Giáo án Vật lý khối 10 - Trường THPT Nhã Nam - Tiết 47 đến tiết 56

Tiết 47 động năng - Định lí biến thiên động năng (Tiết 1) A. Mục tiêu: +Định nghĩa được động năng, nêu được tính chất và đơn vị đo của động năng. +Viết được biểu thức của động năng +Lấy được ví dụ về những vật có động năng sinh công B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị những ví dụ thực tế về những vật có động năng sinh công 2. HS: Ôn lại phần động năng đã học ở lớp 8 Ôn lại biểu thức công của một lực Ôn lại các công thức về chuyển động thẳng biến đổi đều C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Dẫn dắt học sinh đọc, hiểu nội dung mục I I. Khái niệm động năng: GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục I sgk +Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả thu được của học sinh. *Viết bảng: 1. Một số vấn đề về năng lượng: . Năng lượng là đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng thực hiện công của một vật hoặc một hệ vật. . Bất kì một vật nào có khả năng thực hiện công thì đều có mang năng lượng. Mỗi trạng thái của vật ứng với một giá trị xác định của năng lượng. VD: Một vật đang chuyển động có khả năng sinh công Một vật ở độ cao nào đó so với mặt đất có khả năng sinh công Một lò xo đang biến dạng có khả năng sinh công.... . Giá trị một dạng năng lượng của vật ở một trạng thái nào đó bằng giá trị công cực đại mà vật có thể thực hiện lên vật khác trong những quá trình biến đổi nhất định. . Bất kì một sự biến đổi năng lượng nào cũng thông qua quá trình thực hiện công của một lực nào đó, nên giá trị của công là số đo phần năng lượng biến đổi. VD: Nội năng biến đổi thành động năng trong động cơ nhiệt thông qua công của áp lực lên pít tông, động năng của tua bin biến đổi thành điện năng trong máy phát điện thông qua công của lực điện từ.... 2. Động năng *Động năng là năng lượng mà một vật có được do đang chuyển động ( hay do có vận tocó khác 0) HS +Đọc mục I sgk +Trả lời các câu hỏi sau: . Trả lời câu hỏi C1 . Lấy ví dụ về một vật có cơ năng và cho ví dụ về khả năng sinh công của vật . Lấy 5 ví dụ trong thực tế về vật có động năng sinh công. . Trả lời câu hỏi C2 Hoạt động 2: Dẫn dắt học sinh đọc hiểu nội dung mục II II. Biểu thức của động năng: GV +Yêu cầu học sinh đọc mục II sgk +Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả đọc và giúp học sinh hiểu rõ mục này +Đưa ra thêm một trường hợp như sau để rút ra biểu thức của động năng: a) Trường hợp 1: Một vật khối lượng m ở thời điểm t có vận tốc v : Vật có động năng. Động năng của vật ở thời điểm t bằng giá trị công cực đại mà vật có thể thực hiện lên vật khác do có vận tốc v tính từ thời điểm t trở đi. Gọi CD là quãng đường lớn nhất mà vật đi được tính từ thời điểm t. Trên quãng đường CD vật chỉ tác dụng lên một vật đó là mặt sàn. Công lớn nhất mà vật thực hiện lên mặt sàn do có vận tốc v là: Amax = Fms.CD = .CD = m. = m. b) Trường hợp 2: GV giới thiệu dụng cụ và tiến hành thí nghiệm. . Lúc đầu sợi dây trùng và hệ thống đứng yên. Búng cho xe chuyển động, do ma sát không đáng kể nên xe chuyển động đều với vận tốc v. . Khi sợi dây bắt đầu căng, khúc gỗ bắt đầu được kéo đi: Sức căng sợi dây gây gia tốc chuyển động chậm dần cho xe: a = . . Sau quãng đường S tính từ lúc dây căng thì xe dừng lại công do xe thực hiện lên khúc gỗ là: Amax = T.Smax = T. = m.a. = mv2 . Công lớn nhất mà xe có thể thực hiện lên khúc gỗ chính là năng lượng mà xe có do chuyển động với vận tốc v hay đó là động năng của xe khi xe có vận tốc v. *Viết bảng: *Biểu thức động năng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là: Wđ = mv2 *Các đặc điểm của động năng: . Động