Giáo án Vật lý khối 10 - Bài 44, 45: Năng lượng - động năng - Thế năng

Bài 44-45 NĂNG LƯỢNG- ĐỘNG NĂNG-THẾ NĂNG I. Mục đích yêu cầu: - Nắm được khái niệm năng lượng, động năng, thế năng. - Biết dùng định lý để giải những bài tập đơn giản liên quan đến động năng. II. Chuẩn bị: Một xe lăn, một khúc gỗ, một quả cân để làm thí nghiệm hình 126 sách giáo khoa. III. Lên lớp: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Công của trọng lực có đặc điểm có gì? Áp dụng: tính công của trọng lực của một vật có khối lượng một kg trượt trượt trên đường AC gồm 2 mặt nghiêng các góc 600, 450 so với phương ngang mỗi mặt phẳng dài 1m, biết g=10m/s2. b. Những lực nào mà công của nó có tác dụng như công của trọng lực. c. Phát triển định luật bảo toàn công cho ví dụ. 3. Bài mới Phương pháp NỘI DUNG 1. Năng lượng a. Định nghĩa năng lượng : Năng lượng laf đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng thực hiện công của một vật hoặc hệ vật. Ví dụ: Những dạng năng lượng như năng lượng hạt nhân. (Trong có học có năng lượng là cơ năng). b. Giá trị của năng lượng: Giá trị của năng lượng của một vật hay hệ vật ở trong một trạng thái nào đó bằng công cực đại mà vật (hệ vật) ấy có thể thực hiện trong những quá trình biến đổi nhất định. c. Đơn vị Năng lượng đo bằng công nên cũng là đại lượng vô hướng và có đơn vị của công là Jun và kilôJun. 2. Động năng a. Định nghĩa và biểu thức Động năng của một vật bằng một nửa tích của khối lượng m với bình phương vận tốc v của vật. Kí hiệu động năng Wđ. Biểu thức b. Tính chất và đơn vị - Động năng chỉ phụ thuộc vào độ lớn mà không phụ thuộc vào hướng của vận tốc ® Động năng là đại lượng vô hướng. - Động năng bao giờ cũng vô dương. - Động năng có tính tương đối. - Đơn vị động năng là Jun hoặc kilôjun. 3. Định lý về động năng: a. Định lí về động năng : Công của ngoại lực A=T.S. Nếu ngoại lực lên vận tốc của vật tăng V1 đến V2, V2>V1 thì độ tăng động năng của vật. Trường hợp lực là lực cản thì A < 0 Þ Wđ2<Wđ1 tức là động năng giảm và độ giảm bằng giá trị tuyệt đối của công ngoại lực. Định lí : Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật. Nếu công này dương thì động năng tăng, nếu công này âm thì động năng giảm. b. Thí dụ ứng dụng định lí động năng - Vật chất không ma sát thì đỉnh mặt phẳng nghiêng có độ cao h thì tới chân mặt phẳng vật có động năng - Trên đường ray nằm ngang, nếu lực kéo tàu F>Fms làm đầu tàu tăng tốc trên đoạn đường s thì Wđ2-Wđ1=A(F-Fms) - Xe chạy nếu hãm phanh thì Wđ2-Wđ1=AFms. 4. Thế năng a. Thế năng của vật nặng - Nếu vật ở độ cao h thì trọng lượng P=mg của nó có khả năng thực hiện công A=mghÞNăng lượng đó gọi là thế năng. Kí hiệu: Wt - Thế năng của vật nặng Wt là năng lượng mà vật có do nó có trọng lượng và độ cao h: Wt = mgh. Nếu vật từ độ cao h1 xuống độ cao h2 (h1<h2) thì công thực hiện là dương A = mg(h1-h2) > 0 Độ giảm thế năng Wt1-Wt2 = A > 0 - Vật ném lên cao từ h1 lên h2 (h1<h2) Þ Wt1-Wt2 < 0 b. Hai loại thế năng - Thế năng của vật nặng gọi là thế năng hấp dẫn của hệ và trái đất. - Nếu vật bị biến dạng thì tương tác giữa các phần của vật có thể làm cho vật có thế năng. VD: Lò xo bị nén hoặc giãn. Þ Thế năng của lò xo bị nén giãn gọi là thế năng đàn hồi. c. Định nghĩa thế năng Thế năng là năng lượng mà một hệ vật (một vật có được do tương tác giữa các vật của hệ (các phần của vật) và phụ thuộc vị trí tương đối giữa các vật (các phần) ấy.