Co nang

Trường hợp cơ năng không bảo toàn: - Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiệm đúng khi vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi các lực thế - Nếu trong quá trình chuyển động vật c[r]

Trong quá trình chuyển động vật chịu tác dụng trọng lực hay lực đàn hồi (lực ), động và vật biến đổi nào? Chúng có quan hệ gì với không? Ví dụ: -Chuyển động vật trọng trường - Chuyển động lắc đồng hồ lắc (con lắc đơn) - Chuyển động vật gắn vào đầu lò xo (con lắc lò xo) I-Cơ vật chuyển động trọng trường Định nghĩa năng: Cơ vật chuyển động trọng trường tổng động và trọng trường Kí hiệu là W: W = Wđ + Wt = mv2 + mgz 2.Sự bảo toàn vật chuyển động trọng trường M a Bài toán: Một vật m chuyển động trọng trường từ M (độ P cao zM) đến N (độ cao zN) Biết vận zM tốc vật M là v1 và N là v2 N Tìm mối liên hệ động và zN vật quá trình P vật chuyển động từ M đến N.Từ đó nêu nhận xét - Công trọng lực AMN: + Theo độ biến thiên động năng: AMN = Wđ(N) – Wđ(M) (1) + Theo hiệu trọng trường: AMN = Wt(M) – Wt(N) (2) - Từ (1) và (2) ta có: Wđ(N) – Wđ(M) = Wt(M) – Wt(N) Hay: Wđ(M) + Wt(M) = Wđ(N) + Wt(N) 1 mv12 + mgzM = mv22 + mgzN 2 Nhận xét: Tổng động và M và N Wđ(M) + Wt(M) = Wđ(N) + Wt(N) W(M) = W(N) M zM P N P zN b Kết luận: Khi vật chuyển động trọng trường, chịu tác dụng trọng lực thì vật là đại lượng bảo toàn: W = Wđ + Wt = số Hay : Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2 1 mv12 + mgz1 = mv22 + mgz2 2 Hệ quả: - Động Wđ và Wt biến đổi qua lại lẫn - Khi Wđ tăng thì Wt giảm và ngược lại - Khi (Wđ)Max thì (Wt)min và ngược lại (Wđ)min thì (Wt)max Nhận xét biến đổi động và vật chuyển động trọng trường *Vận dụng: Bài toán lắc đơn (C1: SGK) C a Mô tả quá trình biến đổi động và lắc b Vị trí nào động cực đại?cực tiểu c Chứng minh A và B đối xứng T qua CO A a Quá trình biến đổi lượng: P - Từ A O và từ B O: Wt giảm Wđ tăng: M O Thế chuyển hóa thành động - Từ O đến B và từ O đến A: Wđ giảm Wt tăng: Động chuyển hóa thành b (Wđ)Max O (khi đó (Wt)Min ) và (Wđ)Min (bằng 0) A và B (khi đó (Wt)Max ) c WA = WB mà (Wđ)A = (Wđ)B = => (Wt)A = (Wt)B B <=>mgzA = mgzB => zA = zB Do đó A đối xứng với B qua CO II - Cơ vật chịu tác dụng lực đàn hồi Cơ vật chịu tác dụng lực đàn hồi: Ví dụ: Con lắc lò xo Kết luận: W = Wđ + Wtđh = mv2 + k(∆l)2 = số 2 Trường hợp không bảo toàn: - Định luật bảo toàn nghiệm đúng vật chịu tác dụng trọng lực và lực đàn hồi (các lực thế) - Nếu quá trình chuyển động vật chịu thêm các lực khác như: lực cản, lực ma sát…thì vật không bảo toàn Giải bài toán C2(SGK) và nêu nhận xét C2 (SGK): h = 5m vA = So sánh WA và vB = 6m/s g WB? Giải thích? = 10m/s2 - Chọn gốc B (zB = 0) + Cơ A: WA = mgh = 50m A h B ( m là khối lượng vật) + Cơ B: WB = mvB2 = 18m Nhận thấy: WA > WB : Cơ vật không bảo toàn *Giải thích: Cơ vật không bảo toàn (giảm đi) vì quá trình chuyển động vật chịu thêm tác dụng lực ma sát *Chú ý: - Độ biến thiên vật tổng công các lực không phải là lực ∆W = W2 – W1 = A A : Tổng công các lực không phải là lực Q Fms A *Vận dụng: Tính công lực ma sát bài toán C2 SGK B - Khi vật chuyển động từ A đến B thì Fms và phản lực Q không phải là lực - Công AQ = ( vì Q vuông góc với hướng dịch chuyển) Do đó: AFms = WB – WA = 18m – 50m = - 32m (m là khối lượng vật) Công Fms là công cản AFms < h Bài 1: Một vật có khối lượng 5kg thả rơi tự từ độ cao h = 10m (so với mặt đất) Lấy g = 10m/s2 Câu1: Cơ vật nó cách mặt đất 6m là: A 200J B 300J C 500J D 200J Câu 2: Vận tốc vật lúc chạm mặt đất là: A 10m/s B 10 m/s C 10 m/s D 20m/s Câu 3: Khi vật độ cao nào thì động A 5m *Đáp án: B 7,5m Câu 1: C Câu 2: B Câu 3: A C 2,5m D 4m Cơ năng: W = Wđ + Wt + Vật chuyển động trọng trường: W = Wđ + Wt = mv2 + mgz + Vật chịu tác dụng lực đàn hồi: 1 W = Wđ + Wtđh = mv2 + k(∆l)2 2 Sự bảo toàn năng: + Khi vật chịu tác dụng trọng lực và lực đàn hồi (lực thế) thì vật bảo toàn W = Wđ + Wt = const (hằng số) Trường hợp không bảo toàn: + Nếu vật chịu tác dụng các lực cản, lực ma sát…(các lực không phải là lực thế) thì không bảo toàn ∆W = W2 – W1 = A (Công các lực không phải là lực thế)