Tài liệu Giáo án vật lí 10 tiết 45

Trường THPT Phạm Phú Thứ
Ngày soạn: 29/01/2010
Người soạn: Nguyễn Quốc Trưởng
Tiết: 45
Bài: 27
CƠ NĂNG.
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức: - Thiết lập và viết được công thức tính cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường.
- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường.
- Viết được công thức tính cơ năng của một vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo.
- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo.
2. Kĩ năng: - Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường để giải một số bài
toán đơn giản.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên: Chuẩn bị một số thiết bị trực quan (con lắc đơn, con lắc lò xo, sơ đồ nhà máy thủy điện).
Học sinh: Ôn lại các bài: Động năng, thế năng.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định và kiểm tra sĩ số lớp. (1 phút)
2. Kiểm tra bài cũ học sinh. (5 phút)
Câu hỏi: - Nêu định nghĩa trọng trường, trọng trường đều.
- Nêu định nghĩa và viết biểu thức của thế năng trọng trường.
- Nêu mối liên hệ giứa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực.
- Viết công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo.
3. Tiến trình dạy bài mới:
Thời gian Hoạt động của GV-HS Nội dung trọng tâm
20 phút
Hoạt động 1: Cơ năng của vật chuyển động
trong trọng trường.
GV yêu cầu HS tham khảo SGK để tìm hiểu
về cơ năng của vật chuyển động trong trọng
trường.

GV: Khi vật chuyển động trong trọng trường
thì vật có thể có những dạng năng lượng nào?
HS: Vật có thể có thế năng và động năng.
GV: Tổng động năng và thế năng của một vật
gọi là cơ năng của vật đó.
HS lắng nghe, ghi nhớ.
GV yêu cầu HS tham khảo SGK và kết hợp
với hướng dẫn của GV để xây dựng định luật
bảo toàn cơ năng.
GV: Xét vật m chuyển động trong trọng
trường từ M đến N như hình vẽ.
GV: Hãy xác định công của trọng lực khi vật
di chuyển từ M đến N?
HS:
)N(W)M(WA
ttMN
−=
(1)
Mặt khác vât chỉ chịu tác dụng của trọng lực
nên công của trọng lực cũng chính bằng độ
biến thiên động năng.
)M(W)N(Wmv
2
1
mv
2
1
A
đđ
2

1
2
2MN
−=−=

(2)
GV: Có nhận xét gì về (1) và (2)?
HS:
)M(W)N(W)N(W)M(W
đđtt
−=−
I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng
trường.
1. Định nghĩa:
Cơ năng của một vật:
tđ
WWW
+=
Đối với vật chuyển động trong trọng trường:
mgzmv
2
1
W
2
+=
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động
trong trọng trường.
Hay:
)N(W)N(W)M(W)M(W
tđtđ

+=+
GV: Có nhận xét gì về cơ năng tại hai vị trí M
và N?
HS: Theo định nghĩa cơ năng:
)N(W)M(W
=
GV chú ý nhấn mạnh trong quá trình vật
chuyển động thì động năng và thế năng thay
đổi nhưng cơ năng của vật không đổi.
GV: Khi vật chuyển động thì có sự chuyển hóa
qua lại giữa động năng và thế năng.
GV: Khi động năng tăng thì?
HS: Thế năng giảm và ngược lại. Khi động
năng cực đại thì thế năng cực tiểu.
GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C1.
Cá nhân HS hoàn thành yêu cầu C1.
)N(W)M(W
=
Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ
chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật
là một đại lượng bảo toàn..
=+=
tđ
WWW
hằng số.
Hay:
=+
mgzmv
2
1

2
hằng số.
3. Hệ quả
- Nếu động năng giảm thì thế năng giảm.
- Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng
cực tiểu và ngược lại.
10 phút
Hoạt động 2: Cơ năng của vật chịu tác dụng
của lực đàn hồi.
GV cho HS thừa nhận biểu thức bảo toàn cơ
năng của lực đàn hồi.
GV chú ý nhấn mạnh cho HS thấy rằng đinh
luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển
động chỉ dưới tác dung của trọng lực và lực
đàn hồi. Các trường hợp khác khi vật chịu
thêm tác dụng của lực ma sát, lực cản… thì cơ
năng của vật sẽ biến đổi tức là không còn bảo
toàn. Khi đó công của các lực này sẽ bằng độ
biến thiên cơ năng.
GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C2.
Cá nhân HS hoàn thành yêu cầu C2.
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn
hồi.
Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi
gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì
trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng
được tính bằng tổng động năng và thế năng
đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.
=∆+=
22

)l(k
2
1
mv
2
1
W
hằng số.
3 phút
Hoạt động 3: Củng cố.
GV nhắc lại các kiến thức trọng tâm học sinh
cần nắm:
- Định nghĩa cơ năng.
- Cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của trọng
lực và lực đàn hồi là một đại lượng bảo toàn.
- Viết được công thức của định luật bảo toàn
cơ năng.
Yêu cầu HS hoàn thành các bài tập trong SGK
và các bài tập tương tự trong sách BT.
Hoạt động 4. Vận dụng. ( 6 phút)
Câu 1: : Quan sát chuyển động của một con lắc. Chọn gốc thế năng tại vị trí thấp nhất (vị trí cân bằng), hãy cho
biết phát biểu nào sau đây là đúng:
A. Tại vị trí cân bằng: Thế năng cực tiểu và động năng cực đại.
B. Tại vị trí biên: Thế năng cực đại và động năng cực tiểu.
C. Tại vị trí bất kì: Động năng và thế năng chuyển hóa nhau.
D. Cả A, B, C đều đúng.
Câu 2: : Một vật có khối lượng m được thả rơi không vận tốc đầu từ độ cao h. Tìm vận tốc của vật ở độ cao h’.
A.
'
gh v

=
B.
'
2gh v
=
C.
)h -2g(h v
'
=
D.
)h -g(h v
'
=
IV. RÚT KINH NGHIỆM