GIÁO án GIẢNG dạy bài 27 cơ NĂNG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM
TRƯỜNG THPT HOÀNG HOA THÁM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự Do-Hạnh Phúc

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY
BÀI 27: CƠ NĂNG
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Vĩnh Long
Giáo sinh thực tập : Phạm Hoàng Đạo
Lớp giảng dạy
: 10A2
Ngày thực hiện
: 30/01/2015
I.MỤC TIÊU:
1.Kiến thức:
- Hiểu được khái niệm cơ năng.
-Viết được công thức tính cơ năng của một vật trong trọng trường và trong trường lực đàn hồi.
-Hiểu được định luật bảo toàn cơ năng của một vật.
2.Kỹ năng:
-Vận dụng được khái niệm cơ năng, định luật bảo toàn cơ năng để giải thích các hiện tượng trong cuộc sống và
giải bài tập liên quan.
3. Phát triển tư duy
-Rèn luyện tư duy phê phán trong quá trình xây dựng bài học.
-Rèn luyện tư duy logic trong việc giải bài tập.
4.Thái độ, đạo đức:
- Hiểu được giá trị quan trong của vật lý trong cuộc sống ( qua nhưng ví dụ về thực tiễn như đập thủy điện, con
lắc ….).
- Kích thích tinh học học tập, yêu mến bộ môn vật lý của học sinh.

II.CHUẨN BỊ

Giáo viên:
- Giáo án giảng dạy.
Học sinh:
-Nắm được kiến thức về động năng, thế năng ở các bài học trước.
-Nắm được kiến thức về cơ năng đã học ở lớp 8.
III.PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
-Phương pháp chính: Giảng giải.
-Phương pháp phụ : Đàm thoại.
IV.TIẾN TRÌN DẠY VÀ HỌC
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC
HOẠT ĐỘNG TRỢ GIÚP CỦA
SINH
GIÁO VIÊN
KIỂM TRA BÀI CŨ (3 phút)
-HS trả lời:
-GV đặt câu hỏi:
1.Động năng là một dạng năng 1.Động năng là gì? Công thức
lượng của vật có được khi vật xác định động năng?
chuyển động.
2.Công thức tính thế năng trọng
trường và thế năng đàn hồi?
1 2
mv
2
Công thức: Wđ=
2. Thế năng trọng trường:

1

PHẦN CHO HỌC SINH GHI

CHÉP


Wt=mgz
Wt =

Thế năng đàn hồi:

1
2
k ( ∆l )
2

ĐẶT VẤN ĐỀ (2 phút)
Như ta đã biết khi vật chuyển động thì nó mang năng lượng, được gọi là động năng. Khi vật chịu tác dụng của
các lực thế (lực đàn hồi, trọng lực,…) thì vật có thế năng. Vậy khi vật vừa chuyển động và vừa chịu tác dụng
của các lực thế (lực bảo toàn) thì dạng năng lượng mà vật có được ta gọi là gì? Đó là nội dung của bài học
hôm nay.
I.CƠ NĂNG CỦA VẬT ( 5 phút)
-HS lắng nghe.
-GV lập luận: Khi một vật - Cơ năng của vật:
đang chuyển động và chịu tác W=Wđ+Wt
dụng của lực thế thì năng Đơn vị của cơ năng là Jun (J)
-HS trả lời:
lượng mà vật có được có cả +Cơ năng của vật trong trọng trường:
+Cơ năng của vật trong trọng động năng và thế năng của vật.
1 2
W
=
mv + mgz

Người ta gọi tổng động năng
1 2
2
W = mv + mgz
và thế năng của vật là cơ năng
2
+Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực
của vật.
trường:
1
1
2
+Cơ năng của vật chịu tác dụng -GV yêu cầu học sinh viết
W = mv 2 + k ( ∆l )
công
thức
tính
cơ
năng
của
vật
của
lực
đàn
hồi:
2
2
trong trọng trường và cơ năng đàn hồi:
1 2 1
2

W = mv + k ( ∆l )
của vật chịu tác dụng của lực
2
2
đàn hồi?
Nhận xét:
- GV nhận xét:
Cơ năng của vật là một đại lượng vô
Cơ năng của vật là một đại hướng.
lượng vô hướng.
Cơ năng của vật có thể dương âm hoặc
Cơ năng của vật có thể dương bằng không.
âm hoặc bằng không.
II.ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
1. VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG (15 phút)

2


-HS tiếp thu.

