Bài 27 ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG I. MỤC TIÊU - Hiểu rõ khái niệm động năng là một dạng năng lượng cơ học mà mọi vật có khi chuyển động. - Nắm vững hai yếu tố đặc trưng của động năng: dộng năng phụ thuộc cả khối lượng và vận tốc của vật. - Hiểu được mối quan hệ giữa công và năng lượng thể hiện cụ thể qua nội dung định lý động năng. - Vân dụng thành thạo biểu thức tính công trong định lí động năng để giải một số bàitoán liên quan đến động năng: xác định động năng( hay vận tốc) của vật trong quá trình chuyển động khi có công thực hiện, hoặc ngược lại, từ độ biến thiên động năng tính được cong và lực thực hiên công đó. II. CHUẨN BỊ - Vật nặng ; sợi dây và ròng rọc III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Định nghĩa công cơ học và đơn vị công ? Viết biểu thức tính công trong trường hợp tổng quát ? + Câu 02 : Nêu ý nghĩa công dương và công âm ? Cho thí dụ ? + Câu 03 : Định nghĩa công suất và đơn vị ? Nêu ý nghĩa của công suất ? 2) Nội dung bài giảng : Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. ĐỘNG NĂNG Trước hết GV cần nhắc lại cho HS về định nghĩa năng lượng “Năng lượng là một đại lượng Vật Lý đặc trưng cho khả năng thực hiện công của một vật hay một hệ” Ví dụ : Thác nước có khả năng thức hiện công làm quay tua pin hơi động cơ. 1/ Định nghĩa động năng GV : Khi có một vật đang chuyển động thì vật lại có khả năng sinh công làm chuyển động hay biến dạng những vật cản trở nó khi đó ta nói vật có năng lượng và năng lượng đó được gọi là động năng. Vậy động năng là gì ? HS : Động năng của một vật là năng lượng mà vật có do nó chuyển động * Biểu thức động năng GV : Chẳng hạn như bây giờ ta đẩy một chiếc xe với một lực F cho xe chuyển động một quãng đường s với lực F có phương ngang như hình vẽ sau : Theo định luật II Newton F = m.a . Khi đó công được tính như thế nào ? HS : A = Fs = T.ma GV : Mặt khác ta có : v 2 – v 0 2 = 2as s v a 2 2 0 A = -m.( v 2 /2s) = ½ mv 2 Thực ra : Đẩy xe mạnh hơn để vận tốc I. ĐỘNG NĂNG 1/ Định nghĩa Động năng của một vật l à năng lượng do chuyển động m à có. Đ ộng năng bằng một nữa tích của khối lượng và bình phương v ận tốc của vật. Kí hiệu Wđ 2 2 mv W d * Trong đó : + Wd : Động năng của vật (J) + m : Khối lượng của vật (kg) + v : Vận tốc của vật (m/s ) tăng. Nếu ta đặt thêm quả nặng lên xe để tăng m, với lực F có độ lớn không đổi các em cho biết xe chuyển động với quãng đường như thế nào so với trường hợp ban đầu ? HS : Với lực F có độ lớn không đổi các em cho biết xe chuyển động với quãng đường như thế nào so với trường hợp ban đầu ? ! GV : Như vậy động năng phụ thuộc m,v 2/ Đặc điểm GV : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3/ Thí dụ : GV : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2/ Đặc điểm - Động năng là đại lư ợng vô hướng và luôn luôn dương. - Vận tốc có tính chất tương đ ối nên động năng cũng có tính t ương đối. - Công th ức xác định động năng 2 2 mv W d c ũng đúng cho vật chuyển động tịnh tiến. 3/ Thí dụ : Một xe tải có khối lư ợng M = 10 tấn chuyển động v ới vận tốc 60 km/h. a) Tìm động năng của xe ? b) Một ôtô đua khối lư ợng 400 kg sẽ có vận tốc v bằng bao nhi êu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ nếu khi chuyển động có c ùng động năng với xe tải nói trên ? Bài giải Vận tốc của xe tải : V = 3600 1000.60 = 16,7 m/s Động năng của xe tải là : Wđ = 2 2 MV = 1395 kJ Ôtô đua có cùng đ ộng năng với xe tải : 2 2 22 MVmv v = V m M = 60 400 10 4 = 60,5 km/h II. ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG 1/ Định lí động năng _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ II. ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG 1/ Định lí động năng GV : Ta giả sử có một chiếc xe đang chuyển động với vận tốc v 1 , khi ta tác dụng lên xe một ngoại lực F thì xe sẽ nhận được một gia tốc a và biến đổi vận tốc là v 2 . Khi đó công thực hiện tác dụng lên xe : A 12 = F.s (1) - Mà : F = m.a (2) - Mặt khác : a vv s 2 2 1 2 2 (3) - Thế (2) và (3) vào (1) A 12 = m.a. a vv 2 2 1 2 2 A 12 = Wd 2 – Wd 1 = W Định Ta có : A 12 = F.s (1) - Mà : F = m.a (2) - Mặt khác : a vv s 2 2 1 2 2 (3) - Thế (2) và (3) vào (1) A 12 = m.a. a vv 2 2 1 2 2 A 12 = Wd 2 – Wd 1 - Kết luận : Độ biến thiên đ ộng năng của một vật bằng công c ủa ngoại lực tác dụng lên vật. 2/ Lưu ý : N ếu công của ngoại lực dương ( công phát đ ộng ), động năng của vật tăng ; nếu công n ày lý động năng. GV : Từ biểu thức trên các em cho biết định lý động năng HS : Định lý động năng Ta chú ý thuật ngữ biến thiên của một đại lượng k là hiệu số “ Giá trị sau trừ đi giá trị trước “ : k = k 2 – k 1 Chú ý : Định lý Động Năng không những là một công cụ đơn thuần mà nó còn là một phần ý nghĩa của công ( A = F.S.Cos : Chỉ là biểu thức của công ) Lưu ý III. BÀI TẬP VẬN DỤNG GV : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ âm ( công c ản ), động năng của vật giảm. III. BÀI TẬP VẬN DỤNG Một xe ôtô có khối lư ợng 5 tấn đang chạy với vận tốc 36 km/h thì người lái xe hãm phanh. Xe trư ợt một đoạn 5 m thì dừng lại. T ìm lực ma sát, coi như lực n ày không đổi trong quá trình hãm phanh. Tóm tắt : m = 5 tấn = 5000 kg v 0 = 36 km/h = 10 m/s s = 5 m v = 0 ( Xe dừng lại ) Fms ? Bài giải : Áp dụng định lí động năng A = Fms.S = Wđ - Wđ 0 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Fms.S = 0 - 2 1 mv 2 Fms.S = - S mv 2 2 = - 50’000 N 3) Cũng cố : 1/ Viết biểu thức động năng của vật có khối lượng m chuyển động tịnh tiến với vận tốc v. Đơn vị động năng là gì ? 2/ Phát biểu định lí về động năng ? Từ đó giải thích mối liên hệ giữa công và năng lượng ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 và 4 - Làm bài tập : 1; 2; 3 ; 4 ; 5 và 6 . Bài 27 ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG I. MỤC TIÊU - Hiểu rõ khái niệm động năng là một dạng năng lượng cơ học mà mọi vật có khi chuyển động. - Nắm vững hai yếu tố đặc trưng của động năng: . ta nói vật có năng lượng và năng lượng đó được gọi là động năng. Vậy động năng là gì ? HS : Động năng của một vật là năng lượng mà vật có do nó chuyển động * Biểu thức động năng GV : Chẳng. = 60,5 km/h II. ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG 1/ Định lí động năng _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ II. ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG 1/ Định lí động năng GV : Ta giả sử