năng phụ thuộc vào vận tốc vì vậy động năng có tính tương đối . Động năng là đại lượng vô hướng và luôn dương . Động năng của vật phụ thuộc vào vận tốc vật, vì vậy khi tính động năng của vật phải chỉ rõ ở thời điểm nào hay tại điểm nào trên quĩ đạo. . Động năng của một hệ vật bằng tổng động năng của các vật trong hệ xét trong cùng một hệ quy chiếu. . Đơn vị động năng là đơn vị năng lượng: J, KJ..... HS +Đọc mục II sgk và trả lời các câu hỏi sau: . Hãy chứng minh biểu thức công cản của khối gỗ cản trở chuyển động của viên đạn . Viên đạn có tác dụng lực lên khối gỗ không? . Theo định luật III Niutơn lực này có đặc điểm gì? . Tính công của lực này? . Viên đạn sinh công để làm gì? . Nhờ đâu viên đạn sinh được công đó? . Từ đó suy ra biểu thúc của động năng? . Trả lời câu hỏi C3 Hoạt động 3: Tổng kết GV +Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức vừa được học +Giao công việc về nhà HS +Định nghiã, viết biểu thức và nêu đạc điểm của động năng? +Về nhà đọc trước phần còn lại của bài. Tiết 48 Động năng và định lí biến thiên động năng (Tiết 2) A. Mục tiêu: +Thiết lập và phát biểu được định lí biến thiên động năng +Vận dụng được định lí biến thiên động năng để giải được những bài toán tương tự sgk B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị một bài toán ví dụ áp dụng định lí biến thiên động năng C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Dẫn dắt học sinh thiết lập được định lí biến thiên động năng. III. Định lí biến thiên động năng: GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục III sgk +Một học sinh lên bảng thiết lập biểu thức định lí biến thiên động năng và phát biểu nội dung của định lí. *Viết bảng: *Biểu thức định lí biến thiên động năng: Wđ = Wđsau - Wđtrước = m - m = A(Fhl) *Nội dung định lí: Độ biến thiên động năng của một vật trong một quá trình bằng tổng đại số công của các ngoại lực tác dụng lên vật trong quá trình ấy. *Hệ quả: . Khi A(Fhl) >0 (tức là khi vật nhận công từ các vật khác hay vật sinh công âm) thì động năng của vật tăng . Khi A(Fhl) <0 (tức là khi vật sinh công dương hay các vật khác nhận công từ vật) thì động năng của vật giảm HS: +Đọc mục III sgk +Tự thiết lập lại biểu thức định lí động năng + Phát biểu nội dung định lí động năng +Trả lời câu hỏi C4 +Từ định lí động năng cho biết khi nào thì động năng của vật tăng và khi nào thì động năng của vật giảm. Lấy ví dụ cho mỗi trường hợp và chỉ rõ vật nhận công từ vật nào hay vật nào vật nào nhận công từ vật? Hoạt động 2: Vận dụng định lí động năng. GV: +Đọc đầu bài và hướng dẫn học sinh vận dụng định lí động năng để giải *Viết bảng: Một vật khối lượng m = 0,75T chuyển động từ A đến B với lực kéo không đổi F = 450N, AB = 1,44km, hệ số ma sát trên quãng đường AB là k = 0,04, lấy g = 10m/s2 a. Tính công của lực ma sát và công của lực kéo trên q/đường AB? b. Tính vB bằng định lí động năng? Giải a. A(Fk) = F.AB = 648 (J) A(Fms) = - Fms.AB = -kmg. AB = - 432 (J) A(Fhl) = A(Fk) + A(Fms) = 216 (J) b. Theo định lí động năng ta có vận tốc vật tại B là: = A(Fhl) vB = 24 (m/s) HS: +Tóm tắt đầu bài +Tính công của lực kéo, lực ma sát +Vận dụng định lí động năng để tính vận tốc vật tại B +Hãy tính lại vận tốc tại B bằng phương pháp động lực học +Hãy nhận xét hai cách giải Hoạt động 3: Tổng kết GV: +Yêu cầu học sinh trả lời tại lớp các câu hỏi 1,2,3,4 sgk +Giao công việc về nhà HS: +Trả lời câu hỏi 1,2,3,4 sgk +Về nhà hoàn thành các câu hỏi và bài tập sgk Tiết 49 bài tập A. Mục tiêu: +Vận dụng thành thạo các đặc điểm của động năng và định lí động năng để giải một số bài tương tự bài tập sgk B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị đầu bài và lời giải 3 bài tập 2. HS: Ôn lại các đặc điểm của động năng và nội dung định lí động năng C. