Tình huống 9
nén lại hay bị kéo dãn thì khi được buông ra nó sẽ làm cho vật gắn ởđầu lo xo chuyển động. xo có thay đổi không và vật chịu tác dụng của lực nào? Câu 28: Vậy dưới tác dụng của lực đàn hồi thì thế năng của hệ vật –lò xo sẽ như thế nào? Câu 29: Vậy em có nhận xét gì vềđộ biến thiên thế năng đàn hồi với lực đàn hồi? Câu 30: Giữa độ biến thiên thế năng đàn hồi và lực đàn hồi có mối liên hệ nào chi phối?
Tình huống 10 Dữ kiện : Em có thể tìm mối liên hệ trên thông
qua việc giải bài toán sau:
Tìm công của lực đàn hồi làm vật gắn ởđầu lò xo dịch chuyển từ vị trí có độ biến dạng l1
đến vị trí có độ biến dạngl2.
Câu 31:Độ lớn của lực đàn hồi được tính như
thế nào?
Câu 32: Lực đàn hồi trung bình tác dụng lên vật làm nó dịch chuyển từ vị trí có độ biến dạng l1
đến vị trí có độ biến dạng l2 được tính như thế
nào?
Câu 33: Công của lực đàn hồi thực hiện
trên đoạn đường từ l1 đến l2 được tính như
thế nào?
Câu 34: Từ kết quả của bài toán vừa giải, em có thể tìm được quy luật của sự biến thiên thế
năng đàn hồi như thế nào?
Câu 35: Dựa vào biểu thức tính công của lực
đàn hồi đã tìm được ở bài toán vừ giải , em hãy nhận xét xem công của lực đàn hồi chỉ phụ
thuộc vào yếu tố nào?
Tình huống 11 Dữ kiện : Trọng lực và lực đàn hổi đều là lực
thế, khi vật chịu tác dụng của cả trọng lực và lực
đàn hồi thì thế năng của vật sẽ là tổng của thế
năng trọng trường và thế năng đàn hồi.
Câu 36: Vậy mối liên hệ giữa độ biến thiên thế
năng với công của lực thếđược thể hiện như thế
nào?.
Tình huống 12
Em hãy vận dụng kiến thức vừa xây dựng giải các bài tập sau:
Tính thế năng trọng trường của một vật khối lượng 10kg khi đặt tại điểm A có độ cao 1m so với mặt đất và khi đặt tại điểm B ởđáy giếng sâu 5m trong 2 trường hợp sau:
a. Chọn mặt đất làm mốc thế năng. b. Chọn đáy giếng làm mốc thế năng. b. Chọn đáy giếng làm mốc thế năng.
c. Tìm độ biến thiên thế năng khi vật rơi từ A đến B. Độ biến thiên thế năng có phụ thuộc vào việc chọn mốc thế năng không? chọn mốc thế năng không?
Cho g = 10/s2
Bài 2
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng K=10N/m và quả cân có khối lượng 100g. Kéo quả cân ra khỏi vị trí cân bằng 1 đoạn 5cm rồi buông ra cho dao động. Xác định thế năng của hệ lò xo - quả cân khi quả cân ở vị trí cân bằng và vị trí có độ dãn lớn nhất.
4. BÀI CƠ NĂNG A. Ôn lại kiến thức vềđộng năng và thế năng A. Ôn lại kiến thức vềđộng năng và thế năng Tình huống 1 Câu 1: Ý nghĩa vật lí và biểu thức xác định các đại lượng động năng, thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi? Câu 2: Định lí động năng và định lí thế năng nói về mối liên hệ gì? Biểu thức? B. Xây dựng định luật bảo toàn cơ năng. a. Trường hợp vật chịu tác dụng của trọng lực. Tình huống 2 Dữ kiện : Chúng ta xét tiếp ví dụ về hoạt động của búa máy.
Câu 3: Khi búa máy có khối lượng m rơi tự do từđộ cao z1xuống độ cao z2bất kì thì trong quá trình chuyển động đó động năng và thế năng của nó có thay đổi không? Vì sao?
Câu 4: Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì động năng và thế năng của nó luôn biến đổi. Vậy sự
biến đổi đó có tuân theo quy luật nào không?
Tình huống 3
thông qua việc giải bài toán sau: Một vật có khối lượng m rơi tự do từđộ cao z1 xuống độ cao z2 do trọnglực. Sử dụng định lí động năng và thế năng tìm mối liên hệ giữa động năng và thế năng của vật ở các vị trí khác nhau. tìm ra được quy luật gì? Câu 6: Ở lớp 8 em đã biết, tổng động năng và thế năng của vật gọi là gì?
Câu 7: Đại lượng vô hướng hay đại lượng vectơ đặc trưng cho trạng thái của hệ không thay đổi theo thời gian được gọi là các đại lượng gì?
Tình huống 4 Dữ kiện : Vật rơi tự do là một trường hợp riêng
của vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực.
Câu 8: Tổng động năng và thế năng trọng trường của vật được gọi là gì? Người ta ký hiệu cơ năng là gì?
