Giáo án vật lý lớp 10 chương trình cơ bản - Tiết 43-44 : THẾ NĂNG doc

Giáo án vật lý lớp 10 chương trình cơ bản - Tiết 43-44 :
THẾ NĂNG (Tiết 1)
I.Mục tiêu:
1.Về kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều.
Viết được biểu thức trọng lực của một vật.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế
năng trọng trường (thế năng hấp dẫn). Định nghĩa được
khái niệm mốc thế năng. Viết được hệ thức liên hệ giữa độ
biến thiên thế năng và công của trọng lực.
2.Về kỹ năng:
- Vận dụng công thức tính thế năng hấp dẫn để giải các bài
tập cơ bản trong SGK và các bài tập tương tự.
II.Chuẩn bị:
Giáo viên: Tìm những ví dụ thực tế về những vật có thế
năng có thể sinh công.
Học sinh: - Ôn lại phần thế năng, trọng trường đã học ở
chương trình THCS.
- Ôn lại công thức tính công của một lực.
III.Phương pháp: Nêu vấn đề, thảo luận nhóm
IV.Tiến trình dạy học:
1)Ổn định: Kiểm diện
2)Kiểm tra:
Câu 1: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công
của:
A.Trọng lực tác dụng lên vật đó B.Lực phát
động tác dụng lên vật đó
C.Ngoại lực tác dụng lên vật đó D.Lực ma sát
tác dụng lên vật đó
Câu 2: Trong các yếu tố sau đây:
I.Khối lượng II.Độ lớn của vận tốc III.Hệ quy

chiếu IV.Hinh dạng của vật
Động năng của vật phụ thuộc vào các yếu tố:
A.I, II, III B.II, III, IV C.I, II, IV D.I, III, IV
Câu 3: Động năng của vật tăng khi:
A.Gia tốc của vật lớn hơn 0
B.Vận tốc của vật lớn hơn 0
C.Các lực tác dụng lên vật sinh công dương
D.Gia tốc của vật tăng
3) Hoạt động dạy – học:
Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cũ. Đặt ra vấn đề cần
nghiên cứu.
Hoạt động của HS

Trợ giúp của GV Nội dung



Suy nghĩ, thảo luận
trả lời
Hòn đá mang nặng
lượng
Một hòn đá đang ở độ
cao h so với mặt đất khi
thả hòn đá xuống trúng
đầu cọc, làm cho cọc lún
sâu trong đất, chứng tỏ
điều gì ?
Vậy năng lượng này
tồn tại dưới dạng nào ?
phụ thuộc vào yếu tố nào

? biểu thức tính ra sao ?
Đây là nội dung nghiên
cứu của bài.









Hoạt động 2: Tìm hiểu về thế năng trọng trường (hay thế
năng hấp dẫn).


Tiếp thu, ghi nhớ.








Là do quả tạ chịu
tác dụng của lực
hấp dẫn giữa vật và
Trái Đất (lực hút
của Trái Đất).

Mọi vật xung quanh
Trái Đất đều chịu tác
dụng của lực hấp dẫn do
Trái Đất gây ra. Lực này
gọi là trọng lực.
Trọng lực của vật: gmP





Nếu trong khoảng không
gian nào mà có
g

như
nhau thì trong khoảng
không gian đó trọng
trường là đều.
Quả tạ rơi xuống là
nhờ tác dụng của lực nào
?

Quả tạ búa máy khi rơi
I. Thế năng trọng
trường:
1. Trọng trường:
Biểu hiện của trọng
trường là sự xuất hiện

trọng lực tác dụng lên
vật: gmP




Tại mọi điểm trong
trọng trường có
g

như
nhau là trọng trường đều.






g
r

g
r

g
r

Thảo luận trả lời:
phụ thuộc độ cao
của búa so với mặt

đất và khối lượng
của nó.

Hoàn thành yêu cầu
C1


Công của trọng lực:

A = P.z = mgz
Thế năng hấp
dẫn:
Wt = mgz

Hoàn thành yêu cầu
C2

từ trên cao xuống thì
đóng cọc ngập vào đất,
nghĩa là thực hiện công.
Vậy năng lượng quả tạ
phụ thuộc những yếu tố
nào ? .
Do đó dạng năng lượng
này gọi là thế năng hấp
dẫn (hay thế năng trọng
trường), ký hiệu là Wt

Trả lời C1 ?

Xây dựng biểu thức tính
thế năng ?
Gợi ý:Thế năng của vật
bằng công của trọng lực
sinh ra trong quá trình
vật rơi. Viết biểu thức
tính công của trọng lực.









