tiet 44 Thế năng vật lí 10

Ngày soạn :09/01
Tiết: 44

THẾ NĂNG

I / MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:
1- Kiến thức trọng tâm :
- Phát biểu được đònh nghóa trọng trường, trọng trường đều. Viết được biểu thức trọng lực của một
vật.
- Phát biểu được đònh nghóa và viết được biểu thức của thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn).
Đònh nghóa được khái niệm mốc tính thế năng. Viết được hệ thức liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và
công của trọng lực.
- Phát biểu được đònh nghóa và viết được biểu thức của thế năng đàn hồi.
2 -Kỹ năng :
- Vận dụng được công thức tính thế năng hấp dẫn vat thế năng đàn hồi để giải các bài tập đơn
giản, cơ bản trong SGK và các bài tập tương tự.
3-Tư tưởng, liên hệ thực tế, giáo dục hướng nghiệp :
Giải thích sự tồn tại năng lượng ở dạng thế năng trong một số ví dụ.
II / CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ:
1- Chuẩn bò của thầy: -Tìm những ví dụ thực tế (tranh, ảnh) về những vật có thế năng có thể
sinh công.
2- Chuẩn bò của trò :
- Ôn lại khái niệm thế năng, trọng lực đã học trong chương trình THCS.
- Ôn lại công thức tính công của một lực.
III.TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1-Ổn đònh tổ chức:
2-Kiểm tra bài cũ: (3 phút)
Trong các trường hợp sau:
+ Vật nặng được đưa lên một độ cao z,
+ Vật nặng gắn vào đầu một lò xo đang bò nén,
+ Mũi tên đặt vào cung đang giương,

Các vật này đều có khả năng sinh công, nghóa là chúng đều mang năng lượng. Dạng năng lượng này gọi
là thế năng.
Hoạt động 1 (5phút) :Nhắc lại kiến thức cũ. Đặt ra vấn đề cần nghiêng cứu.
Làm quen với khái niệm trọng trường, trọng trường đều .
Thời
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Kiến thức cơ bản
lượng

5’

GV: +Một chiếc máy bay ở
độ cao h so với mặt đất thì
năng lượng của máy bay
tồn tại ở dạng nào?- Nén
một lò xo, năng lượng của
lò xo tồn tại ở dạng nào?
GV: Vậy thế năng của các
vật phụ thuộc vào yếu tố
nào? Biểu thức toán học
nào thể hiện mối quan hệ
đó?

HS: Máy bay có thế năng hấp
dẫn. Lò xo có thế năng đàn
hồi.

HS: Nhận thức vấn đề cần
nghiên cứu.

Hoạt động 2 (20phút) : -Tìm hiểu về thế năng trọng trường (hay thế năng hấp dẫn).
Thời
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Kiến thức cơ bản

lượng

5’

5’

GV: Mọi vật xung quanh Trái
Đất đều chòu tác dụng của lực
hấp dẫn do Trái Đất gây ra,
lực này gọi là trọng lực. Ta nói
rằng xung quanh Trái Đất tồn
tại một trọng trường.
GV: Biểu hiện của trọng
trường là sự xuất hiện trọng
lực tác dụng lên một vật khối
lượng m đặt tại một vò trí bất kì
trong khoảng không gian có
trọng trường. Công thức của
trọng lực của một vật khối
lượng m
ur có dạ
r ng:

P = mg
(1)
r
Với g là gia tốc rơi tự do hay
còn gọi là gia tốc trọng trường.
GV:+ C1:Em hãy chứng tỏ
rằng, trọng trường đều mọi vật
(nếu không chòu tác dụng của
một lực nào khác) sẽ chuyểrn
động với cùng một gia tốc g ,
gọi là gia tốc trọng trường.
GV: Qủa tạ búa máy khi rơi từ
trên cao xuống thì đóng cọc
ngập vào đất, nghóa là thực
hiện công. Vậy quả tạ ở trên
cao có năng lượng. Dạng năng
lượng này phụ thuộc vào yếu
tố nào?
GV: Sở dó vật có thế năng hấp
dẫn là do vật chòu tác dụng của

I - THẾ NĂNG TRỌNG
TRƯỜNG:
1. Trọng trường:

HS: Cá nhân tiếp thu thông
báo, ghi nhớ.

Biểu hiện của trọng trường
là sự xuất hiện trọng lực tác

dụng lên một vật khối lượng
m đặt tại một vò trí bất kì
trong khoảng không gian có
trọng trường.
Cônu
gr thứcrcủa trọng lực
P = mg (1)

HS: Cá nhân hoàn thành
C1:
r
r lực tác dụng mg r
a=
=
=g
khối lượng
m

HS: Năng lượng của quả tạ
phụ thuộc vào vò trí của nó
so với mặt đất và khối lượng

r
g gọi là gia tốc trọng
trường.


5’

5’

Thời
lượng

7’

lực hút do Trái Đất gây ra, bởi
vậy thế năng này là thế năng
hấp dẫn (hay thế năng trọng
trường). Kí hiệu là Wt.
GV: +Phát biểu đònh nghóa và
xây dựng biểu thức của thế
năng trọng trường?
* 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. Chú ý quan hệ trọng
lực của vật với khối lượng của
vật.
-Nêu đơn vò của các đại lượng
trong biểu thức thế năng hấp
dẫn?
GV: Thông thường ta lấy mặt
đất làm mốc để tính độ cao.
Nhưng cũng có thể tính độ cao
so với các vật khác như mặt
bàn, đáy giếng,… Tùy cách
chọn vò trí làm mốc mà độ cao
z có giá trò khác nhau, tức là độ

lớn của thế năng hấp dẫn phụ
thuộc vào mốc được chọn để
tính độ cao. Do vậy, khi xét
thế năng, phải nói rõ thế năng
so với vật mốc nào. Thế năng
tại mốc bằng không.
GV:Em hãy trả lời câu hỏi C3?

của nó.

HS: Thảo luận chung ở lớp:
-Thế năng trọng trường của
một vật là dạng năng lượng
tương tác giữa Trái Đất và
vật, nó phụ thuộc vào vò trí
của vật trong trọng trường.

2. Thế năng trọng trường:
a. Đònh nghóa:
Thế năng trọng trường
của một vật là dạng năng
lượng tương tác giữa Trái
Đất và vật, nó phụ thuộc
vào vò trí của vật trong
trọng trường.

HS: - Công: A = P.z = mg.z
⇒ thế năng hấp dẫn:
Wt = mgz

b. Biểu thức:
A = P.z = mg.z (2)
+Khi một vật khối lượng m
đặt ở độ cao z so với mặt
đất (trong trọng trường của
Trái Đất) thì thế năng trọng
trường của vật được đònh
nghóa bằng công thức:
Wt = mgz (3)

HS: Nếu chọn mốc thế năng
tại vò trí O thì:
- Tại O thế năng bằng 0.
- Tại A thế năng lớn hơn 0.
- Tại B thế năng nhỏ hơn 0.
Hoạt động 3 (15phút) : -Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực.
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Kiến thức cơ bản

GV: + Một vật có khối lượng m
rơi từ điểm M có đọ cao zM đến
điểm N có độ cao zN. Tìm độ
biến thiên thế năng của vật đó?
GV: Hãy so sánh độ biến thiên
này với công của trọng lực trong
quá trình đó?

HS: -Độ biến thiên thế
năng:

∆Wt = Wt ( N ) − Wt ( M )

3. Liên hệ giữa biến thiên
thế năng và công của trọng
lực:

= mgzN – mgzM

-Độ biến thiên thế năng:
∆Wt = Wt ( N ) − Wt ( M )

HS:- Công của trọng lực:

= mgzN – mgzM


AMN = p(zM – zN)
= mg(zM – zN)
- Công của trọng lực:
= mgzM - mgzN
AMN = p(zM – zN)
GV: Nêu kết quả tổng quát trong
= mg(zM – zN)
trường hợp hai điểm M,N không Vậy: AMN = −∆Wt
= mgzM - mgzN
cùng trên đường thẳng đứng và
vật nhỏ đang xét chuyển dời từ
Vậy: AMN = −∆Wt
M đến N theo một đường bất kì?
8’

GV: Nhận xét liên hệ giữa tác
*Nhận xét:
HS: Nhận xét:
dụng của trọng lực với sự tăng
-Khi vật giảm độ cao thì thế
-Khi vật giảm độ cao thì
(giảm) thế năng của vật?
thế năng giảm và trọng lực năng giảm và trọng lực sinh
công dương.
sinh công dương.
-Khi vật tăng độ cao thì thế -Khi vật tăng độ cao thì thế
năng tăng và trọng lực sinh năng tăng và trọng lực sinh
công âm.
công âm.
GV: Em hãy hoàn thành yêu cầu HS: - Nếu chọn mốc thế
C4?
năng tại O:
Wt (M) – Wt (N) =
= mgzM – mgzN = mgMN
-Nếu chọn mốc thế năng
tai N:
Wt (M) – Wt (N) =
= mgzM – 0 = mgMN
GV: -Vậy hiệu thế năng của một
vật chuyển động trong trọng
trường không phụ thuộc vào việc
chọn gốc thế năng.
4. dặn dò (2ph):
-Các em về nhà học bài, làm bài tập trong SBT và xem bài học tiếp theo.
- Ôân lại các kiến thức về: động năng, biểu thức tính công của một lực và các công thức của chuyển

động thẳng biến đổi đều.Hôm sau học bài mới.
IV-RÚT KINH NGHIỆM, BỔ SUNG:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Bài toán :
Một vật có khối lượng m , di chuyển từ nơi có độ cao h1 đến nơi có độ cao h2 . Xác đònh công của
lực tác dụng vào vật trong hai trường hợp
a, Vật rơi tự do
b, Vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng β
So sánh với độ biến thiên thế năng? Nhận xét?
uu
r
N
h


F1


P
h1


F2
h2


P

β

lực

Bài giải :
a, Trọng lực tác dụng vào vật làm vật di chuyển quãng đường h = h1 – h2 cùng hướng với trọng
P nên công của trọng lực là :A = P . h = mg ( h1 – h2 )
(1)
b, Lực tác dụng vào vật theo hướng chuyển động là một thành phần của trọng lực
F1 = P sin β = mg ( h1 – h2 ) / S .
Công của trọng lực lúc này là :
A = F1. S = mg ( h1 – h2 )
(2)