Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 53: Bài tập cơ năng

BÀI TẬP CƠ NĂNG A. Mục tiêu. 1. Kiến thức: - Thiết lập & viết được biểu thức tính cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường. - Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường. - Phát biểu được ĐLBT cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. 2. Kĩ năng: - Vận dụng định luật bảo toàn của một vật chuyển động trong trọng trường để giải một số bài toán đơn giản. - Viết được biểu thức tính cơ năng của 1 vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. 3. Thái độ: - Sử dụng được kiến thức để giải quyết các bài toán vật lí trong đời sống hàng ngày B. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Chuẩn bị dụng cụ trực quan (con lắc lò xo, con lắc đơn,). 2. Học sinh: - Chuẩn bị các câu hỏi ở phần giao nhiệm vụ của bài trước . C. Phương pháp - Diễn giảng, vấn đáp, - Giải quyết vấn đề, thảo luận nhóm D. Tiến trình lên lớp 1. Ổn định tổ chức - Ổn định lớp, điểm danh - Kiểm tra sỉ số 2. Kiểm tra bài củ Câu 1: Định nghĩa thế năng trọng trường và viết biểu thức? 3. Bài mới: Đặt vấn đề:Vận dụng kiến thức về cơ năng và định luật bảo cơ năng để làm các bài tập Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức Hoạt động 1: Ôn lại các kiến thức đã học về động lượng. GV: Yêu cầu HS nêu các kiến thức về động lượng đã học HS: Tóm tắt lại các kiến thức GV: Chú ý cho học sinh đơn vị đo của các đại lượng trong công thức HS: Viết các biểu thức GV: Giải đáp các thắc mắc của học sinh về các kiến thức đã học: Hoạt động 2: Vận dụng kiến thức để giải bài tập GV: Yêu cầu học sinh chọn gốc thế năng. HS: Chọn gốc thế năng là vị trí điểm B GV: Yêu cầu học sinh xác định động năng, thế năng tại A và tại B. HS: Viết các biểu thức GV: Yêu cầu học sinh viết biểu thức dịnh luật bảo toàm cơ năng. HS: WđA + WtA = WđB + WtB GV: Yêu cầu học sinh suy ra vận tốc tại B. HS: vB = GV: Yêu cầu học sinh xác định các lực tác dụng lên vật tại B. HS: Trọng lực và lực căng GV: Cho học sinh biết tổng hợp hai lực đó tạo thành lực hướng tâm. GV: Yêu cầu học sinh viết biểu thức lực hướng tâm từ đó suy ra lực căng T. GV: Yêu cầu học sinh chọn gốc thế năng. GV: Yêu cầu học sinh xác định cơ năng tại A và tại B. GV: Yêu cầu học sinh so sánh cơ năng tại B và tại A từ đó rút ra kết luận. GV: Yêu cầu học sinh chọn mốc thế năng. HS: Chọn mốc thế năng tại chân dốc. GV: Yêu cầu học sinh xác địng cơ năng của vật tại đính dốc và tại chân dốc. HS: Viết biểu thức GV: Cho học sinh biết cơ năng của vật không được bảo toàn mà độ biến thiên cơ năng đúng bằng công của lực ma sát. GV: Yêu cầu học sinh viết biểu thức liên hệ giữa độ biến thiên cơ năng và công của lực ma sát. HS: Ams = Wt2 + Wđ2 – Wt1 – Wđ1 A. Hệ thống kiến thức 1. Cơ năng : 2. Định luật bảo toàn cơ năng B. Vận dụng kiến thức Bài 15 trang 67. Chọn gốc thế năng là vị trí điểm B a) Tại A : WđA = 0 ; WtA = mgl Tại B : WđB = mv2 ; WtB = 0 Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có : WđA + WtA = WđB + WtB Hay : mgl = mv2 v = b) Tại B vật hai lực tác dụng : Trọng lực và lực căng . Tổng hợp hai lực đó tạo thành lực hướng tâm : T – mg = m= 2mg => T = 3mg Bài 16 trang 68. Chọn gốc thế năng tại B. Cơ năng của vật tại A : WA = mgh Cơ năng của vật tại B : WB = mv2 = mgh Cơ năng giảm đi : Vậy vật có chịu thêm tác dụng của lực cản, lực ma sát. Bài 26.6. Vật có khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt dốc cao 20 m. Khi tới chân dốc thì vật có vận tốc 15 m/s. Tính công của lực ma sát (lấy g = 10 m/s2). Hướng dẫn: Chọn mốc thế năng tại chân dốc. Vì só lực ma sát nên cơ năng của vật không được bảo toàn mà công của lực ma sát bằng độ biến thiên cơ năng của vật : Ams = Wt2 + Wđ2 – Wt1 – Wđ1 = 0 + mv22 – mgh – 0 = .10.152 – 10.10.20 = - 875 (J) 4. Củng cố và luyện tập. GV: Yêu cầu học sinh nêu cách giải bài toán liên quan đến cơ năng và sự bảo toàn cơ năng. HS: Nắm lại các kiến thức về các định luật bảo tồn 5. Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà - Học bài củ, yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập còn lại - Chuẩn bị bài mới “Kiểm tra 1 tiết”