2.Thế năng trọng
trường:
a. Định nghĩa: Thế
năng trọng trường (thế
năng hấp dẫn) của một
vật là dạng năng lượng
tương tác giữa Trái đất
và vật; phụ thuộc vào vị
trí của vật trong trọng
trường.
b. Biểu thức: Wt =
Đơn vị: m(kg);
g(m/s
2

); z(m); Wt
(J)







Hoàn thành yêu
cầu C3
Nếu chọn mốc
thế năng tại vị trí O
thì:
Tại O thế năng =
0
Tại A thế năng >
0
Trả lời C2 ?
Đơn vị của các đại lượng
?
Lưu ý: z là độ cao của
vật so với vật chọn làm
mốc để tính thế năng gọi
là mốc thế năng. Tuỳ
theo cách chọn mốc thế
năng mà z có giá trị khác
nhau. Thông thường
người ta chọn mốc thế
năng là mặt đất. Thế

năng tại mốc sẽ bằng
không.

Trả lời C3 ?
mgz
Trong đó: z là độ cao
vật so với mốc thế năng
(thế năng tại mốc bằng
0). Thông thường chọn
mốc thế năng là mặt đất.
Tại B thế năng <
0

Hoạt động 3: Liên hệ giữa độ giảm thế năng và công
của trọng lực.
Thế năng tại M:
W
t(M)
= mgz
M

Thế năng tại N:
W
t(N)
= mgz
N
Độ giảm thế
năng:
W
t

= W
t(M)
-
W
t(N)

= mgz
M
– mgz
N

= mg(z
M
– z
N
) =
= mg.MN = A
MN
Độ giảm thế năng
của vật bằng công

Một vật khối lượng m
rơi từ điểm M có độ cao
Z
M
đến điểm N có độ
cao Z
N
(Z
M

> Z
N
). Thế
năng của vật tăng hay
giảm? Tìm độ giảm thế
năng của vật ?


Kết luận gì ?

Thực nghiệm chứng
3) Liên hệ giữa biến
thiên thế năng và công
của trọng lực:
Độ giảm thế năng
của vật giữa hai điểm
bằng công của trọng lực
di chuyển vật giữa hai
điểm đó:
A
MN
= W
t
(M) –
W
t
(N)

của trọng lực.


Nhận xét:
Khi độ cao giảm,
thế năng giảm,
trọng lực sinh công
dương.
Khi độ cao tăng,
thế năng tăng, trọng
lực sinh công âm.
Hoàn thành yêu cầu
C4, C5
tỏ công thức vẫn đúng
khi M và N không cùng
nằm trên đường thẳng
đứng và vật đang xét
chuyển dời từ M đến N
theo quĩ đạo bất kỳ.
Nhận xét liên hệ giữa
tác dụng của trọng lực
với sự tăng (giảm) thế
năng của vật ?


Trả lời C4, C5 ?
Vậy hiệu thế năng của
một vật chuyển động
trong trọng trường không
phụ thuộc vào việc chọn

mốc thế năng.




Hệ quả:
Khi vật giảm độ cao,
thế năng giảm, trọng lực
sinh công dương.
Khi vật tăng độ cao,
thế năng tăng, trọng lực
sinh công âm.
4.Củng cố - vận dụng: Khái niệm trọng trường, thế năng,
biểu thức thế năng hấp dẫn, liên hệ giữa độ giảm thế năng
bằng công của trọng lực.
Vận dụng:
Câu 1: Khi nói về thế năng, phát biểu nào sau đây là
đúng?
A.Thế năng trọng trường luôn mang giá trị dương vì độ
cao z luôn luôn dương
B.Độ giảm thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế
năng
C.Động năng và thế năng đều phụ thuộc tính chất của lực
tác dụng
D.Trong trọng trường, ở vị trí cao hơn vật luôn có thế
năng lớn hơn
Trong các đại lượng sau đây:
I. Động lượng II. Động năng III. Công
IV.Thế năng trọng trường
Câu 2: Đại lượng nào là đại lượng vô hướng?

A.I, II, III B.I, III, IV C.II, III, IV
D.I, II, IV
Câu 3: Đại lượng nào luôn luôn dương ( hoặc bằng 0 )?
A.I, II, III B.I, III, IV C.II, III, IV
D.II
5. Dặn dò: Học bài, làm bài tập 2, 3, 4, 5 SGK trang141.
Chuẩn bị phần còn lại của bài:
Xem lại định luật Hooke
Công thức tính công của lực