-HS trả lời:
1
1
AuPr = mv2 2 − mv12
2
2
a.
AuPr = mgz1 − mgz2
b.

-GV nêu ra bài toán: Xét một vật có khối
lượng m rơi tự do trong trọng trường lần lượt
qua hai vị trí A và B tương ứng với cácurđộ
v1
cao
uur z1 và z2, và có vận tốc tương ứng là và
v2
. Bỏ qua lực cản không khí.
z1

A

z2

B

Định luật bảo toàn cơ
năng của vật chuyển
động trong trọng trường:
Khi vật chuyển động
trong trọng trường chỉ
chịu tác dụng của trọng
lực thì cơ năng vủa vật là
một đại lượng bảo toàn.
1 2
mv + mgz = const
2

O

1
1
mv2 2 − mv12 = mgz1 − mgz2
2
2

c.
1
1
mv12 + mgz1 = mv2 2 + mgz2
2
2
A

W =W

B

GV yêu cầu học sinh làm các nhiệm vụ sau:
a. Tính công của trọng lực bằng cách áp dụng
định lý động năng.
b. Tính công của trọng lực thông qua thế
năng.
c. Cho bằng nhau hai giá trị của công trọng
lực và so sánh cơ năng tại vị tri A và B?
Từ đó GV phát biểu định luật bảo toàn cơ
năng của vật chuyển động trong trọng
trường: Khi vật chuyển động trong trọng
trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ

năng vủa vật là một đại lượng bảo toàn.
1 2
mv + mgz = const
2

-Ta thấy cơ năng là một đại lượng bảo toàn,
vậy nếu động năng của vật tăng thì thế năng
của vật giảm và ngược lại.
-GV đưa ra một bài toán để xét sự chuyển
hóa giữa thế năng và động năng:
Con lắc đơn tạo bởi một vật nặng nhỏ gắn
vào đầu một sợi dây mảnh không co dãn, đầu
kia của dây gắn cố định tại C. Đưa vật lên vị
-HS trả lời:
a. Tại vị trí O thì (Wđ)max, vì tại đây trí A rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống đến O
rồi lên B, sau đó quay lại dao động và cứ thế
(Wt)min.
Tại vị trí A và B thì (Wđ)min vì tại tiếp diễn. Bỏ qua lực cản và ma sát. Chọn
mốc thế năng tại O.
đây (Wt)max.
a. Vị trí nào động năng cực đại?cực tiểu?
b. Quá trình nào động năng chuyển hóa thành
b. Quá trình Wđ→Wt: OA và OB
thế năng?
c. Quá trình nào thế năng chuyển hóa thành
c. Quá trình Wt→Wđ: AO và BO
động năng.

3

- Nhận xét:
Trong quá trình chuyển
động của một vật trong
trọng trường thì:
- Nếu động năng giảm
thì thế năng tăng và
ngược lại.
- Tại vị trí nào đó mà
động năng cực đại thì thế
năng cực tiểu và ngược
lại.


2. VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI (5 phút)
- Ta xét ví dụ về con lắc lò xo.

Định luật bảo toàn cơ
năng của vật chỉ chịu tác
-HS tiếp thu.
dụng của lực đàn hồi:
Khi một vật chuyển động
chỉ chịu tác dụng của lực
Tại vị tri lò uxo
r biến dạng một đoạn ∆l1 thì vật đàn hồi thì cơ năng của
vật là một đại lượng bảo
v1
toàn.
có vận tốc , tại vị trí lò xo biến
uur dạng một 1 2 1
-HS phát biểu:

mv + k (∆l ) 2 = const
v2
Khi một vật chuyển động chỉ chịu
2
2
. Lập luận
tác dụng của lực đàn hồi thì cơ đoạn ∆l2 thì vật có vận tốc là
năng của vật là một đại lượng bảo tương tự như trường hợp lên ta cũng có kết
quả tương tự.
Nhận xét:
toàn.
1 2 1
2
Trong quá trình chuyển
mv + k (∆l ) = const
động của vật (chỉ chịu
2
2
tác dụng của lực đàn hồi)
- GV yêu cầu HS phát biểu định luật bảo toàn thì động năng có thể
cơ năng khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đán chuyển hóa thành thế
hồi.
năng và ngược lại.
- GV lập luận: Cũng tương tự như trường
hợp trên, thì trong quá trình chuyển động của
vật thì động năng có thể chuyển hóa thành
thế năng và ngược lại.
III.BIẾN THIÊN CƠ NĂNG (5 phút)

4

- HS tiếp thu.

- HS tiếp thu.

- HS giải bài tập:
Câu 1:
Chọn mốc thế năng tại vị trí O.
Độ cao của vật tại A là:
h=l-lcosα=l(1-cosα)
Áp dụng định luật bảo toàn cơ
năng tại vị trí O và A:
1
mvo 2 = mgl (1 − cos α )
2

- Ta xét một vật đang chuyển động vừa chịu
tác dụng của lực thế và lực không phải lực
thế (lực ma sát, lực cản,..). Thì cơ năng của
vật có được bảo toàn hay không?
Xét 2 trạng thái của vật:
Trạng thái (1) vật có động năng là W đ1 và thế
năng là Wt1.
Trạng thái (2) vật có động năng là W đ2 và thế
năng là Wt2.
Áp dụng định lý động năng:
A12(lực thế)+A12(lực không thế)=Wđ2-Wđ1
Mà ta có A12(lực thế)=Wt1-Wt2
Vậy

A12(lực không thế)=(Wđ2+Wt2)-(Wđ1+Wt1)
A12(lực không thế)=W2-W1
 W1≠W2
Kết luận: Khi vật vừa chịu tác dụng của lực
thế và lực không thế thì cơ năng của vật
không bảo toàn.
Công của các lực không thế tác dụng lên vật
bằng độ biến thiên cơ năng của vật.
A12(lực không thế)=∆W

IV.BÀI TẬP VẬN DỤNG (10 phút)
Câu 1: Thả con lắc chuyển động tự do từ vị
trí A, tại vị trí này dây hợp với phương thẳng
đứng một góc α. Biết dây treo có chiều dài l.
Tìm vận tốc của con lắc ở điểm thấp
nhất(điểm O), Bỏ qua sức cản không khí.

α

l

vo = 2 gl (1 − cos α )
h

- GV phân tích cho HS: Trong trường
ur hợp
P
này vật chịu tác dụngurcủa trọng lực (lực
T
thế) và lực căng dây (lực không thế).

Nhưng ta có thể áp dụng được định luật bảo
toàn cơ năng, vì chỉ có trọng lực sinh công,

5

- Khi vật vừa chịu tác
dụng của lực thế và lực
không thế thì cơ năng
của vật không bảo toàn.
- Công của các lực
không thế tác dụng lên
vật bằng độ biến thiên cơ
năng của vật.
A12(lực không thế)=∆W


ur
T

Câu 2:
m=2kg ; h=5m; vB=6m/s;
Auuuur
Fms
2
g=10m/s . Tìm
?
Chọn mốc thế năng tại B:
1
Auuuur
+ AuNur = mvB 2 − mgh

Fms
2
1
Auuuur
= mvB 2 − mgh
Fms
2
1
Auuuur
= .2.82 − 2.10.5
Fms
2
Auuuur
= −36 J
Fms


còn lực căng dây không sinh công vì có
phương vuông góc với độ dời tại mọi vị trí.
Câu 2: Một vật nhỏ có khối lượng 2kg, trượt
không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc có độ cao
h=5m. Khi xuống tới chân B vận tốc của vật
là v=8m/s. Tìm công của lực ma sát tác dụng
lên vật?
A
h
B

Giáo viên phân tích đề: Vật sẽ chịu tác dụng
uur

ur
N
P
của trọng lực
(lực
thế),
và
phản
lực
uuur
Fms
(lực khônguurthế),
(lực không thế). Nhưng
N
phản lực không sinh công vì có phương
vuông góc với độ dịch chuyển tại mọi điểm.
Ta sử dụng mối quan hệ giữa độ biến thiên
cơ năng và công của các lực không thế để
giải bài toán này.

V.DẶN DÒ CÔNG VIỆC VỀ NHÀ
- Các em về học bài, làm bài tập trong tờ bài tập.
- Xem trước bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí
VI.RÚT KINH NGHIỆM
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn

6

Giáo sinh thực tập


7