Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
-Yêu cầu 1 HS nhắc lại khái niệm cơ năng đã học ở trung học cơ sở. -Giới thiệu khái niệm cơ năng trọng trường.
-Dựa vào định nghĩa hãy viết biểu thức tính cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường?
*Phát phiếu học tập: Một vật có
khối lượng m chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến N như hình vẽ 2.5
a./ Hãy tính công của trọng lực bằng các cách có thể ?
b./ Tính cơ năng của vật tại M Yêu cầu HS hoạt động theo nhóm để giải bài tập
Hướng dẫn:
a./ Dựa vào những kiến thức đã học về động năng và thế năng để tính công của trọng lực.
b./ Hãy so sánh 2 vế của 2 phương trình (1) và (2), kết hợp với công thức tính cơ năng để tìm cơ năng của vật tại M.
-Nhắc lại khái niệm cơ năng.
-Ghi nhận khái niệm cơ năng trọng trường. -Viết công thức cơ năng: W = Wđ + Wt = 2 1 mv2 + mgz -Nhận phiếu học tập số 1 và hoạt động theo nhóm để giải bài tập. HS hoạt động theo nhóm để giải bài tập a./AMN = WtM –WtN(1) AMN = WđN – WđM(2) b./ so sánh (1) và (2) ta có: WtM + WđM =WtN +WđN Hay WM = WN (*)
I. Cơ năng của vậtchuyển động trong chuyển động trong trọng trường.
1. Định nghĩa.
Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường bằng tổng động năng và thế năng của vật. Kí hiệu: W W = Wđ + Wt = 2 1 mv2 + mgz
Gọi đại diện nhóm trình bày kết quả:
Nhận xét và biểu dương nhóm M và N là 2 vị trí bất kì của vật trong quá trình chuyển động. -Từ hệ thức (*) hãy phát biểu định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi đặt ra ở đầu bài:
Khi ném thẳng đứng quả bóng lên cao thì động năng và thế năng của quả bóng có liên hệ với nhau như thế nào? Biểu thức nào thể hiện mối liên hệ giữa chúng ? Tại sao ta nói cơ năng của 1vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực được bảo toàn trong khi thế năng và động năng của nó lại biến đổi liên tục?
Trong quá trình chuyển động của vật tại vị trí mà động năng cực đại thì thế năng của vật sẽ như thế nào?
Khi nào thì động năng (thế năng) của vật đạt cực đại?
Từ đó GV yêu cầu HS rút ra hệ quả
- Trình bày kết quả
- Phát biểu và ghi vào vở.
-Động năng của vật giảm dần, thế năng tăng dần và ngược lại.
W=21 1
mv2 + mgz
-Thế năng và động năng biến đổi theo chiều ngược nhau. Nếu động năng tăng thì thế năng giảm (động năng chuyển hoá thành thế năng) và ngược lại nên tổng của chúng là cơ năng được bảo toàn
Thế năng cực tiểu
Động năng đạt cực đại khi thế năng đạt cực tiểu và ngược lại.
Suy ra hệ quả Ghi hệ quả vào vở
2. Sự bảo toàn cơ
năng của vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực. Ta có công của trọng lực : AMN = WtM – WtN AMN = WđN – WđM => WtN + WđN = WtM + WđM Hay WN = WM Vậy : 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. W=2 1 mv2+ mgz = hằng số Hay :2 1 mv12 + mgz1 = 2 1 mv22 + mgz2 = … 3. Hệ quả. Trong quá trình
chuyển động của một vật trong trọng trường:
+ Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại (động năng và thế năng chuyển hoá lẫn nhau)
+ Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.
Đặt vấn đề: Như chúng ta đã biết cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường thì
cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn, mà trọng lực tác dụng lên vật rơi tự do là lực thế. Lực đàn hồi của lò xo cũng là lực thế. Vậy trong hệ cô lập, vật chuyển động