Giáo án môn Vật lý 10 - Bài 27: Cơ năng

Bài 27: CƠ NĂNG (Chương trình lớp 10 cơ bản ) Trường: THPT Hai Bà Trưng GVHD: Cô Vũ Thị Loan Giáo sinh: Nguyễn Thị Lan Hương I.MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Viết được công thức tính cơ năng cuả một vật chuyển động trong trọng trường. Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường. Viết được công thức tính cơ năng cuả một vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. 2.Kĩ năng: Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường  để giải một số bài tập đơn giản. Vận dụng được công thức tính cơ năng của vật chuyển động dướitác dụng của lực đàn hồi của lò xo để giải một số bài tập đơn giản. II. CHUẨN BỊ: Giáo viên: -Hình ảnh ví dụ về sự chuyển hóa động năng và thế năng. Học sinh: -Kiến thức liên quan đến bài học. II. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: ổn định lớp, kiểm tra bài cũ ( 7 phút ) - Kiểm tra sĩ số lớp H: 1.Cho ví dụ một vật có động năng, viết công thức tính động năng và độ biến thiên động năng. 2.Cho ví dụ một vật có thế năng, viết công thức tính thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi và công thức liên hệ thế năng và công của trọng lực O: Nhận xét, đánh giá câu trả lời - trả lời câu hỏi. Hoạt động 2: Đặt vấn đề ( 5 phút) H: Ở các bài học trước ta đã học động năng và thế năng là hai bài riêng lẻ vậy trong thực tế thì động năng và thế năng có phải là hai dạng năng lượng riêng lẻ không? - Yêu cầu HS cho ví dụ vật có cả động năng và thế năng - Đưa hình ảnh về 2 quả bóng: 1 quả rơi tự do và một quả được ném lên H: Khi quả bóng chuyển động về giữa thì thế năng và thay đổi như thế nào nếu gốc thế năng tại mặt sàn ? O:nhận xét H: Ở lớp 8 ta có học động năng và thế năng là hai dạng của năng lượng nào? O: nhận xét: Cơ năng là dạng năng lương đươn giản nhất . Vật có khả năng thực hiện công cơ học ta nói vật có năng. - Học sinh trả lời Dự kiến nếu HS trả lời hai dạng năng lượng không riêng lẻ Ví dụ: viên bi lăn trên máng nghiêng, vật rơi từ trên xuống -Quan sát -Trả lời câu hỏi - Học sinh trả lời Hoạt động 3: Tìm hiểu cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường (15phút) H:Từ ví dụ của trái bóng, hãy phát biểu định nghĩa cơ năng trọng trường O:Nhận xét, kết luận: Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường bằng tổng động năng và thế năng của vật. Kí hiệu: W H: Hãy viết biểu thức cơ năng O: nhận xét, kết luận: W =Wt + Wđ O:Yêu cầu HS quan sát hình vẽ 27.1 sgk/142 - Vật m chuyển động từ vị trí M đến vị trí N chỉ chịu tác dụng của trọng lực. H: Viết công thức liên hệ thế năng và công của trọng lực tại M và N? H: Biểu thức liên hệ công của trọng lực và độ biến thiên động năng của vật chuyển động từ M đến N? H:Xác định cơ năng của vật ở M và ở N từ hai biểu thức đã viết? H: Nhận xét gì về cơ năng của vật tại M và N? O:Nhận xét , kết luận - ghi nhận định luật bảo toàn cơ năng Định luật: SGK/143 W=Wđ+Wt= hằng số Hay: W= ½ mv2+mgz= hằng số H:Từ ví dụ hai quả bóng, động năng và thế năng của quả bóng trong 2 trường hợp tăng giảm như thế nào? O: Nhận xét - Yêu cầu HS phát biểu hệ quả thứ nhất của vật chuyển động trong trọng trường - Hệ quả: SGK/ 143 O:Cho HS quan sát hình 27.2 Hướng dẫn học sinh trả lời câu C1 - Phát biểu định nghĩa - ghi nhận - trả lời câu hỏi - Quan sát hình vẽ - Trả lời câu hỏi AMN=Wt(M)-Wt(N) Viết biểu thức: AMN= ½ mv22 - ½ mv12 AMN=Wđ(N)-Wđ(M) - Tìm W(M) và W(N) - Nêu nhận xét, phát biểu định luật bảo toàn cơ năng. - Ghi định luật và công thức - Trả lời câu hỏi - Phát biểu hệ quả và ghi nhận - Quan sát hình vẽ - Trả lời câu C1 Hoạt động 4: Tìm hiểu về cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi( 10 phút) O: Mô tả cho học sinh quan sát con lắc lò xo, xét trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi. - Nêu định luật. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn. H: Yêu cầu HS viết biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng của lực đàn hồi. O: Nhận xét, kết luận W= ½ mv2+ ½ k(Δl)2. H- Tính cơ năng của vật ở A và B (C2 hình 27.3) Cơ năng có được bảo toàn? Tại sao? - Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiệm đúng khi nào? O: GV cần lưu ý HS:  Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiện đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi, ngoài ra nếu vật còn chịu thêm tác dụng của lực cản, lực ma sát... thì cơ năng của vật sẽ biến đổi. Công của lực cản, lực ma sát... sẽ bằng độ biến thiên của cơ năng. - Ghi định luật và công thức vào tập. _Trả lời câu hỏi - Học sinh xác định cơ năng ở A và B, giải thích. - Học sinh trả lời. Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng, về nhà( 8 phút) Củng cố, vận dụng : - Câu hỏi trắc nghiệm và bài tập Về nhà : Giải các bài tập 5, 6, 7, 8 trang 144 và 145 sách giáo khoa. Ôn tập các kiến thức của chương -Trả lời - ghi nhiệm vụ PHIẾU HỌC TẬP Câu 1. Điều này sau đây là đúng khi nói về định luật bảo toàn cơ năng đàn hồi?   A. Trong quá trình chuyển động, cơ năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.   B. Trong quá trình chuyển động, nếu lực ma sát, lực cản là nhỏ thì cơ năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.   C. Trong quá trình chuyển động, nếu không có trọng lực thì cơ năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.   D. Trong quá trình chuyển động, nếu không có lực ma sát, lực cản là nhỏ thì cơ năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.   Câu 2. Cơ năng là một đại lượng:   A. luôn luôn dương.   B. luôn luôn khác không.   C. luôn luôn dương hoặc bằng không.   D. có thể âm hoặc dương hoặc bằng không Câu 3. Trường hợp nào sau đây cơ năng của hệ được bảo toàn?   A. Vật trượt có ma sát trên mặt phẳng nghiêng.   B. Vật rơi trong không khí.   C.  Vật rơi tự do.   D. Vật chuyển động trong chất lỏng.   Câu 4. Phát biểu nào sau đây đúng với định luật bảo toàn cơ năng?   A. Trong một hệ kín thì cơ năng của mỗi vật trong hệ được bảo toàn.   B. Khi một vật chuyển động trong trọng trường và chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật được bảo toàn.   C. Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật được bảo toàn.   D. Khi một vật chuyển động thì cơ năng của vật được bảo toàn.   Câu 5. Một vật ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s.   a) Tìm độ cao cực đại của nó.   b) Ở độ cao nào thì thế năng bằng động năng? Ở độ cao nào thì thế năng bằng nửa động năng? Lấy g=10m/s2.