Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 43: Động năng

Ngày soạn :07/01 Tiết : 43 ĐỘNG NĂNG I / MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 1- Kiến thức trọng tâm : - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức của động năng (của một chất điểm hay một vật rắn chuyển động tịnh tiến). - Phát biểu và chứng minh được định lí biến thiên động năng (trong một trường hợp đơn giản). - Nêu được nhiều ví dụ về những vật có động năng sinh công. 2 -Kỹ năng : - Vận dụng được định lí biến thiên động năng để giải các bài toán tương tự như các bài toán trong SGK. 3-Tư tưởng, liên hệ thực tế, giáo dục hướng nghiệp: - Giải thích các hiện tượng có liên quan đế động năng trong thực tế, giải các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập. II / CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1- Chuẩn bị của thầy: - Tìm những ví dụ thực tế (tranh, ảnh minh họa) về những vật có động năng sinh công. 2- Chuẩn bị của trò : -Ôân lại phần động năng đã học ở chương trình THCS. - Ôn lại công thức tính công của một lực, các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều.. III.TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1-Ổn định tổ chức: 2-Kiểm tra bài cũ: (2 phút) không kiển tra. +ĐVĐ: -“Chúng ta đã nghe đến những trận lũ quét hay sóng thần có sức tàn phá rất mạnh. Dòng nước đã mang năng lượng ở dạng nào? - Muốn ta đi vào tìm hiểu bài ‘Động năng’.” Hoạt động 1 (10phút) : Ôn lại khái niệm năng lượng và tìm hiểu những đặc điểm định tính của khái niệm động năng. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản 5’ 5’ GV:+ Em hãy nêu một số ví dụ về sự tồn tại của năng lượng? GV: - Năng lượng của vật có được do chuyển động gọi là động năng. Khi một vật có động năng thì vật đó có thể tác dụng lên vật khác và lực này sinh công. GV: +Em hãy trả lời câu C2: “Chứng tỏ những vật sau đây có động năng và những vật ấy có thể sinh công như thế náo? a, Viên đạn đang bay. b, Búa đang chuyển động. c, Dòng nước lũ đang chảy mạnh.” GV: + Động năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? GV: + Vậy, biểu thức toán học nào thể hiện rõ mối quan hệ trên? HS: -Cá nhân nêu ví dụ, có thể là : - Năng lượng xăng, dầu để chạy ôtô, xe máy - Năng lượng của nước để vận hành thủy điện. - Năng lượng điện để thắp sáng.. HS: - Cá nhân tiếp thu gi nhận. HS: Các vật đều có động năng vì cùng đều đang chuyển động và có thể sinh công vì: + Viên đạn đang bay có thể xuyên vào gỗ, phạt gãy cành cây. + Búa đang chuyển động, đập vào đinh có thể đóng đinh cắm vào gỗ. + Dòng nước lũ đang chảy mạnh có thể cuốn trôi cây cối, phá hủy nhà cửa. HS: - Động năng của một vật càng lớn khi vật có khối lượng càng lớn và vận tốc càng lớn. I – KHÁI NIỆM ĐỘNG NĂNG: 1. Năng lượng: (SGK) 2. Động năng: Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động. . Hoạt động 2 (15phút) : -Thành lập công thức tính động năng. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản 5’ 5’ 5’ GV: + Em hãy giải bài toán “Xét một vật khối lượng m chịu tác dụng lực không đổi , chuyển động theo giá của lực, đi được quãng đường s và vận tốc biến thiên từ đến . Tìm công thực hiện?”. GV: Hướng dẫn học sinh áp dụng công thức tính công của một lực và các công thức về chuyển động thẳng biến đổi đều, tìm mối liên hệ giữa công sinh ra bởi lực tác dụng lên vật và khối lượng, vận tốc của vật. GV: Tương tự xét trường hợp vật chuyển động từ trạng thái nghĩ (v1 = 0) đến trạng thái có vận tốc (v2 = v). GV: Công của lực sinh ra trong quá trình thay đổi chuyển động của vật từ trạng thái nghỉ đến trạng thái có vận tốc v bằng năng lượng mà vật thu được dưới tác dụng của lực , năng lượng này gọi là động năng của vật. Kí hiệu là Wđ. GV: Em hãy viết biểu thức tính động năng? GV: -Đơn vị của động năng là đơn vị năng lượng: Jun (kí hiệu J). GV: +Em hãy trả lời câu C3: “Chứng minh rằng đơn vị jun cũng bằng  .” GV: Cũng như vận tốc, động năng có tính tương đối, nghĩa là giá trị của nó phụ thuộc vào mốc để tính vận tốc. HS: Các nhân suy nghĩ và giải: +Ta có công do lực sinh ra: A = F.s = m.a.s = m.() Vậy: HS: - Khi v1 = 0 và v2 = v Ta có: HS : Cá nhân tiếp thu ghi nhớ. HS: Từ công thức , ta thấy đơn vị của động năng bằng tích đơn vị của khối lượng và bình phương đơn vị của vận tốc nên ta có : 1J = 1 HS: Cá nhân tham khảo bảng 25.1 SGK để tìm hiểu một số ví dụ về động năng. II- CÔNG THỨC TÍNH ĐỘNG NĂNG: Ta có: (1) Khi v1 = 0 và v2 = v Thì: (2) Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng (kí hiệu Wđ) mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức: (3) - Đơn vị động năng là jun (J). Hoạt động 3 (11phút) : -Tìm hiểu định lí độ biến thiên động năng. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản 5’ 4’ 2’ GV: + Xét một vật chuyển dời thẳng theo phương của lực và thay đổi vận tốc từ v1 đến v2. Hãy so sánh công mà lực thực hiện được và độ biến thiên động năng của vật khi đó? GV: Từ kết quả vừa tìm được ta thấy “Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công” GV: Em hãy nhận xét mối liên hệ giữa tác dụng của lực (giá trị của công) và sự tăng, giảm của động năng của vật? GV: Ví dụ về ứng dụng định lí biến thiên động năng. Một ví dụ phổ biến là khi ta phanh xe đang chạy, độ giảm động năng bằng công của lực ma sát (là lực hãm xe). HS: Suy nghĩ và giải: - Độ biến thiên động năng của vật: Vậy: HS: Tiếp thu ghi nhớ. HS: Nhận xét: + Khi lực tác dụng lên vật sinh công A > 0 thì động năng của vật tăng. + Khi lực tác dụng lên vật sinh công A < 0 thì động năng của vật giảm. III- CÔNG CỦA LỰC TÁC DỤNG VÀ ĐỘ BIẾN THIÊN ĐỘNG NĂNG: 1.Định lí: Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công. 2.Hệ quả: +Nếu A > 0 thì động năng của vật tăng. +Nếu A < 0 thì động năng của vật giảm. Hoạt động 4 (5phút) : -Vận dụng định lí biến thiên động năng.. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản 2’ 3’ GV: + Em hãy giải bài tập: “Một ôtô khối lượng 4 tấn đang chuyển động trên đường nằm ngang với vận tốc không đổi 54 km/h. lúc t = 0, tác dụng một lực hãm lên ôtô làm ôtô chuyển động thêm 10m thì dừng hẳn. Tính cường độ trung bình của lực hãm. Xác định khoảng thời gian từ lúc hãm đến lúc xe dừng?” GV: Hướng dẫn học sinh áp dụng công thức giải bài tập: -Lực hãm đã thực hiện công để thay đổi vận tốc của ôtô. -Có thể dùng công thức tính công đã biết để tính giá trị công của động cơ trong trường hợp này không? -Sử dụng định lí biến thiên động năng để tính công này. - Chú ý đơn vị các đại lượng. Nhận xét bài làm của học sinh. HS: Suy nghĩ và giải: -Ta có công lực hãm bằng độbiến thiên động năng: = - 45.104 J Vậy lực hãm trung bình: F = = 45.103 N. Thời gian vật chuyển động cho đến khi dừng: t = = 1,33s 4. dặn dò (2ph): -Các em về nhà học bài, làm bài tập trong SGK. - Ôân lại các kiến thức về thế năng, trọng lực (đã học ở THCS), trọng trường và biểu thức tính công của trọng lực.Hôm sau học bài mới. IV-RÚT KINH NGHIỆM, BỔ SUNG: