Tĩnh học lớp 10 - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN CƠ NĂNG
I/ MỤC ĐÍCH U CẦU : – Nắm được định luật trong trường hợp trọng
lực.
II/ CHUẨN BỊ :
1. Tài liệu tham khảo : Sách giáo viên, sách giáo khoa
2. Phương tiện, đồ dùng dạy học:
3. Kiểm tra bài cũ:
III/ NỘI DUNG BÀI MỚI :
1. ĐỊNH LUẬT BẢO TÒAN CƠ NĂNG
1. Định nghĩa cơ năng:
Tổng của động năng và thế năng:
W = Wđ + Wt
2. Trườnghợp trong lực:
Xét vật rơi tự do từ A đến B
Tại A: Wđ1 =

1
mv12
2

Wt1 = mgh1
Tại B: Wđ2 =

1
mv 22
2

Wt2 = mgh2


Công trọng lực từ A đến B:

A= mg ( h1h2 ) > 0
 Động năng của vật tăng:
Wđ2  Wđ1 =

1
1
mv22  mv12
2
2

Đồng thời thế năng của vật gĩam:
Wt1 Wt2 = mg ( h1h2 )
Vậy :
+ Độ tăng động năng = độ giãm thế năng
Wđ2  Wđ1 = Wt1 Wt2
Wđ2 + Wt2 = Wđ1 + Wt1
W2 = W1
+ Cơ năng được bảo toàn
+ Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng: (SGK)
3. Trường hợp lực đàn hồi:
Xét vật m được móc vào đầu lị xo nằm ngang
kéo lị xo dãn ra đoạn x = OA rồi buông ( nếu
không ma sát ) m dao động qua lại quanh O
Tại A :
đại

Wđ = 0

Wt : cực

Từ A > O

Wđ tăng

Tại O :

Wđ cực đại

Wt = 0

Từ O > B

Wđ giãm

Wt

Wđ = 0

Wt :

Wt : giảm

tăng
Tại B :
cực đại
4. Định luật bảo toàn cơ năngtổng quát:
( SGK)
II. ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
CƠ NĂNG  CON LẮC ĐƠN

 Định nghĩa con lắc đơn: gồm vật năng m treo
bằng dây khơng giãn có chiều dài l
 Bài tốn áp dụng :
Tìm VB ?
Chọn độ cao tại B bằng 0
Tại A : Wt1 = mgh
Tại B : Wt2 = 0

Wđ1 = 0

Wđ2 =

1
mVB2
2

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng : WA = WB


mgh =

1
mVB2  VB
2

2gh

với h = l (1 – cos  )

BÀI TẬP

I/ MỤC ĐÍCH YÊU CẦU : Hs vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng
để giải những bài tập đơn giản.
II/ CHUẨN BỊ :
1. TÀI LIỆU THAM KHẢO
2. PHƯƠNG TIỆN, ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
3. KIỂM TRA BÀI CŨ: Biểu thức định nghĩa động năng, thế năng
vật nặng? Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng?
III/ NỘI DUNG BÀI MỚI:
(trang 162)
Bài 3) Cơ năng ban đầu của vật WCo = Wđo + Wto
Cơ năng của vật khi tới chân mặt nghiêng :
WC = Wđ Wt = mv2 + 0


2
Vì hệ vật và trái đất là hệ kín, khơng ma sát nên:
WC = WCo  mv2 = mgh v = V 2gh
2
v = 2.10. 10 sin 30o = 10m/s

Bài 4) a/ Gọi H là độ cao cực đại. Cơ năng của vật
ở độ cao H:
WC = Wđ + Wt = 0 + mgh
Cơ năng của vật lúc bắt đầu nén:
WCo = Wđo + Wto = mv2o + 0
2
Vì vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực
nên theo định luật bảo toàn cơ năng:
WC = WCo mgh = mvo2 H = vo2 = 100 = 5m
2

2g

20

b/ Gọi h1 là độ cao mà ở đó thế năng và động năng
của vật bằng nhau. Theo đlbtcn:
Wđ1 + Wt1 = WCo mà Wđ1 = Wt1 nên:
Wt1 + Wt1 = 2Wt1 = WCo <=>2mgh1 = mvo2/2


<=> h1 = vo2/4g = 100/40 = 2,5m
c/ Gọi h2 là độ cao mà ở đó thế năng = 1/2 động
năng
Theo đlbt cơ năng: 3Wđ 2 = WCo
Do đó ở độ cao này thì Wđ 2 + Wt2 = 2 Wt2 + Wt =
3Wt
<=> 3 mgh2 = mvo2/2 <=> h2 = vo2 /6g = 100/60 =
5/3m