định luật bảo toàn cơ năng

Thiết lập định luật: a.Trường hợp trọng lực: Xét một vật có khối lượng m ,rơi tự do,lần lượt qua hai vị trí A, B có độ cao hA và hB tương ứng,với vận tốc , .V rA V rB... Thiết lập định

KIỂM TRA BÀI CŨ

1 Viết công thức tính động năng,thế năng đàn hồi,thế năng trọng trường

2 Viết biểu thức tính công của lực chịu tác

dụng của lực đàn hồi trong biến dạng của lò xo Giải thích các đại lượng,và nêu đơn vị các đại lượng

Xét chuyển động sau

Bài 37: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

CƠ NĂNG

Lớp Sư phạm Lý k29

Con lắc đơn gồm một vật nhỏ có khối lượng m,treo ở đầu một sợi dây không giãn,có chiều dài l,đầu kia của dây được giữ cố định

I Thiết lập định luật:

a.Trường hợp trọng lực:

Xét một vật có khối lượng m ,rơi tự do,lần lượt qua hai vị trí A, B có độ cao hA và hB tương ứng,với vận tốc , V rA V rB

I Thiết lập định luật: Tại A và B tồn

tại những dạng năng lượng

nào?

hA

hB

A

B

Z

A

Vr

B

Vr

I Thiết lập định luật:

Công của trọng lực khi vật rơi tự do qua hai vị trí bất kì A và B:

Khi đó theo định

lý động năng ,công của trọng lực được tính như

thế nào?

2 mV B − 2 mV A

AAB = WđB – WđA =

Mặc khác:

AAB = WtA- WtB= mghA - mghB

Suy ra: mghA – mghB = - 1 2

2 mV A

2

1

2 mV B

Nên : WđB – WđA = WtA- WtB

I Thiết lập định luật:

Tổng động năng và thế năng được gọi là cơ năng của vật

Biểu thức :W = Wđ + Wt

Kí hiệu: W

Đơn vị : Jun (J)

Từ (1) suy ra: WA = WB

Hay: mghA + = mgh1 2 B + (1)

2 mVA

2

1

2 mV B

Khi đó độ tăng động năng và độ giảm thế năng có mối quan hệ

như thế nào?

Khi động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại

I Thiết lập định luật:

Với A , B là những vị trí bất kì, do đó ta có thể khái quát định luật bảo toàn cơ năng như sau:

“Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực luôn được bảo toàn (không đổi theo thời gian).”

Cơ năng

Wđ

Wt

cực đại

W=h.số

Wt= mgz

Wt cực đại

z Hình 37.3 Đồ thị biểu diễn định luật bảo toàn

C1 Một vật được thả rơi tự do từ độ cao h xuống đất Hãy áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để chứng tỏ rằng vận tốc của vật khi chạm đất là :

V = 2gh

Chọn gốc thế năng tại mặt đất.

Cơ năng của vật tại vị trí vật có độ cao h :

W1 = mgh

Cơ năng của vật tại mặt đất :

W2 =

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho quá trình chuyển động của vật , ta được :

W1 = W2

hay : mgh =

2

1

2 mV

2

1

2 mV

2gh

I Thiết lập định luật:

b.Trường hợp lực đàn hồi:

Xét lò xo :

I Thiết lập định luật:

b.Trường hợp lực đàn hồi:

Lực đàn hồi cũng là lực thế

Như vậy,công thức cơ năng sẽ được viết như

thế nào?

Tương tự như trong trường hợp trọng lực,ta có cơ năng của vật được bảo toàn :

W = Wđ + Wđh = hằng số1 2 1 2

2 mV + 2 kx =

I Thiết lập định luật:

b.Trường hợp lực đàn hồi:

Khi đó xét động năng và thế năng của vật tại vị trí biên và tại vị trí cân bằng:

Tại biên A ,B: Wđ cực tiểu , Wt cực đại

Tại vị trí cân bằng : Wđ cực đại , Wt cực tiểu

Thế năng và động năng của vật tại hai biên

và tại vị trí cân bằng như thế

nào?

I Thiết lập định luật:

c.Từ đó có thể khái quát nên định luật bảo toàn cơ năng đối với vật chuyển động trong trường lực thế bất kì :

“Cơ năng của vật chỉ chịu tác

dụng của những lực thế luôn bảo toàn.”

Em nào có thể phát biểu định luật trong trường hợp tổng

quát?

I Thiết lập định luật:

phải là lực thế.

Theo định lý động năng:

Alực thế +Alực không thế = Wđ2 – Wđ1

Mà : Alực thế = Wt1 – Wt2

Suy ra :Alực không thế = (Wđ2 + Wt2) – ( Wđ1 + Wt1)

= W2 – W1

Công do lực tác dụng trong trường hợp này được tính như thế nào?

I Thiết lập định luật:

II Biến thiên cơ năng Công của lực không

phải là lực thế

Như vậy,khi vật chịu tác dụng của lực không

phải là lực thế , cơ năng của vật không bảo toàn và công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật.

Để có thể tung người lên cao, các diễn viên xiếc đã làm như sau: Diễn viên thứ nhất đứng ở đầu một tấm ván đặt trên một giá đỡ ở

giữa,đầu kia của tấm ván được nâng lên cao Diễn viên thứ hai nhảy từ trên cao xuống đầu tấm vấn đó Kết quả là diễn viên thứ nhất thực hiện được cú tung người lên cao Giải thích vì sao diễn viên thứ nhất tung được người lên cao?

I Thiết lập định luật:

II Biến thiên cơ năng Công của lực không

phải là lực thế

III Bài tập vận dụng: