Giáo án thực tập môn Vật lý 10 - Bài: Định luật bảo toàn cơ năng

Trường: PTTH Lưu Văn Liệt GVHD: Nguyễn Thị Kim Linh Lớp: 10B1 SV: Trần Lâm Ngân MSSV: 1032228 Lớp: SP Lý tin K29 Trần Lâm Ngân GIÁO ÁN GIẢNG DẠY BÀI: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG I. Mục tiêu: + Nắm vững đlbt năng lượng của hai trường hợp trọng lực và lực đàn hồi. + Vận dụng định luật vào làm bài tập trong trường hợp trọng lực và lực đàn hồi. + Vận dụng trường hợp năng lượng bảo toàn trong lực thế suy ra trường hợp lực không thế. II. Yêu cầu học sinh: 1) Chuẩn bị trước bài này: + Xem lại khái niệm động năng - thế năng + Xem lại khái niệm bảo toàn, các đlbt đã học. 2) Chuẩn bị sau bài này: + Tìm các ví dụ có sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng - giải thích sự chuyển hoá đó. + Làm bài tập SGK ứng dụng đlbt năng lượng. III. Các hoạt động có thể chỉ đạo cho học sinh làm việc trong bài: + Quan sát chuyển động của vật rơi tự do, mô tả sự thay đổi động năng và thế năng trong quá trình chuyển động. + Nhắc lại công thức tính công của lực theo đọng năng và thế năng + Giải thích sự chuyển hoá giữa thế năng và động năng trong một số chuyển động của vật trong lực thế. + Chứng minh con lắc đơn có cơ năng được bảo toàn. + Vận dụng đlbt cơ năng vào giải bài tập SGK IV. Các phương pháp giảng dạy: đàm thoại, diễn giảng, trao đổi nhóm V. Phương tiện dạy học: Dùng thí nghiệm đơn giản: viên phấn rơi VI. Nội dung giáo án: Kiểm tra: + Khi nào vật có thế năng đàn hồi? cho ví dụ? Viết công thức và phát biểu công của lực đàn hồi làm dịch chuyển vật từ vị trí 1 đên vị trí 2. Lực đàn hồi có phải là lực thế không? Vì sao? Mở bài: Hôm trước chúng ta đã được học đlbt đó là đlbt gì? Phát biểu? Hôm nay chúng ta sẽ học thêm một định luật bảo toàn nữa, đó là định luật bảo toàn cơ năng. Họat động của trò Thời gian Hoạt động của thầy Nội dung ghi bảng Có thế năng ở độ cao h có tác dụng của lực thế P. Thay đổi (giảm) vì h thay đổi. Động năng Thay đổi (tăng) A12= Wd2-Wd1 A12= Wt1-Wt2 Tổng động năng và thế năng trước băng sau. ( phát biểu) (SGK) ( Vẽ hình lên bảng mô tả) (SGK) ( Giải thích theo vận tốc và lực đàn hồi) Lực thế (SGK) Độ biến thiên động năng A12(thế)=Wt1-Wt2 (SGK) Hoạt động 1: trường hợp trọng lực Định luật đó có nội dung như thế nào?chúng ta hãy đi vào tìm hiểu và thiết lập định luật. Quan sát thí nghiệm: viên phấn rơi tự do. Viên phấn có thế năng không?Vì sao? Thế năng của viên phấn như thế nào khi rơi? giải thích? Viên phấn chuyển động. Vậy nó có năng lượng gì nữa? Động năng đó như thế nào khi rơi? Sự thay đổi của động năng và thế năng đó có tuân theo quy luật nào không? Xét một vật m rơi tư do lần lượt qua 2 vị trí A , B tương ứng với các độ cao z1, z2 tại đó có vận tốc tương ứng là . Áp dụng định lí động năng ta được công thức gì? Công thức tính công ứng với thế năng? Phát biểu? Biểu thức (3) nói lên điều gì? Các giá trị v1,v2, z1,z2 là bất kì, do đó tổng động năng và thế năng luôn luôn không đổi và ta gọi tổng này là cơ năng. Công thức trên là công thức định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp của trọng lực Phát biểu ? Hoạt động 2: trường hợp lực đàn hồi Lực đàn hồi là lực thế do đó ta áp dụng cách lập luận tương tự với trường hợp trọng lực để suy ra định luật bảo toàn cơ năng. Dựa vào đlbt cơ năng cho trường hợp P, phát biểu đlbt cơ năng cho trường hợp lực đàn hồi? công thức? Mô tả chuyển động của con lắc lò xo? (vẽ hình lên bảng) Gợi ý - vật ở biên phải Wd,Wdh? - vật ở vị trí cân bằng? - vật ở biên trái? Vì sao, động năng, thế năng có giá trị như vậy? Hoạt động 3: tổng quát định luật Qua 2 trường hợp: trọng lực và lực đàn hồi ta thấy cơ năng được bảo toàn Mà P và Fdh là 2 lực như thế nào? Vậy ta phát biểu lên thành đlbt cơ năng tổng quát ? Hoạt động 4: lực không thế Đối với trường hợp là lực thế thì ta thấy cơ năng được bảo toàn. Vậy đối với trường hợp không là lực thế thì cơ năng thay đổi như thế nào? Theo định lý động năng thì tổng cộng của các lực ( bao gồm lực thế và không thế) thì bằng gì? Khi vật dịch chuyển từ vị trí 1 đến vị trí 2? A lực thế theo thế năng? Phát biểu ? * Củng cố: + Thảo luận nhóm: Chứng minh cơ năng của chuyển động con lắc bảo toàn? (nếu không kịp thời gian thì nhiệm vụ này về nhà) + Cơ năng là gì? định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp trọng lực và lực đàn hồi? Công thức? + Bài tập về nhà: các bài trong SGK. 1. Thiết lập định luật a) Trường hợp trọng lực: z z1 z2 A B m O + Áp dụng định lí động năng: A12= Wd2-Wd1 = + Công này lại bằng độ giảm thế năng: A12= Wt1-Wt2 = mgz1-mgz2 (2) + So sánh (1) và(2) ta được: Wd2-Wd1=Wd2-Wd1 Hay: (3) + Phát biểu: (SGK) b) Trường hợp lực đàn hồi: + Định luật(SGK) + Biểu thức: c) ĐLBT cơ năng tổng quát: + Phát biểu:(SGK) 2. Biến thiên cơ năng. Công của lực không phải lực thế. + Một vật chiều tác dụng của các lực thế và không thế cđ từ 1 đến 2. Ta có: A12(Lực thế)+ A12(ko thế) =Wd2-Wd1 A12(lực thế)= Wt1-Wt2 Suy ra: A12(ko thế) = Wd2-Wd1-(Wt1-Wt2) = Wd2+Wt2-(Wd1+Wd2)= Hay: A12(koThế)=W2-W1 = + Phát biểu: (SGK) 3. Bài tập vận dụng: (về nhà giải)