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 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 : hai 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 – mg = m l gl m l v 2 2 = = 2mg => 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