn định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng, công thức tính định luật bảo toàn năng lượng và một số bài tập minh họa1. Định nghĩa[r]
Trang 1Định luật bảo toàn năng lượng Định luật bảo toàn năng lượng là một trong các định luật quan trọng trong bộ môn Vật Lý 9 Trong bài viết này upload.123doc.net sẽ chia sẻ cho các bạn định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng, công thức tính định luật bảo toàn năng lượng và một số bài tập minh họa.
1 Định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng
Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi mà nó chỉ chuyển hóa
từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác Đây được coi là định luật
cơ bản của vật lý học
Ví dụ:
Nếu thả một hòn bi từ trên cao xuống một cái chén thì năng lượng của hòn bi là thế năng hấp dẫn, rơi vào chén và chuyển động quanh thành chén là động năng, đồng thời phát ra tiếng động là âm năng Ngoài ra bi còn ma sát với thành chén tạo ra nhiệt năng, vậy ta có thể thấy từ một dạng năng lượng là thế năng đã chuyển hóa thành ba dạng năng lượng như đã nêu ở trên
2 Bảo toàn năng lượng trong dao động cơ
Năng lượng trong dao động cơ được gọi là cơ năng Cơ năng bằng tổng động năng và thế năng Trong một hệ kín cơ năng không đổi
Khái niệm động năng
Động năng của một vật là năng lượng có được từ chuyển động của vật đó Nó được định nghĩa là công cần thực hiện để gia tốc một vật với khối lượng cho trước từ trạng thái nghỉ tới vận tốc hiện thời của vật
Động năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức: Wd= 1
2 mv2
Trong đó:
Wd: động năng của vật (J)
m: khối lượng của vật (g)
v: vận tốc của vật (m/s)
Khái niệm thế năng
Thế năng là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của vật Thế năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức: Wt=mgh
Trang 2Trong đó:
Wt: Thế năng của vật (J)
m: Trọng lượng của vật (g)
h: Độ cao của vật khi rơi tự do (m)
3 Biểu thức bảo toàn cơ năng
W=Wd1+Wt1=Wd2+Wt1= 12 mv12 + mgh1+ 12 mv22 + mgh2
Trong đó:
Wd1: Động năng của vật ở vị trí có vận tốc v1
Wd2: Động năng của vật ở vị trí có vận tốc v2
Wt1: Thế năng của vật ở độ cao h1
Wt2: Thế năng của vật ở độ cao h2
Dựa vào biểu thức trên ta có thể thấy rằng:
Một vật khi rơi tự do, tại thời điểm thế năng cực đại thì động năng bằng 0 Động năng cực đại thì thế năng bằng 0 Động năng tăng thì thế năng giảm Động năng giảm thì thế năng tăng, nhưng tổng động năng và thế năng là một đại lượng không đổi
4 Các công thức liên quan định luật bảo toàn năng lượng
Công
A=F.s.cosα
(Chỉ áp dụng cho trường hợp lực không thay đổi và quỹ đạo thẳng)
Công suất trung bình:
P= A
t
Công suất tức thời:
Động năng:
Wd= 12 mv2
Trang 3Liên hệ giữa động năng và công:
ΔWd=Wd2–Wd1=Ap
(Công của ngoại lực F)
Thế năng trọng trường:
Wt=mgz
Liên hệ giữa thế năng trọng trường và công:
–ΔWt=Wt1–Wt2=Ap
Công của trọng lực(rơi):
Ap=mgh
(Khi vật đi lên thì thêm dấu “-“)
Thế năng đàn hồi:
Wt= 1
2 kx2
Liên hệ giữa thế năng đàn hồi và công:
–ΔWt=Wt1–Wt2=AFdh
Cơ năng:
W=Wt+Wd
Định luật bảo toàn cơ năng:
Wd1+Wt1=Wt2+Wd2
(Cơ năng chỉ bảo toàn khi không có ngoại lực khống chế)
Độ cao động năng bằng n lần thế năng:
h= ho
n+1
(Nếu thế năng bằng m lần động năng thì thay n=1/m , chỉ áp dụng khi làm bài trắc nghiệm hoặc kiểm tra kết quả)
Hiệu suất:
H= Aci
Atp
Aci: Công có ích
Trang 4Atp: Công toàn phần
Bài tập minh họa định luật bảo toàn năng lượng
Một vật có m = 10g, rơi tự do tại độ cao 5m, vận tốc rơi 13km/h Tìm cơ năng biết g= 9.8m/s2
Lời giải:
Áp dụng công thức
W=Wd+Wt= 1
2 mv2+mgh=554,8J Mời các bạn tham khảo thêm: