Giáo án trình chiếu vật lí 10 sách kết nối tri thức với cuộc sống bai 26 cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Bài 26. Cơ năng
và định luật bảo
toàn cơ năng


01

Sự chuyển hóa giữa động năng
và thế năng


Cơ năng của một vật là tổng động năng và thế năng của nó.
Khi vật chuyển động trong trường trọng lực thì cơ năng có
dạng:

1 2
W  Wd  Wt  mv  mgh
2


Động năng và thế năng của vật có thể chuyển hóa qua lại
lẫn nhau
r
v

h

Trọng lực làm cho nước chảy
từ trên cao xuống, lúc này
thế năng giảm, động năng
tăng

=> Thế năng chuyển hóa
thành động năng

r
P

Khi ném quả bóng lên cao,
động năng giảm, thế năng
tăng
=> Động năng chuyển hóa
thành thế năng
=> Trọng lực sinh công cản


1. Hình dưới là một phần đường đi của tàu lượn siêu tốc. Em hãy
phân tích sự
chuyển hóa giữa động năng và thế năng của tàu lượn trên từng
đoạn đường

Bài làm
- Từ A đến B: thế năng tăng, động năng giảm, động năng chuyển hóa
thành thế năng
- Từ B đến C: thế năng giảm, động năng tăng, thế năng chuyển hóa
thành động năng


02

Định luật bảo toàn cơ năng

Thí nghiệm về con lắc đồng hồ

u
r
T
A

r
P

- Từ A đến O:
+ Trọng lực sinh công phát
động
+ Lực căng dây không sinh
cơng
+ Thế năng chuyển hóa thành
động năng

ur
T

r
v

r
v
O

r

P

B

- Từ O đến B:
+ Trọng lực sinh công cản
+ Lực căng dây không sinh
cơng
+ Động năng chuyển hóa
thành thế năng


Định luật bảo toàn cơ năng: Khi một vật chuyển động trong
trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của
vật được bảo tồn


2. Một con lắc đơn, biết độ dài dây treo là 0,6 m. Đưa vật
lên vị trí A hợp với phương thẳng đứng OC một góc ɑ =
300 rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống O rồi đi đến B, sau đó
quay lại và dao động cứ thế tiếp diễn. Bỏ qua tác dụng của các
lực cản, lực ma sát, lấy g = 9,8 m/s2. Hãy tính độ lớn vận tốc
của vật tại vị trí O
Hướng
dẫn
- Định luật bảo toàn cơ năng:
Bài làm
W W W W W W
A

O

dA

tA

dO

tO

1 2
 0  mghA  mv0  0
2
hA  OE  OC  CE
0,6

CE  AC.cos

- Chọn mốc thế năng tại O
- Ta có:

hA  OC  CE  0,6  AC.cos

 0,6  0,6.cos300  0,08 m


2. Một con lắc đơn, biết độ dài dây treo là 0,6 m. Đưa vật
lên vị trí A hợp với phương thẳng đứng OC một góc ɑ =
300 rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống O rồi đi đến B, sau đó
quay lại và dao động cứ thế tiếp diễn. Bỏ qua tác dụng của các

lực cản, lực ma sát, lấy g = 9,8 m/s2. Hãy tính độ lớn vận tốc
của vật tại vị trí O
Hướng
dẫn
- Định luật bảo toàn cơ năng:
Bài làm
W W W W W W
A

O

dA

tA

dO

tO

1 2
 0  mghA  mv0  0
2
hA  OE  OC  CE
0,6

CE  AC.cos

- Định luật bảo toàn cơ năng:

WA  WO  WdA  WtA  WdO  WtO

1 2
1 2
 mghA  mv0  g.hA  v0
2
2
1 2
 9,8.0,08  .v0  v0  1,25 m/ s
2


3. Một vật được thả cho rơi tự do từ độ cao h = 10 m so với mặt
đất. Bỏ qua mọi
ma sát.
thế năng?
A Ở độ cao nào thì vật có động năng bằng
Bài làm
hA = 10
m

B

WđB =
WtB
Hướng
dẫn
- Định luật bảo toàn cơ năng:
WA  WB  WdA  WtA  WdB  WtB

 WdA  WtA  WtB  WtB
 WdA  WtA  2WtB

 0  mghA  2.mghB

- Chọn mốc thế năng tại mặt đất
- Gọi B là vị trí có động năng bằng
thế năng
- Định luật bảo toàn cơ năng:

WA  WB  WdA  WtA  WdB  WtB  2WtB
 0  mghA  2.mghB
 hA  2hB
hA 10
 hB 

 5 m
2
2


4. Thả một vật có khối lượng m = 0,5 kg từ độ cao h1 = 0,8 m so
với mặt đất. Xác
định động
h2làm
= 0,6 m. Lấy g =
1 năng và thế năng của vật ở độ cao
Bài
9,8 m/s2
- Chọn mốc thế năng tại mặt đất
h1 = 0,8
m

- Thế năng của vật ở độ cao h2 là:
2

h2 = 0,6
m
Hướng
dẫn
- Thế năng của vật ở độ cao h2: Wt2
= mgh2
- Định
toàn
năng:
W1 luật
 W2 bảo
 Wd1
 Wt1cơ
W
d2  Wt2

 0  mgh1  Wd2  Wt2

Wt2  mgh2  0,5.9,8.0,6  2,94  J 
- Định luật bảo toàn cơ năng:

W1  W2  Wd1  Wt1  Wd2  Wt2
 0  mgh1  Wd2  Wt2
 0,5.9,8.0,8  Wd2  2,94
 Wd2  0,98 J 