Thông tin tài liệu
Bài BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT VẬT LÝ ĐẠI HỌC Giảng viên: ĐẶNG THỊ MINH HUỆ 4.1 Thế Sự bảo toàn 1) Thế (U) ĐN: phần (dạng loại) lượng liên quan đến (hoặc gắn liền với) vị trí tương đối vật hệ vị trí tương đối phần tử khác hệ đo khả thực công hệ VD: táo cây, đá treo lơ lửng tầng 2; máy đóng cọc; lị xo bị nén giãn… ĐV: J, KJ Các loại năng: có hai loại năng: Thế hấp dẫn đàn hồi Cụ thể: a) Thế hấp dẫn ĐN: gắn liền với trọng lực vật độ cao so với vật làm mốc (tuỳ chọn) b) Thế đàn hồi ĐN:là gắn với độ biến dạng đàn hồi hệ số đàn hồi vật U kx đh BT: Uhd = mgy (7.2) BT: (7.9) Đặc điểm:Whd =- Uhd (7.3) 2 Wdh kx1 kx2 U dh1 U dh U dh Chú ý: + Uhd y hay có 2 giá trị tuỳ thuộc vào gốc U y + : gốc Gốc thế: x = VTCB 2) Cơ Sự bảo toàn Cơ năng: E = K + Uhd + Uđh (có giá trị phụ thuộc gốc hap dan) Xét trường hợp: a) Chỉ có lực hấp dẫn thực công lên vật hệ: K2 – K1 = Wtoan phan (1) Wtoanphan = Wtrọng lực = - U (2) Từ (1) (2) ta có: U1 + K1 = U2 + K2 hay E1 = E2 (bảo toàn) Vậy: Cơ c/điểm; hệ c/điểm bảo tồn có trọng lực thực cơng lên Lưu ý: Nếu có thêm lực khác với lực hấp dẫn thực công : Wtoanphan = Wtrọng lực + Wother = K mà Whd = Wtrọng lực = - U E = Wother (tổng công lực khác với lực hấp dẫn thực lên vật) b) Nếu có lực đàn hồi thực cơng lên vật hệ: Wtoan phan = Wđh = K2 – K1 ; Wđh = - U nên K2 - K1 = U1 - U2 hay E1 = E2 NX: có Fhd ; Fđh thực cơng lên vật (c/điểm) hệ c/đ bảo tồn Lưu ý: Nếu cịn có lực khác ngồi lực đàn hồi thực cơng lên vật thì: Wtoan phan = Wđh + Wother = K2 – K1 hay : Vậy: Wother - U = K2 – K1 = K E = E2 – E1 = Wother với Wother tổng công lực khác với lực đàn hồi thực công lên vật (chất điểm) c) Nếu có lực hấp dẫn, lực đàn hồi lực khác thực cơng lên vật (c/điểm) thì: Utồn phần = Uhd + Uđh ; U = Uhd + Uđh Wtoàn phần = Whd + Wđh + Wother = K mà Whd = - Uhd ; Wđh = - Uđh K = Wother - Uhd - Uđh hay : E = K + U = Wother (Wother W ) lực khác với lực hấp dẫn, lực đàn hồi KL: E = Const Wother = : Kết luận chung: Công thực tất lực khác với Fgrav Fel độ biến thiên hệ: �Wcuacacluckobaotoan = Wother = E2 – E1 Cơ E (của hệ chất điểm) bảo tồn tổng cơng lực khác với lực hấp dẫn, lực đàn hồi thực lên vật không Wother = 0: TH1: có lực đàn hồi lực hấp dẫn thực cơng lên vật (c/đ); hệ vật) TH2: Có thêm số lực khác với lực hấp dẫn lực đàn hồi thực công lên vật tổng công lực khơng 4.2 Lực bảo tồn Định luật bảo toàn lượng(7.3 ) 1) Lực bảo tồn Là lực mà cơng ln có tính chất sau: + có tính thuận nghịch: W12 = - W21 + W12 vào dạng đường d/ch từ vị trí (1) đến (2) mà phụ thuộc vào vị trí điểm (1) (2) + Khi đường dịch chuyển đường cong kín cơng tồn phần khơng + Cơng lực bảo tồn ln viết dạng hiệu điểm đầu điểm cuối: Wlực bảo toàn = - U Khi có lực bảo tồn thực cơng lên vật hệ vật vật (hoặc hệ vật) ln bảo tồn (đó hai dấu hiệu nhận biết lực bảo tồn) Vậy: Các lực thoả mãn dấu hiệu lực bảo toàn VD: lực hấp dẫn; lực đàn hồi 2) Lực khơng bảo tồn Là lực khơng phải lực bảo tồn (khơng thoả mãn tính chất lực bảo tồn) Cơng lực khơng bảo tồn thực khơng thể biểu diễn dạng hàm VD: lực ma sát động, ma sát lăn; tất lực cản… 3) Định luật bảo toàn lượng ĐVĐ: Khi E vật khơng bảo tồn tức trạng thái vật bị biến đổi Vậy phần biến đổi thành dạng lượng nào? Nội năng: lượng gắn liền với biến đổi trạng thái vật liệu, phụ thuộc vào nhiệt độ vật liệu + TN chứng tỏ độ biến thiên nội có biểu thức: ΔUint = - Wother mà E2– E1 = Wother nên ΔK + ΔU + ΔUint = (7.16) Hay NL tồn phần ln bảo tồn Ta có đ/l bảo tồn NL sau: PB: ”NL không tự sinh không mà chuyển từ dạng sang dạng khác, từ vật sang vật khác” Các ví dụ mẫu : VD: BT (7.46; 7.49) VD1: Một viên bi chuyển động đoạn đường khơng ma sát hình vẽ Nó bắt đầu rời chuyển động không vận tốc ban đầu từ điểm A, độ cao h a) Giá trị nhỏ hmin = ? để viên bi hết vịng trịn mà khơng rơi ? b) Tính tốc độ, gia tốc tiếp tuyến, pháp tuyến chất điểm vị trí h = R; 2R Cho R = 20m Hướng dẫn giải B1 : Phân tích đề (Nhận dạng): Cho: ? Hỏi:? GV: Giải toán phương pháp nào? Đặc điểm c/đg c/điểm gì? Có áp dụng bảo tồn ko? Vì sao? B2: Tìm mối liên hệ đại lượng cần tìm cho ? B3: Giải phương trình liên hệ để tìm biến cần tìm… B4: Biện luận, đánh giá kết đáp số Tức là: Để giải toán ta phải xác định yếu tố sau: - Cho ? - Hỏi ? - Để tìm mối liên hệ biến cần tìm đại lượng cho phải xác định rõ: + Phương pháp giải tốn gì? (sử dụng phương pháp lượng Do bước phải chọn gốc năng) + Đại lượng bảo toàn tốn này? (Cơ năng, sao?) + Viên bi hết đường trịn mà khơng rơi tức phải thoả mãn đk gì? + Các biểu thức tính tốc độ, gia tốc at ; an ? Từ tìm biểu thức liên hệ giúp ta tìm h h min= ? v, at; an Bài giải + Chọn gốc mặt đất (mặt nằm ngang) + Vì có trọng lực thực Cơng lên c/điểm nên chất điểm ln bảo tồn: EA = Eđáy = EB = EC (1) + Để cho c/điểm hết vịng trịn mà khơng rơi tức là: Tại điểm cao quỹ đạo ta phải có: vận tốc B khác khơng n B 0 GV: BT nB = ? VD2 (7.49): Một hịn đá có m = 15kg trượt xuống khơng ma sát đoạn AB với vo = vA = 10m/s, sau đến B tiếp tục chuyển động đoạn nằm ngang có ma sát 100m gặp phải lò xo làm cho lò xo bị nén đoạn dài, lị xo có độ cứng k = 2N/m Hệ số ma sát động tĩnh 0,2 0,8 Hỏi: a) Tộc độ B? b) độ dài bị nén lò xo c) Hòn đá có chuyển động trở lại sau bị hãm lị xo khơng? 4.3 Lực (mục 7.4) - Tự đọc Nhận xét: Đối với vật khối lượng m trường hấp dẫn, chịu lực hấp dẫn Fy = - mg tương ứng hấp dẫn, có biểu thức : U(y) = mgy Đối với vật chịu lực đàn hồi F = - kx tương ứng đàn hồi có biểu thức: U ( x ) kx 2 Vậy mối liên hệ lực gì? (Đọc Mục 7.4) Y/cầu : Tự đọc, hiểu rút kết luận: U Fx ; F y x U U F - x i y U U ; Fz (7.18) y z U j k (7.19) z ... đường cong kín cơng tồn phần khơng + Cơng lực bảo tồn ln viết dạng hiệu điểm đầu điểm cuối: Wlực bảo toàn = - U Khi có lực bảo tồn thực cơng lên vật hệ vật vật (hoặc hệ vật) ln bảo tồn (đó... khác với lực hấp dẫn lực đàn hồi thực công lên vật tổng cơng lực khơng 4. 2 Lực bảo toàn Định luật bảo toàn lượng(7.3 ) 1) Lực bảo tồn Là lực mà cơng ln có tính chất sau: + có tính thuận nghịch:... gốc Gốc thế: x = VTCB 2) Cơ Sự bảo toàn Cơ năng: E = K + Uhd + Uđh (có giá trị phụ thuộc gốc hap dan) Xét trường hợp: a) Chỉ có lực hấp dẫn thực cơng lên vật hệ: K2 – K1 = Wtoan phan
Ngày đăng: 10/08/2021, 19:02
Xem thêm:
