Giáo án giảng dạy môn Vật lý 10 - Tiết 46: Cơ năng

Tiết 46 : CƠ NĂNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - 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 định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tác dụng lực đàn hồi của lò xo. 2. Kỹ năng - Thiết lập được công thức tính cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường. - Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường để giải một số bài toán đơn giản. II. CHUẨN BỊ Giáo viên : Một số thiết bị trực quan (con lắc đơn, con lắc lò xo, sơ đồ nhà máy thuỷ điện Học sinh : Ôn lại các bài : Động năng, thế năng. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng đàn hồi. Hoạt động 2 ( phút) : Tìm hiểu cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm cơ năng đã học ở THCS. Giới thiệu khái niệm cơ năng trọng trường. Trình bày bài toán vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến N. Dẫn dắt để tìm ra biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng. Giới thiệu định luật bảo toàn vơ năng. Hướng dẫn để học sinh tìm hệ quả. Nhắc lại khái niệm cơ năng. Ghi nhận khái niệm cơ năng trọng trường. Tính công của trọng lực theo độ biến thiên động năng và độ biến thiên thế năng trọng trường. Ghi nhận định luật. Nhận xét về sự mối liên hệ giữa sự biến thiên thế năng và sự biến thiên động năng của vật chuyển động mà chỉ chịu tác dụng của trọng lực. I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. 1. Định nghĩa. Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng của vật : W = Wđ + Wt = mv2 + mgz 2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực. Xét một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực chuyển động trong trong trường từ M đến N. Ta có công của trọng lực : A = WtN – WtM = WđN – WđM => WtN + WđN = WtM + WđM Hay WN = WM = hằng số Vậy : Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. W = mv2 + mgz = hằng số Hay : mv12 + mgz1 = mv22 + mgz2 = 3. Hệ quả. Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường : + Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại (động năng và thế năng chuyển hoá lẫn nhau) + Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại. Hoaït ñoäng 3 ( phuùt) : Tìm hieåu cô naêng cuûa vaät chòu taùc duïng cuûa löïc ñaøn hoài. Hoaït ñoäng cuûa giaùo vieân Hoaït ñoäng cuûa hoïc sinh Noäi dung cô baûn Tương tự cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực cho học sinh định nghĩa cơ năng đàn hồi. Giới thiệu định luật bảo toàn cơ năng khi vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. Giới thiệu điều kiện để áp dụng định luật bảo toàn cơ năng. Giới thiệu mối liên hệ giữa công của các lực và độ biến thiên cơ năng. Định nghĩa cơ năng đàn hồi. Ghi nhận nội dung và biểu thức của định luật. Ghi nhận điều kiện để sử dụng định luật bảo toàn cơ năng. Sử dụng mối liên hệ này để giải các bài tập. II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. 1. Định nghĩa. Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật : W = mv2 + k(Dl)2 2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực đàn hồi. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn : W = mv2 + k(Dl)2 = hằng số Hay : mv12+k(Dl1)2=mv22+k(Dl2)2 = Chú ý : Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi. Nếu vật còn chịu tác dụng thêm các lực khác thì công của các lực khác này đúng bằng độ biến thiên cơ năng. Hoaït ñoäng 4 (5 phuùt) : Cuûng coá, giao nhieäm vuï veà nhaø. Hoaït ñoäng cuûa giaùo vieân Hoaït ñoäng cuûa hoïc sinh Cho hoïc sinh toùm taét nhöõng kieán thöùc cô baûn ñaõ hoïc. Yeâu caàu hoïc sinh veà nhaø giaûi caùc baøi taäp töø 26.6 ñeán 26.10 saùch baøi taäp. Toùm taét nhöõng kieán thöùc cô baûn ñaõ hoïc trong baøi. Ghi caùc baøi taäp veà nhaø. IV. RUÙT KINH NGHIEÄM TIEÁT DAÏY