THẾ NĂNG – CƠ NĂNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Tiết 1
Hoạt động 1 (20 phút) : Tìm hiểu thế năng trọng trường.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Giới thiệu khái niệm trọng
trường (trường hấp dẫn).
Yêu cầu học sinh nhắc lại
đặc điểm của gia tốc rơi tự
do.
Giới thiệu trọng trường đều.
Lập luận để cho học sinh
rút ra đặc điểm công của
trọng lực.
Giới thiệu biểu thức tính
công trọng lực.
Đưa ra một số thí dụ cho
học sinh tính công trọng lực.
Giới thiệu khái niệm thế
năng trọng trường.
Giới thiệu sự biến thiên thế
năng khi một vật chuyển
động trong trọng trường.
Đưa ra một số thí dụ cho
học sinh tính công trọng lực.
Ghi nhận khái niệm.
Nêu đặc điểm của gia tốc
rơi tự do.
Ghi nhận khái niệm.
Nêu đặc điểm công của
trọng lực.
Ghi nhận biểu thức tính
công trọng lực.
Tính công trọng lực trong
các thí dụ mà thầy cô cho.
Ghi nhận khái niệm.
Ghi nhận biểu thức.
Tính công của trọng lực
trong các thí dụ mà thầy cô
cho.
I. Thế năng trọng trường.
1. Trọng trường (trường hấp dẫn).
+ Trong khoảng không gian xung quanh Trái Đất
tồn tại một trọng trường (trường hấp dẫn).
+ Trong phạm vi không gian đủ nhỏ, véc tơ gia tốc
trọng trường
→
g
tại mọi điểm dều có phương song
song có chiều hướng xuống và có độ lớn không đổi
thì ta nói trọng trờng trong không gian đó là đều.
2. Công của trọng lực.
+ Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì
công của trọng lực trên một đoạn đường nào đó là
một đại lượng chỉ phụ thuộc vào hiệu độ cao của
điểm đầu và điểm cuối.
+ Công của trọng lực trong quá trình chuyển động
của một vật trong trọng trường được đo bằng tích
của trọng lượng mg với hiệu độ cao điểm đầu và
điểm cuối của đoạn đường chuyển động.
A
MN
= mg(z
M
– z
N
)
3. Thế năng của một vật trong trọng trường.
Thế năng trọng trường của một vật khối lượng m ở
độ cao z (so với độ cao gốc mà ta chọn z = 0) là :
W
t
= mgz
4. Biến thiên thế năng.
Công của trọng lực khi một vật chuyển động trong
trọng trường được đo bằng hiệu thế năng của vật
trong chuyển động đó.
A
MN
= W
t
(M) – W
t
(N)
Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu cơ năng và đònh luật bảo toàn cơ năng.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài giải
Giới thiệu cơ năng của vật tai
một điểm trong trọng trường.
Cho học sinh viết biểu thức tính
cơ năng.
Giới thiệu đònh luật bảo toàn cơ
Ghi nhận khái niệm.
Viết biểu thức xác đònh cơ
năng của vật tại một điểm
trong trọng trường.
II. Cơ năng – Bảo toàn cơ năng.
1. Cơ năng của một vật trong trọng trường.
Cơ năng của một vật tại một điểm nào đó trong
trọng trường là đại lượng đo bằng tổng động năng
và thế năng trọng trường của vật tại điểm đó.
W
M
= W
đ
(M) + W
t
(M) =
2
1
mv
M
2
+ mgz
M
2. Đònh luật bảo toàn cơ năng.
Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ
Tuần: 23 - 24 Bám sát
Ngay soạn: 17/ 01/ 2011
năng.
Cho học sinh viết biểu thức đònh
luật bảo toàn cơ năng.
Yêu cầu học sinh nêu điều kiện
để đònh luật bảo toàn cơ năng
nghiệm đúng.
Giới thiệu mối liên hệ giữa độ
biến thiên cơ năng vàcông của
các lực khác trọng lực.
Yêu cầu học sinh viết biểu thức
liên hệ.
Ghi nhận đònh luật.
Viết biểu thức đònh luật bảo
toàn cơ năng.
Nêu điều kiện để đònh luật
bảo toàn cơ năng nghiệm
đúng.
Ghi nhận mối liên hệ.
Viết biểu thức liên hệ.
chòu tác dụng của trọng lực thì tổng động năng và
thế năng của vật là một đại lượng không đổi.
2
1
mv
1
2
+ mgz
1
=
2
1
mv
2
2
+ mgz
2
= …
3. Sự biến thiên cơ năng.
Nếu một vật chuyển động trong trọng trường có
chòu thêm tác dụng của những lực khác trọng lực thì
cơ năng của vật biến thiên ; độ biến thiên cơ năng
ấy bằng công do các lực khác trọng lực sinh ra
trong quá trình chuyển động.
