BÀI 17. ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
1. Mối liên hệ giữa động năng và công
Trả lời:
*Thảo luận 1:
Những vật trong hình đều đang chuyển động nên chúng có năng lượng chuyển động. Năng lượng này phụ thuộc vào yếu tố vận tốc và khối lượng của vật.
- Khi một vật chịu lực tác dụng thì vật sẽ dịch chuyển với vận tốc tăng lên hoặc giảm xuống tùy theo hướng của vectơ lực và vectơ độ dịch chuyển.
- Đưa ra công thức 17.1:
thì vật sẽ dịch chuyển với vận tốc như thế nào?
- GV đưa ra công thức 17.1 và cho HS ghi chép vào vở.
- GV yêu cầu HS trả lời câu Thảo luận 2: Dựa vào phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều, rút ra biểu thức (17.1)
GV gợi ý: HS cần dựa vào:
+ Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều.
+ Phương trình định luật 2 Newton
+ Biểu thức tính công của lực thực hiện trên quãng đường .
- GV đưa ra nhận xét dựa vào biều thức 17.1:
Như vậy sau khi lực tác dụng vào vật thực hiện một công thì vật chuyển từ trạng thái đứng yên sang chuyển động. Nghĩa là tác nhân sinh ra lực đã chuyển một phần năng lượng vào vật và làm cho vật tăng năng lượng. Phần năng lượng thêm vào này ta gọi là động năng.
Xét một vật bắt đầu chuyển động với gia tốc a⃗, dưới tác dụng của một lực
⃗F=m .⃗a không đổi, vật dịch chuyển cùng hướng với vectơ lực. Sau một khoảng thời gian, tốc độ của vật là v.
Công của lực thực hiện trên quãng đường này là:
A= F.d= F.s= 12m. v2 (17.1)
*Thảo luận 2:
- Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều: v2−v02=2.a.d. Khi vật đang ở trạng thái đứng yên thì
v0=0=¿ phương trình sẽ là:
v2=2.a.d => d=2.v2a (1)
- Phương trình định luật 2 Newton:
F=m.a. (2)
- Biểu thức tính công của lực thực hiện trên quãng đường này là : A=F.d (3)
Thay (1) và (2) vào (3) ta có:
A= m.a. 2.v2a = m. v22= 12m. v2 (dpcm)
Câu hỏi đặt ra: Vậy, em hãy cho biết động năng là gì và công thức xác định và đơn vị của nó?
- GV cho HS ghi chép công thức 17.2. Sau đó, giảng giải, dẫn dắt HS tìm hiểu phần mở rộng liên quan đến định lí động năng.
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS chú ý nghe giảng, lắng nghe câu hỏi và suy nghĩ để tìm ra câu trả lời.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời 1 bạn HS trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi.
- HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện - GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS.
- GV đưa ra kết luận về mối liên hệ giữa động năng và công rồi chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu đặc điểm của động năng.
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
Trả lời:
Động năng của một vật là năng lượng vật có được do chuyển động, có giá trị được tính theo công thức:
Wđ=¿ 1
2m. v2 (17.2)
Trong đó: m là khối lượng của vật, v là tốc độ của vật tại thời điểm khảo sát.
Động năng có đơn vị là : Jun (J)
*Mở rộng:
Nãy giờ là ta đang xét trường hợp vật bắt đầu chuyển động từ trạng thái đứng yên. Trong trường hợp vật đang chuyển động với tốc độ ban đầu v0, dưới tác dụng của lực ⃗F=m .⃗a, sau một khoảng thời gian, vật sẽ có vận tốc v. Khi đó:
Wđ−Wđ0=1
2m. v2−1
2m.v02=A.
=> Rút ra định lí động năng:
Độ biến thiên động năng của một vật trong khoảng thời gian ∆ t bằng công của lực tác dụng lên vật trong
- GV đặt câu hỏi: Dựa vào biểu thức 17.2, em hãy cho biết:
+ Động năng của vật phụ thuộc vào yếu tố nào?
+ Động năng có phải là đại lượng vô hướng và giá trị của biểu thức tính động năng có bao giờ âm không?
- GV yêu cầu HS trả lời câu Thảo luận 3: Em đang ngồi yên trên chiếc xe buýt chuyển động thẳng đều với tốc độ 50 km/h. Xác định động năng của em trong trường hợp:
a, Chọn hệ quy chiếu gần với xe buýt
b, Chọn hệ quy chiếu gắn với hàng cây bên đường Sau đó cho HS rút ra động năng có giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - Gv mời 1 bạn HS trả lời cho mỗi câu hỏi.
- Những HS khác lắng nghe , nhận xét và góp ý.
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện - GV đánh giá, nhận xét.
=> GV đưa ra đặc điểm của động năng và cho HS ghi vào vở, rồi chuyển sang nội dung mới.
khoảng thời gian đó.