Bài 34. Động năng. Định lí động năng tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các...
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HỌC PHẦN VẬT LÝ CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Dạng 4: Bài toán áp dụng định lí II về động lượng Phương pháp giải: Bước 1: Chọn chiều dương Bước 2: Áp dụng định lí II về động lượng ta có : . p F t D = D ur ur 0 v . mv m F t - = D r uur ur (*) Bước 3: Chiếu phương trình (*) lên chiều dương ta tìm được yếu tố đề yêu cầu Bài tập áp dụng: Một toa xe có khối lượng 20 tấn đang chuyển động với vận tốc 54 km/h thì hãm phanh. Xác định lực F tác dụng lên xe để xe dừng lại sau: a. 1phút 40 giây b. 10 giây Tóm tắt: m = 20 tấn = 20000 kg v = 54 km/h = 15 m/s 1 t D = 1p40s = 100s 2 t D = 10s F 1 = ? F 2 = ? Bài giải mẫu: - Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe - Áp dụng định lí II về động lượng ta có . p F t D = D ur ur 0 v . mv m F t - = D r uur ur (*) - Chiếu pt (*) lên chiều dương ta được: -mv 0 = . F t D ® F = 0 v m t - D a. Nếu 1 t D = 100s thì F h = -3000 N b. Nếu 2 t D = 10s thì F h = -30000 N Bài tập tương tự: Bài 1: Một viên đạn khối lượng 10gam chuyển động với vận tốc v o = 200m/s thì xuyên thẳng vào một tấm gỗ và chui sâu vào đó một đoạn là 4cm. Hãy xác định lực cản trung bình của tấm gỗ và thời gian viên đạn chuyển động trong tấm gỗ. Bài 2: Một xe có khối lượng 20 tấn chuyển động chậm dần đều dưới tác dụng của lực hãm, F h = 6120N. Vận tốc của xe ban đầu là 54 km/h: a. Tính gia tốc của xe b. Thời gian từ lúc hãm đến lúc xe dừng hẳn c. Trong thời gian đó xe đi được quãng đường bao nhiêu Bài 3: Người ta tác dụng một lực không đổi F = 50N lên một vật trong khoảng thời gian 10s. Tìm khối lượng của vật nếu trong khoảng thời gian đó vận tốc của vật biến thiên từ 20m/s đến 25m/s. Bài 4: Một ô tô khối lượng 1 tấn đang chuyển động với vận tốc 54km/h thì bị hãm lại. Tìm lực hãm trung bình tác dụng lên xe để xe dừng lại sau khoảng thời gian 1 phút 40 giây. Kể từ lức hãm đến lúc xe dừng lại xe đã đi thêm được quãng đường bằng bao nhiêu? Xem như chuyển động của xe la thẳng chậm dần đều. 1 Khánh Phương Lê Ngọc Trâm Vũ Hồng Vân Lê Thị Bảo Ngọc Lưu Nhật Hoà BÀI 34: ĐỘNG NĂNG ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG I Động Quan sát hình 34.1 (SGK/160) - Quả nặng chuyển động sinh công => nặng đạ có lượng - Năng lượng phụ thuộc vào vận tốc khối lượng vật chuyển động gọi động a) Định nghĩa Động vật lượng vật chuyển động mà có Động có giá trị nửa tích khối lượng bình phương vận tốc vật Trong đó: Wđ: động (J) m: khối lượng vật (kg) v: vận tốc vật (m/s) Wđ =½ mv2 C1: Tại tai nạn giao thông, ôtô có tải trọng lớn chạy nhanh hậu tai nạn gây nghiêm trọng ? - tải trọng (P) lớn - chạy nhanh => Động lớn khối lượng lớn vận tốc lớn C2: Một người ngồi toa xe chuyển động có động hay khác 0? - toa xe chuyển động người không chuyển động khối lượng người không đổi => Động không đổi v=0 Nhận xét: • • • Động đại lượng vô hướng luôn dương Động có tính tương đối Công thức xác định động chất điểm chuyển động cho vật chuyẻn đông tịnh tiến, điểm vật có vân tốc b) Ví dụ m1=10g = 0.01kg v1 =600m/s m2 =58kg v2 = m/s Bài giải: Động cuả đạn Wđ = ½ m1v = ½.0,01.600 = 800 J Động cuả VĐV 2 Wđ = ½ m1v = ½.58.8 = 856 J Mặc dù khối lượng đạn nhỏ so với khối lượng VĐV động cuả đạn động cuả VĐV xấp xỉ => yếu tố vân tốc có ảnh hưởng mạnh giá trị động (động tỉ lệ với bình phương vận tốc) II Định lí động V2 V1 F F s 2 Ta có : v2 –v1 = 2as => v2 − v2 s= 2a F=ma Công lực F thực độ dời s từ vị trí đến vị trí Kết quả: v2 − v2 A = F s = m.a 2a 2 mv2 − mv1 = A 2 Công thức: A12= Wđ2 – Wđ1 Độ biến thiên động cuả vật công ngoại lưc tác dụng lên vật A>0 => Wđ2 > Wđ1: động ngoại lực tăng, ngoại lực sinh công dương • A Wđ2 < Wđ1: động ngoại lực giảm, ngoại lực sinh công âm m= 5.10 kg g = 10 m/s A12= Wđ2 – Wđ1 2 Fs = mv2 − mv1 2 2 (Fk-Fc).s = mv2 − mv1 2 s = 530m v2 = 60m/s v1 = 0m/s Fc = 0.02 P =0.02mg =10 N 3 (Fk-10 ).530 = 5.10 60 -0 Fk 1,8.10 N ≈ BÀI 34. ĐỘNG NĂNG VÀ ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG I MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu động năng là một dạng năng lượng cơ học mà mọi vật có được khi chuyển động. - Nắm vững hai yếu tố đặc trưng của động năng, động năng phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật. - Hiểu mối quan hệ giữa công và năng lượng thể hiện cụ thể qua nội dung của định lí động năng. 2. Kỹ năng - Vận dụng thn thạo biểu thức tính công trong định lí động năng để giải một số bài toán liên quan. II CHUẨN BỊ 1 Giáo viên Biên sọan các câu hỏi 1-4 SGK thành các câu trắc nghiệm. - Dụng cụ thí nghiệm động năng của các vật phụ thuộc vào hai yếu tố m và v. - Bảng một số giá trị động năng của các vật. 2 Học sinh - Khái niệm động năng và công đã học cấp phổ thông cơ sở. - Đọc trước bài này. 3. Gợi ý ứng dụng công nghệ thông tin. - Giáo viên có thể sọan các câu hỏi trắc nghiệm kiểm tra bài cũ và củng cố bài giảng. - Chuẩn bị hình ảnh mô tả động năng phụ thuộc vàao m và v. III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm động năng - Hướng dẫn HS tìm hiểu khái niệm động năng. - Nếu câu hỏi C1, - TÌm hểiu định nghĩa, công thức, những nhận xét về động năng. - Trả lời câu C1, C2. - Đọc ví dụ SGK, rút ra nghĩa của động 1. Động năng a. Định nghĩa Động năng của một vật là năng lượng làm vật có được do chuyển động. Động năng có giá trị bằng một nửa tích khối lượng và bình C2, nhận xét các câu trả lời. Cho HS đọc ví dụ, rút ra nhận xét. năng. phương vận tốc của vật. 2 2 mv W đ * Chú y: - Động năng của một vật là đại lượng vô hướng và luôn luôn dương. - vận tốc có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu, nên động năng củng có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu. - Công thức trên cũng đúng cho vật chuyển động tịnh tiến. b.Ví dụ: (sgk) Hoạt động 2: tìm hểiu định lí động năng - hướng dẫn Hs rút ra công thức (34.3). - Tìm ra d0ược công thức độ biến thiên động năng (34.3). Phát biểu định lí. 2. Định lí động năng Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng vào vật. Nếu công của ngoại lực là - Nêu câu hỏi C3, hướng dẫn trả lời. - Trả lời câu C3. dương (công phát động), động năng tăng; nếu công này âm (công cản), động năng giảm. 2 1 2 2 2 1 2 1 12 mvmvWWA đđng Hoạt động 3: vận dụng, củng cố - Hướng dẫn HS đọc và làm bài tập vận dụng. - Nhận xét kết quả giải. - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi. - Đọc và làm bài tập vận dụng phần 3 SGK. - Trình bày lời giải và nhận xét. - Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung 1 – 4 SGK. - Nhận xét câu trả lời của bạn. 3. Bài tập vận dụng. (sgk) [...]...C3: Một ô tô đang chạy đều.Lực kéo của động cơ thực hiện công dương Tại sao động năng của ô tô vẫn không đổi? Khi ô tô chạy đều : v Fc Fk = Fc => AFc = - AFk Công của ngoại lực: A = AFk + AFc = 0 Theo định lí động năng : Wđ2 Wđ1 = A = 0 hay Wđ = cosnt Fk CNG TRẩO LấN NG HNG TCH KHI NG TNG TC V CH KHI NG 1 Nng lng l mt i lng vt lý c trng cho kh nng Sinh cong ca vt KHI NG 2 ng nng ca... KHI NG 3 Khi lng v vn tc ca vt cng ln thỡ cng ln ng nng KHI NG 4 bin thiờn ng nng ca mt vt bng cụng ca .tỏc dng lờn vt Ngoi lc KHI NG 1 2 Cụng thc tớnh ng nng ., Wd = m.v 5 2 1 1 2 2 Cụng thc ca nh lý bin thiờn ng nng v2 m.v1 A = m 2 2 TNG TC Cõu 1: ng nng ca vt khụng thay i khi: A Vt chuyn ng thng chm dn u Chuy ng u B.B.Chuynnng u C Chuyn ng thng bin i u D Chuyn ng thng nhanh dn u TNG TC Cõu 2:... sáng nhìn thấy) Phân tử trong chất khí 10-21 Wđ ~ 3.109 J Wđ ~ 4500 J Wđ ~ 10-7 J Hướng dẫn về nhà Trả lời các câu hỏi 1 đến 4 (SGK /163) Làm các bài tập 1 đến 6 (SGK/163) Ôn lại kiến thức: khái niệm thế năng (lớp 8), trọng lực và công thức tính công SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐIỆN BIÊN BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ E-LEARNING VẬT LÝ 10-NC BÀI 34: ĐỘNG NĂNG. ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG TIẾT PPCT: TIẾT 49 THỰC HIỆN: PHAN THANH LOAN GIÁO VIÊN TRƯỜNG THPT TỦA CHÙA Email: loanphan.sphn@gmail.com, KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Hãy phát biểu định nghĩa và viết biểu thức tính công của lực không đổi trong trường hợp tổng quát? A = Fscosα Đáp án: Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 2: Khi nào có lực tác dụng nhưng lực đó không sinh công? Đáp án: Khi α = 90 0 → cosα = 0 → A=0 dù có lực tác dụng nhưng lực đó không sinh công Ta đã biết rằng một vật có năng lượng nếu vật đó có khả năng sinh công, hôm nay chúng ta hãy xét xem nếu do chuyển động vật có khả năng sinh công thì năng lượng đó thuộc dạng nào? ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG §éng n¨ng h 1- Khi nào vật có động năng? Một vật đặt ở độ cao h, thả cho nó chuyển động xuống và làm lún cọc. → Chứng tỏ vật đó đã thực hiện được một công. ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Vậy vật nặng khi chuyển động có thể sinh công. Như thế nó có mang năng lượng hay không? Nếu có thì năng lượng đó được gọi là gì? Năng lượng do vật chuyển động mà có được gọi là động năng của vật. ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Thí nghiệm 1. Thí nghiệm 2. (1) Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (2) cao hơn vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B. Vận tốc của quả cầu trong thí nghiệm 2 thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này so với lúc trước. Từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào với vận tốc của nó? (2) 2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? Các em hãy quan sát các thí nghiệm sau: Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B. Trong thí nghiệm 2 miếng gỗ B di chuyển 1 đoạn dài hơn trong thí nghiệm 1. Như vậy khả năng thực hiện công của quả cầu A lớn hơn lần trước. Vận tốc của quả cầu A đập vào miếng gỗ B lớn hơn trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào vận tốc. Vận tốc của vật càng lớn thì động năng của vật càng lớn. ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Thí nghiệm 3. Thay quả cầu A bằng quả cấu A’ có khối lượng lớn hơn lăn trên máng nghiêng từ vị trí (2), đập vào miếng gỗ B. (2) Hiện tượng xãy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng còn phụ thuộc thế nào vào khối lượng của nó? Qua 2 thí nghiệm trên ta thấy động năng phụ thuộc vào vận tốc. Như vậy ngoài vận tốc ra thì động năng còn phụ thuộc vào yếu tố nào khác không ? Các em cùng quan sát thí nghiệm 3 ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Miếng gỗ B di chuyển một đoạn dài hơn trong thí nghiệm 2. Như vậy công của quả cầu A’ thực hiện lớn hơn công của quả cầu A thực hiện lúc trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc vào những yếu tố gì và phụ thuộc như thế nào? Động năng của vật phụ thuộc vào vận tốc và phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vận tốc của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. [...]...NG NNG.NH L NG NNG 3 nh ngha ng nng: Động năng của một vật là năng lượng do vật chuyển động mà có Động năng có giá trị bằng nửa tích của khối lượng và bình phương vận tốc của vật - Biểu thức: mv 2 Wd = 2 - Đơn vị động năng là Jun (J) NG NNG.NH L NG NNG g l nn ộc t ng ng v g? l hn i vụ hay Ta cú núi tớn n ỳ h t g n ng ha ng... hng v luụn luụn dng ng nng ph thuc vo vn tc ca vt nờn ng nng cú tớnh tng i Một số giá trị của động năng Wđ (J) 102 3 Trái đất quay quanh Mặt Trời 101 2 Tàu vũ trụ 107 Ô tô tải chạy 100 km/h 103 Đạn súng trường 1 Quả táo rơi từ độ cao 1m 10- 7 Proton trong máy gia tốc 10- 19 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐIỆN BIÊN BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ E-LEARNING VẬT LÝ 10-NC BÀI 34: ĐỘNG NĂNG. ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG TIẾT PPCT: TIẾT 49 THỰC HIỆN: PHAN THANH LOAN GIÁO VIÊN TRƯỜNG THPT TỦA CHÙA Email: loanphan.sphn@gmail.com, KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Hãy phát biểu định nghĩa và viết biểu thức tính công của lực không đổi trong trường hợp tổng quát? A = Fscosα Đáp án: Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 2: Khi nào có lực tác dụng nhưng lực đó không sinh công? Đáp án: Khi α = 90 0 → cosα = 0 → A=0 dù có lực tác dụng nhưng lực đó không sinh công Ta đã biết rằng một vật có năng lượng nếu vật đó có khả năng sinh công, hôm nay chúng ta hãy xét xem nếu do chuyển động vật có khả năng sinh công thì năng lượng đó thuộc dạng nào? ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG §éng n¨ng h 1- Khi nào vật có động năng? Một vật đặt ở độ cao h, thả cho nó chuyển động xuống và làm lún cọc. → Chứng tỏ vật đó đã thực hiện được một công. ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Vậy vật nặng khi chuyển động có thể sinh công. Như thế nó có mang năng lượng hay không? Nếu có thì năng lượng đó được gọi là gì? Năng lượng do vật chuyển động mà có được gọi là động năng của vật. ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Thí nghiệm 1. Thí nghiệm 2. (1) Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (2) cao hơn vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B. Vận tốc của quả cầu trong thí nghiệm 2 thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này so với lúc trước. Từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào với vận tốc của nó? (2) 2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? Các em hãy quan sát các thí nghiệm sau: Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B. Trong thí nghiệm 2 miếng gỗ B di chuyển 1 đoạn dài hơn trong thí nghiệm 1. Như vậy khả năng thực hiện công của quả cầu A lớn hơn lần trước. Vận tốc của quả cầu A đập vào miếng gỗ B lớn hơn trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào vận tốc. Vận tốc của vật càng lớn thì động năng của vật càng lớn. ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Thí nghiệm 3. Thay quả cầu A bằng quả cấu A’ có khối lượng lớn hơn lăn trên máng nghiêng từ vị trí (2), đập vào miếng gỗ B. (2) Hiện tượng xãy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng còn phụ thuộc thế nào vào khối lượng của nó? Qua 2 thí nghiệm trên ta thấy động năng phụ thuộc vào vận tốc. Như vậy ngoài vận tốc ra thì động năng còn phụ thuộc vào yếu tố nào khác không ? Các em cùng quan sát thí nghiệm 3 ĐỘNG NĂNG.ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Miếng gỗ B di chuyển một đoạn dài hơn trong thí nghiệm 2. Như vậy công của quả cầu A’ thực hiện lớn hơn công của quả cầu A thực hiện lúc trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc vào những yếu tố gì và phụ thuộc như thế nào? Động năng của vật phụ thuộc vào vận tốc và phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vận tốc của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. [...]...NG NNG.NH L NG NNG 3 nh ngha ng nng: Động năng của một vật là năng lượng do vật chuyển động mà có Động năng có giá trị bằng nửa tích của khối lượng và bình phương vận tốc của vật - Biểu thức: mv 2 Wd = 2 - Đơn vị động năng là Jun (J) NG NNG.NH L NG NNG g l nn ộc t ng ng v g? l hn i vụ hay Ta cú núi tớn n ỳ h t g n ng ha ng... hng v luụn luụn dng ng nng ph thuc vo vn tc ca vt nờn ng nng cú tớnh tng i Một số giá trị của động năng Wđ (J) 102 3 Trái đất quay quanh Mặt Trời 101 2 Tàu vũ trụ 107 Ô tô tải chạy 100 km/h 103 Đạn súng trường 1 Quả táo rơi từ độ cao 1m 10- 7 Proton trong máy gia tốc 10- 19 ...BÀI 34: ĐỘNG NĂNG ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG I Động Quan sát hình 34.1 (SGK/160) - Quả nặng chuyển động sinh công => nặng đạ có lượng - Năng lượng phụ thuộc vào vận tốc khối lượng vật chuyển động. .. khối lượng vật chuyển động gọi động a) Định nghĩa Động vật lượng vật chuyển động mà có Động có giá trị nửa tích khối lượng bình phương vận tốc vật Trong đó: Wđ: động (J) m: khối lượng vật (kg)... chạy nhanh => Động lớn khối lượng lớn vận tốc lớn C2: Một người ngồi toa xe chuyển động có động hay khác 0? - toa xe chuyển động người không chuyển động khối lượng người không đổi => Động không