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 . 29/01/2 010 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. 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