A = W
2
– W
1
Hoạt động 4 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Yêu cầu học sinh tóm tắt những kiến chủ yếu đã
học trong bài.
Tóm tắt những kiến thức chủ yếu đã học trong bài.
Tiết 2
Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Phát biểu và viết biểu thức đònh luật bảo toàn cơ năng.
Hoạt động 2 (10 phút) : Giải các câu hỏi trắc nghiệm :
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn D.
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn D.
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn A.
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn B.
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn C.
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn C.
Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn B.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Câu IV.1 : D
Câu IV.2 : D
Câu IV.3 : A
Câu IV.4 : B
Câu 4.1 : C
Câu 4.2 : C
Câu 4.3 : B
Hoạt động 3 (25 phút) : Giải các bài tập.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài giải
Yêu cầu học sinh chọn gốc thế
năng.
Yêu cầu học sinh xác đònh
động năng, thế năng tại A và
tại B.
Yêu cầu học sinh viết biểu
thức dònh luật bảo toàm cơ
năng.
Yêu cầu học sinh suy ra vận
tốc tại B.
Yêu cầu học sinh xác đònh các
lực tác dụng lên vật tại B.
Cho học sinh biết tổng hợp hai
Chọn gốc thế năng.
Xác đònh động năng và thế
năng tại A và tại B.
Viết biểu thức đònh luật bảo
toàn cơ năng.
Tính vận tốc tại B.
Xác đònh các lực tác dụng lên
vật tại B.
Viết biểu thức lực hướng tâm.
Bài 15 trang 67.
Chọn gốc thế năng là vò trí điểm B
a) Tại A : W
đA
= 0 ; W
tA
= mgl
Tại B : W
đB
=
2
1
mv
2
; W
tB
= 0
Theo đònh luật bảo toàn cơ năng ta có :
W
đA
+ W
tA
= W
đB
+ W
tB
Hay : mgl =
2
1
mv
2
v =
gl2
b) Tại B vật hai lực tác dụng : Trọng lực
→
P
và
lực căng
→
T
. Tổng hợp hai lực đó tạo thành
lực hướng tâm :
T – mg = m
l
gl
m
l
v 2
2
=
= 2mg
lực đó tạo thành lực hướng tâm.
Yêu cầu học sinh viết biểu
thức lực hướng tâm từ đó suy ra
lực căng T.
Yêu cầu học sinh chọn gốc thế
năng.
Yêu cầu học sinh xác đònh cơ
năng tại A và tại B.
Yêu cầu học sinh so sánh cơ
năng tại B và tại A từ đó rút ra
kết luận.
Yêu cầu học sinh chọn mốc
thế năng.
Yêu cầu học sinh xác đòng cơ
năng của vật tại đính dốc và tại
chân dốc.
Cho học sinh biết cơ năng của
vật không được bảo toàn mà độ
biến thiên cơ năng đúng bằng
công của lực ma sát.
Yêu cầu học sinh viết biểu
thức liên hệ giữa độ biến thiên
cơ năng và công của lực ma sát.
Suy ra lực căng của dây.
Chọn gốc thế năng.
Xác đònh cơ năng tại A.
Xác đònh cơ năng tại B.
So sánh cơ năng tại hai vò trí
và rút ra kết luận.
Chọn mốc thế năng.
Cho biết đònh luật bảo toàn cơ
năng chỉ nghiệm đúng khi nào ?
Viết biểu thức liên hệ giữa độ
biến thiên cơ năng và công của
lực ma sát.
=> T = 3mg
Bài 16 trang 68.
Chọn gốc thế năng tại B.
Cơ năng của vật tại A :
W
A
= mgh
Cơ năng của vật tại B :
W
B
=
2
1
mv
2
=
2
1
mgh
Cơ năng giảm đi : Vậy vật có chòu thêm tác
dụng của lực cản, lực ma sát.
Bài 26.6.
Chọn mốc thế năng tại chân dốc.
Vì só lực ma sát nên cơ năng của vật không
được bảo toàn mà công của lực ma sát bằng độ
biến thiên cơ năng của vật : A
ms
= W
t2
+ W
đ2
–
W
t1
– W
đ1
= 0 +
2
1
mv
2
2
– mgh – 0
=
2
1
.10.15
2
– 10.10.20
= - 875 (J)
Hoạt động 4 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Nêu các bước để giải bài toán áp dụng đònh luật
bảo toàn cơ năng.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 26.7 ;
26.10
Ghi nhận các bước giải bài toán.
Ghi các bài tập về nhà.
IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
Tổ trưởng kí duyệt
17/01/2011
HỊANG ĐỨC DƯỠNG