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cơ bản GV: Yêu cầu 2 học sinh lên bảng +HS1: Định nghĩa và nêu các đặc điểm của động năng? +HS2: Phát biểu nội dung, viết biểu thức và phạm vi áp dụng của định lí động năng? Hoạt động 2: Luyện giải bài tập GV đọc đầu bài và hướng dẫn học sinh lên bảng giải Bài tập 1 Cho cơ hệ như hình vẽ, ròng rọc lí tưởng m1=3kg, m2=1kg, hệ số ma sát giữa vật m2 và mpn là k=0,5. Cho g=10m/s2. a. Tìm a và T? b. Tìm độ biến thiên thế năng của hệ khi m1 dịch chuyển 1m? c. Tìm vận tốc của các vật khi m1 dịch chuyển được 1m bằng định lí động năng? Giải *Nhận xét: P1 = 30N > P2sin = 5N Vậy nếu hệ chuyển động được thì m1 đi xuống và m2 đi lên. a. áp dụng định luật II Niutơn cho m1 và m2 ta được: m1a = m1g - 2T 2m2a = T - m2gsin - km2gcos a = 1,15 (m/s2) T = 13,3 (N) b. Khi m1 dịch xuống một đoạn h1 = 1m thì m2 dịch lên một đoạn l = 2m trên mặt phẳng nghiêng và độ cao m2 tăng thêm một đoạn h2 = lsin = 1,7m Độ biến thiên thế năng của hệ là: = + = -m1gh1 + m2gh2 = -13 (J) Vậy thế năng của hệ giảm đi 13J c. áp dụng định lí động năng cho m1 trong quãng đường h1 nói trên ta được vận tốc của m1 ở cuối quãng đường đó là: = Fhl.h1 = m1.a.h v1 = 1,52 (m/s) Vận tốc m2 lúc đó là: v2 = 2v1 = 3,04 (m/s). Bài tập 2 Một vật khối lượng m = 0,75T chuyển động từ A đến B với lực kéo không đổi F = 450N, AB = 1,44km, hệ số ma sát trên quãng đường AB là k = 0,04, lấy g = 10m/s2 a. Tính công của lực ma sát và công của lực kéo trên q/đường AB? b. Tính vB bằng định lí động năng? c. Khi đến B thì lực kéo ngừng tác dụng. Hỏi vật lên dốc được một đoạn bao nhiêu thì dừng biết = 300, = 1,7 và hệ số ma sát trên mpn vẫn là k = 0,04. Giải a. A(Fk) = F.AB = 648 (J) A(Fms) = - Fms.AB = -kmg. AB = - 432 (J) A(Fhl) = A(Fk) + A(Fms) = 216 (J) b. Theo định lí động năng ta có vận tốc vật tại B là: = A(Fhl) vB = 24 (m/s) c. Giả sử vật lên đến C thì dừng, theo định lí động năng áp dụng cho vật trên quãng đường BC ta có: - = A(Fms/BC) + A(PBC) = -k.mgcos. BC - mgsin.BC BC = 54 (m) HS: +Lên bảng giải theo hệ thống câu hỏi dẫn dắt của gv như sau: . Nếu chuyển động được thì hệ sẽ chuyển động ntn? vì sao? . Tính gia tốc của mỗi vật và sức căng sợi dây bằng định luật II Niutơn? . Tính tổng công của ngoại lực tác dụng lên hệ? ?Vận dụng định lí động năng hãy tính vận tốc mỗi vật sau khi m1 dịch chuyển được 1m? Hình vẽ: ?Tính công của lực ma sát và công của lực kéo trên q/đường AB? ?Từ đó tính công của ngoại lực tác dụng lên vật trên quãng đường AB? ?Tính vận tốc vật tại B theo định lí động năng? ?áp dụng định lí động năng trên quãng đường BC để tính BC? Hoạt động 3: Tổng kết bài GV +Lưu ý với học sinh những vấn đề sau: . Định lí động năng có thể áp dụng cho một vật hoặc một hệ vật trong HQC quán tính +Giao bài tập về nhà cho học sinh HS về nhà: +Giải các bài tập phần động năng trong sbt +Đọc trước bài Thế năng - Cơ năng Tiết 50 Thế năng - cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng (Tiết 1) A. Mục tiêu: +Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều +Viết được biểu thức trọng lực của một vật +Định nghĩa được thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi, định nghĩa được khái niệm mốc thế năng +Viết được biểu thức của thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị những ví dụ thực tế về những vật có thế năng có thể sinh công 2. HS: Ôn lại phần thế năng đã học ở lớp 8 Ôn lại các khái niệm trọng lực và trọng trường Ôn lại biểu thức tính công của một lực C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Thông báo các nội dung về thế năng đàn hồi I. Thế năng trọng trường: GV: +Phân tích nội dung của từng mục nhỏ +Gợi ý và dẫn dắt học sinh rút ra kết luận từ mỗi mục theo phần trình bày của sgk +Để có biểu thức của thế năng trọng trường giáo viên trình bày như sau: . Một vật khối lượng m ở độ cao z so với mặt đất có thể sinh công, như vậy ở độ cao h trong trọng trường vật có dự trữ năng lượng gọi là thế năng trọng trường. . Giá trị của thế năng bằng công cực đại mà vật có thể sinh ra khi rơi xuống mặt đất. . Từ độ cao z vật rơi xuống đến mặt đất: trọng lực sinh công A(P) = mgz, vật nhận công này, do đó công lớn nhất mà vật có thể sinh ra cho vật khác trên mặt đất khi nó rơi xuống bằng công mà nó đã nhận được: mgz . Từ đó yêu cầu học sinh rút ra biểu thức thế năng *Viết bảng: 1. Trọng trường: . Trọng trường tồn tại xung quanh trái đất . Mọi vật đặt trong trọng trường đều chịu tác dụng của trọng lực . Trọng trường đều là trọng trường có tại mọi điểm đều có phương song song , cùng chiều và cùng độ lớn. . Mỗi vùng không gian không quá lớn xung quanh trái đất được coi là một trọng trường đều 2. Thế năng trọng trường: *Định nghĩa: sgk *Biểu thức: Wt = mgz (z là độ cao vật so với mốc thế năng) *Đặc điểm: . Các vật nằm trong mặt phẳng mốc thế năng có Wt=0 . Các vật ở cao hơn mốc thế năng có Wt > 0 . Các vật ở thấp hơn mốc thế năng có Wt < 0 . Thế năng trọng trường mà một vật trong trường trọng lực có được là do sự tương tác giữa vật với trái đất bằng trọng lực. Mà trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn vì vậy thế năng trọng trường còn gọi là thế năng hấp dẫn. 3. Định lí biến thiên thế năng trọng trường: *Nội dung và biểu thức: Độ biến thiên thế năng của vật trong trọng trường bằng và ngược dấu với công của trọng lực: Wt = - A(P) *Hệ quả: . Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng quĩ đạo mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối. Lực nào có tính chất như vậy đều được gọi là lực thế. . Trong quá trình dịch chuyển của vật nếu: Vật xuống thấp thì A(P)>0; Wt < 0 nghĩa là thế năng giảm . Vật lên cao thì A(P) 0 nghĩa là thế năng tăng. HS + Theo dõi phần trình bày của gv +Trả lời hệ thống câu hỏi sau: . Trả lời câu hỏi C1 . Trả lời câu hỏi C2 . Từ độ cao h xuống mặt đất vật nhận được công do lực nào sinh ra và bằng bao nhiêu . Vậy công lớn nhất mà vật có thể sinh ra cho vật khác trên mặt đất khi nó rơi xuống bằng bao nhiêu . Từ đó cho biết biểu thức của thế năng . Dựa vào biểu thức của thế năng hãy cho biết các đặc điểm của htế năng trọng trường . Chứng minh định lí biến thiên thế năng . Câu nói sau đúng hay sai: "Vật nhận thêm công từ trọng lực thì thế năng tăng, vật mất bớt công để thắng trọng lực thì thế năng giảm" Hoạt động 2: Thông báo các nội dung về thế năng đàn hồi II. Thế năng đàn hồi của hệ vật và lò xo: +Phân tích nội dung của từng mục nhỏ +Gợi ý và dẫn dắt học sinh rút ra kết luận từ mỗi mục theo phần trình bày của sgk +Để có biểu thức của thế năng đàn hồi giáo viên trình bày như sau: . Một vật bị biến dạng có khả năng sinh công hay là có mang năng lượng gọi là thế năng đàn hồi. . Xét một hệ gồm một vật nặng gắn vào đầu một lò xo độ cứng k, đầu kia của lò xo cố định, hệ đặt trên mặt bàn nằm ngang. Lúc đầu lò xo ở trạng thái tự nhiên, vật ở vị trí cân bằng gọi là điểm C. . Đưa vật đến vị trí O, lò xo có độ biến dạng . . Buông tay thì lò xo sinh công dương đưa vật trở về vị trí cân bằng. . Công lớn nhất mà lò xo sinh ra là công của lực đàn hồi trên quãng đường OC đó chính là thế năng của lực đàn hồi khi lò xo có độ biến dạng . A(Fđh) = k = Wtđh *Viết bảng: 1. Biểu thức của thế năng đàn hồi của hệ vật - lò xo: Khi độ biến dạng của lò xo là thì thế năng đàn hồi của hệ "vật - lò xo" được tính bởi: Wt = 2. Đặc điểm của thế năng đàn hồi: +Thế năng đàn hồi là đại lượng vô hướng và luôn dương. +Độ biến dạng của vật càng tăng thì thế năng đàn hồi càng lớn. +Thế năng đàn hồi mà một vật bị biến dạng đàn hồi có được là do sự tương tác giữa các phần của vật với nhau bằng lực đàn hồi. Lực đàn hồi là lực thế. +Độ biến thiên thế năng của vật đàn hồi bằng và ngược dấu với công của lực đàn hồi: Wtđh = - A(Fdh) HS trả lời các câu hỏi sau theo sự dẫn dắt của gv: . Vật bị biến dạng đàn hồi có mang năng lượng không? vì sao? Cho ví dụ? . Từ O về C lò xo sinh công dương hay âm? vì sao? . Hãy cho biết biểu thức biểu diễn sự phụ thuộc của Fđh vào độ dịch chuyển x? .Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc đó? . Từ đồ thị hãy tính công của lực đàn hồi trên quãng đường OC? ?Hãy chứng minh rằng độ biến thiên thế năng của vật đàn hồi bằng và ngược dấu với công của lực đàn hồi? . Cho biết các đặc điểm của thế năng đàn hồi? Hoạt động 3: Tổng kết GV +Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức vừa được học +Giao công việc về nhà HS +Định nghiã, viết biểu thức và nêu đạc điểm của động năng? +Về nhà đọc trước phần còn lại của bài. Tiết 51 Thế năng - cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng (Tiết 2) A. Mục tiêu: +Thiết lập và phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng +Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng để thấy được động năng và thế năng của vật biến thiên như thế nào khi vật chuyển động trong trọng trường. +Hiểu được rằng khi vật chuyển động trong trọng trường (hay dưới tác dụng của lực đàn hồi) mà chịu thêm tác dụng của lực ma sát, lực cản... thì cơ năng không được bảo toàn. B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị một bài toán ví dụ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Dẫn dắt học sinh thiết lập được định luật bảo toàn cơ năng khi vật chuyển động trong trọng trường và khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi. III. Định luật bảo toàn cơ năng: GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục II và phần 3 mục III sgk +Một học sinh lên bảng chứng minh cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường được bảo toàn và phát biểu nội dung của định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp này. +Một học sinh lên bảng chứng minh cơ năng của một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng cảu lực đàn hồi cũng được bảo toàn và phát biểu nội dung của định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp này. *Viết bảng: *Nội dung định luật bảo toàn cơ năng: Cơ năng của một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực và/hoặc lực đàn hồi thì được bảo toàn. *Biểu thức định luật bảo toàn cơ năng: mv2 + mgh + k(l)2 = const . Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực mv2 + mgh = const ( h là độ cao vật so với mốc thế năng) . Với hệ vật và lò xo, vật chỉ chịu lực tác dụng của lò xo: mv2 + k(l)2 = const (l là độ biến dạng của lò xo) *Hệ quả: . Khi vật chuyển động mà cơ năng của vật được bảo toàn thì luôn có sự chuyển hoá qua lại giữa động năng và thế năng. . Khi cơ năng không bảo toàn tức là vật chịu tác dụng của lực cản, lực ma sát... lúc đó công của các lực cản, lực ma sát... bằng độ biến thiên cơ năng. *Chú ý: . Khi một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực ta có: Hệ "vật - Trái đất" là một hệ cô lập. Cơ năng của vật cũng là cơ năng của hệ "vật - Trái đất" . Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi (không có ma sát, lực cản...) thì cơ năng vật bằng tổng động năng, thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi cũng được bảo toàn. HS: + Đọc sgk + Bằng định lí động năng và định lí biến thiên thế năng hãy chứng tỏ cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực được bảo toàn? +Tương tự hãy chứng tỏ cơ năng của hệ vật và lò xo khi vật chỉ chịu tác dụng của lò xo cũng được bảo toàn? +Từ đó hãy phát biểu nội dung tổng quát của định luật bảo toàn cơ năng? +Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho hai trường hợp trên? +Một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi thì cơ năng có bảo toàn không? Láy ví dụ về những hệ vật như vậy? Hoạt động 2: Thông báo về năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng: GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục IV sgk và cho biết các dạng năng lượng thường gặp trong thực tế, phát biểu nội dung định luật bảo toàn năng lượng, lấy ví dụ về sự chuyển hoá năng lượng. *Viết bảng: 1) Định luật bảo toàn năng lượng: . Năng lượng có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác, từ vật này sang vật khác. . Bất kì sự biến đổi nào về dạng của năng lượng cũng kèm theo sự thực hiện công của một lực nào đó (VD: Thế năng TT chuyển hoá thành động năng kèm theo sự thhực hiện công của trọng lực. Cơ năng chuyển hoá thành nhiệt năng kém theo sự thực hiện công của lực ma sát.....) . Giá trị của công là số đo phần năng lượng biến đổi . Các vật chỉ trao đổi năng lượng khi tương tác với nhau. . Năng lượng của một hệ kín được bảo toàn. Trong hệ kín các vật chỉ trao đổi năng lượng cho nhau mà không trao đổi với các vật ngoài hệ. 2) Hiệu suất của các máy: . Các máy có nhiệm vụ chuyển năng lượng từ dạng này sang dạng khác. . Hiệu suất của các máy: H = = HS: + Đọc sgk + Phát biểu nội dung định luật bảo toàn năng lượng đã được học ở cấp 2? +Lấy ví dụ về sự chuyển hoá năng lượng? Hoạt động 3: Tổng kết GV: +Hướng dẫn học sinh giải tại lớp bài tập 9. sgk từ đó rút ra các bước giải bài tập áp dụng định luật bảo toàn cơ năng +Giao công việc về nhà HS: +Về nhà hoàn thành các câu hỏi và bài tập sgk và sbt phần này. Tiết 52 bài tập A. Mục tiêu: +Vận dụng thành thạo định luật bảo toàn cơ năng và định lí biến thiên động năng để giải được các bài tập tương tự bài tập sgk và sbt B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị đầu bài và lời giải 3 bài tập 2. HS: Ôn lại định lí biến thiên động năng và định luật bảo toàn cơ năng. C. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cơ bản GV: Yêu cầu 2 học sinh lên bảng +HS1: Phát biểu nội dung, viết biểu thức và phạm vi áp dụng của định lí động năng? Định luật bảo toàn cơ năng? Hoạt động 2: Luyện giải bài tập GV đọc đầu bài và hướng dẫn học sinh lên bảng giải Bài tập 1 Một vật m=4kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh một mpn dài l=2m, cao h=1,5m, hệ số ma sát trên mpn là k=0,5. a. Tính vận tốc vật tại chân mpn bằng định lí động năng? b. Khi đến chân dốc, vật chuyển động không ma sát lên một vòng tròn bán kính R=0,45m. Tìm độ cao lớn nhất mà vật có thể lên trong vòng tròn. Lấy g=10m/s2. Giải a. áp dụng định lí động năng cho vật trên mpn ta có: mvB2 = A(P) + A(Fms) = P.h - k.Pcos.l Thay số tính được: vB = m/s b. Xét chuyển động của vật trên vòng tròn: Hệ vật + trái đất là hệ kín không ma sát nên cơ năng vật bảo toàn: Chọn B làm mốc thế năng. Giả sử vật lên đến C thì dừng, theo đlbt cơ năng ta có: mvB2 = mghC hC = 0,85 (m) Nếu hC >2R thì độ cao lớn nhất mà vật lên được là 2R Bài tập 2 Một con lắc đơn khối lượng m=0,5kg, l=10m. Kéo vật lên đến vị trí sợi dây làm với phương thẳng đứng góc =600 rồi thả nhẹ. Tính vận tốc vật nặng khi nó qua vị trí thấp nhất và qua vị trí mà sợi dây là với đường thẳng đứng góc =300. Tìm sức căng dây ứng với hai vị trí trên? Giải Hệ con lắc đơn và trái đất là hệ kín không ma sát nên cơ năng hệ bảo toàn. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng A. Vận dụng đlbt cơ năng cho hệ ở hai vị trí A và B ta có: mvB2 = mghA = mgl(1-cos) vB = 10 (m/s) Tương tự, vận dụng đlbt cơ năng cho hệ ở hai vị trí A và C ta có: vC = 8,4 (m/s) áp dụng định luật II Niutơn cho vật tại B ta có: m = TB - mg TB = mg(3-2cos0) = 10 (N) Tương tự, áp dụng định luật II Niutơn cho vật tại C ta có: TC = mg(3cos - 2cos0) = 7,75 (N) HS: +Lên bảng giải theo hệ thống câu hỏi dẫn dắt của gv như sau: ?Hãy tính công của trọng lực và công của lực ma sát tác dụng lên vật trên quãng đường AB ? ?Từ đó áp dụng định lí động năng để tính vB? ?Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật ở hai vị trí B và C để tính hC? ? Nếu hC >2R thì độ cao lớn nhất mà vật lên được là bao nhiêu? Hình vẽ: ?Chọn mốc thế năng? ?Vận dụng đlbt cơ năng cho hệ ở hai vị trí A và B để tính vB? ?Tương tự hãy tính vC? ? áp dụng định luật II Niutơn cho vật tại B để tính TB? ?Tương tự hãy tính TC ? Hoạt động 3: Tổng kết bài GV +Lưu ý với học sinh những vấn đề sau: . Định lí động năng và định luật bảo toàn cơ năng được áp dụng cho một vật hoặc một hệ vật trong HQC quán tính (Tức là vận tốc vật phải được tính trong HQC quán tính) +Giao bài tập về nhà cho học sinh HS về nhà giả bài tập sau: Một vật m=0,4kg được phóng thẳng đứng lên từ mặt đất với vận tốc ban đầu v0=30m/s, lấy g=10m/s2, bỏ qua sức cản của không khí. a. Tính hmax? b. Tính vận tốc vật tại nơi vật có Wt = Wđ? c. Tính công của trọng lực sau khi ném vật được 5s? Tiết 53 Phương pháp các định luật bảo toàn - Bài toán va chạm (Tiết 1) A. Mục tiêu: + Phát biểu được các định luật bảo toàn và phạm vi áp dụng của chúng + Nắm được nội dung của phương pháp áp dụng các định luật bảo toàn giải bài toán vật lí. + Vận dụng giải thành thạo các bài toán vật lí tương tự bài tập sgk và sbt B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị 3 bài toán ví dụ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, định luật bảo toàn năng lượng và định luật bảo toàn động lượng. C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Dẫn dắt học sinh đưa ra các bước giải một bài tập vật lí áp dụng các định luật bảo toàn. I. Phương pháp các định luật bảo toàn: GV: +Yêu cầu học sinh: . Nhắc lại nội dung các định luật bảo toàn đã được học . Nhắc lại các bước giải một bài toán vật lí áp dụng định luật bảo toàn động lượng và bài toán áp dụng định luật bảo toàn cơ năng +Từ đó dẫn dắt học sinh đưa ra các bước chung giải một bài toán áp dụng các định luật bảo toàn. *Viết bảng: 1. Nội dung phương pháp các định luật bảo toàn: + Phương pháp các định luật bảo toàn là phương pháp sử dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán vật lí: . Bước 1: Chỉ rõ hệ vật cần khảo sát và cho biết hệ có tính chất nào: hệ cô lập, F(hl)x = 0, hệ có lực ma sát hay lực cản..... . Bước 2: Cho biết định luật cần vận dụng (Chọn mốc thế năng và trục toạ độ nếu cần) . Bước 3: Viết biểu thức định luật bảo toàn cho hệ vật khảo sát . Bước 4: Giải quyết yêu cầu bài toán dựa vào biểu thức đó. 2. Chú ý: * Khi một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực ta có: Hệ "vật - Trái đất" là một hệ cô lập. Cơ năng của vật cũng là cơ năng của hệ "vật - Trái đất" * Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi (không có ma sát, lực cản...) thì cơ năng vật bằng tổng động năng, thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi cũng được bảo toàn. * Khi cơ nă