Câu 9: Vậy em có thể tìm được quy luật gì khi vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực? Đơn vị của cơ năng là gì? Vì sao? b. Trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. Tình huống 5 Dữ kiện : Chúng ta xét ví dụ hệ con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m gắn vào lò xo có độ
cứng k (khối lượng không đáng kể) đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Một đầu con lắc gắn cố định. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một
đoạn rồi thả ra. Nó sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng (dao động). Hai vị trí xa nhất mà quả cầu đến được gọi là hai vị trí biên, khoảng cách từ vị trí biên đến vị trí cân bằng gọi là biên độ.
Câu 10: Trong quá trình chuyển động của con lắc thì động năng và thế năng của nó có thay đổi không? Vì sao?
Câu 11: Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi thì động năng và thế năng của nó cũng luôn biến đổi. Vậy sự biến đổi đó có tuân theo quy luật nào không?
Tình huống 6 Dữ kiện : Em có thể tìm được câu trả lời thông
qua việc giải bài toán sau:
Một vật có khối lượng m gắn vào đầu một lò xo chuyển động từ vị trí lò xo có độ biến dạng xo chuyển động từ vị trí lò xo có độ biến dạng 1 l đến vị trí có độ biến dạngl2 do lực đàn hồi. Dùng định lí động năng và thế năng tìm mối liên hệ giữa động năng và thế năng của vật
Câu 12: Từ kết quả của bài toán vừa giải ở
tình huống 5 em tìm ra được quy luật gì?
Câu 13: Vậy khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì cơ năng của vật là một đại lượng như thế nào?
ở các vị trí khác nhau.
c.Trường hợp vật chuyển động trong trường lực thế bất kì Tình huống 7
Câu 14: Từ hai chuyển động vừa xét ở trên em có thể tìm được quy luật gì khi vật chuyển
động chỉ chịu tác dụng của lực thế?
Câu 15: Em hãy cho biết trong hai chuyển động vừa xét ở trên có đặc điểm chung gì?
Tình huống 8 Dữ kiện : Quy luật trên được rút ra bằng con
đường lí thuyết nên chúng có thể bị sai sót nên cần phải được kiểm chứng.
Câu 16: Vậy làm thế nào để kiểm chứng được sựđúng đắn của kết luận trên trong thực tế ?
Tình huống 9 Dữ kiện : Đối tượng thí nghiệm của chúng ta là
một vật rơi tự do. Cho vật rơi tự do không vận tốc đầu .
Câu 17: Làm thế nào để tìm được vận tốc của vật rơi tự do sau quãng đường s bằng kết luận trên và kiểm tra điều này bằng thực nghiệm như thế nào?
Tình huống 10 Dữ kiện : Để kiểm chứng sự bảo toàn cơ năng
của vật rơi, chúng ta có một viên bi, giá đỡ có gắn thước đo, cổng quang điện, nam châm điện, hộp công tắc kép, đồng hồ đo thời gian hiện số, thước kẹp, đế ba chân hình sao, dây dọi.
Sau khi thiết kế được phương án thí nghiệm, các em hãy thực hành thí nghiệm, thu thập dữ
liệu và xử lý kết quả theo từng nhóm.
Câu 18: Trong thí nghiệm này, chúng ta cần phải làm những thao tác gì, đo những đại lượng nào? Và đo các đại lượng đó như thế nào?
Câu 19: Dựa trên kết quả thí nghiệm của mình các em có nhận xét gì?
Tình huống 11 Dữ kiện : Nếu đối tượng thí nghiệm của chúng
ta là một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn l rồi buông
Câu 20: Làm thế nào để tìm được mối liên hệ
giữa vận tốc của vật gắn ởđầu con lắc lò xo dao
ra cho dao động. Ma sát không đáng kể. biên độ l bằng kết luận trên và kiểm tra điều này bằng thực nghiệm như thế nào?
Tình huống 12 Dữ kiện : Để kiểm chứng sự bảo toàn cơ năng
trong trường hợp này chúng ta có giá đỡ có gắn thước thẳng, cổng quang điện, nam châm điện,
đồng hồ đo thời gian hiện số, hộp công tắc kép, lò xo,quả cân, các trục inox 8, 10, khớp đa năng, đế ba chân hình sao, dây dọi.
Sau khi thiết kế được phương án thí nghiệm, các em hãy thực hành thí nghiệm, thu thập dữ
liệu và xử lý kết quả theo từng nhóm.
Câu 21: Trong thí nghiệm này, chúng ta cần phải làm những thao tác gì, đo những đại lượng nào? Và đo các đại lượng đó như thế nào?
Câu 22: Dựa trên kết quả thí nghiệm của mình các em có nhận xét gì?
Câu 23: Từ kết quả thực nghiệm vừa rồi cho phép chúng ta khẳng định điều gì về định luật bảo toàn cơ năng?
Câu 24: Vậy em hãy phát biểu và ghi biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng?
Tình huống 13
Em hãy vận dụng kiến thức vừa xây dựng giải bài tập sau và so sánh với cách giải bằng phương pháp động lực học :
Một ô tô dang chạy trên đường nằm ngang với vận tốc 90km/h tới một điểm A thì lên dốc. Góc nghiêng của mặt dốc so với mặt ngang là =300. Hỏi ô tô đi lên dốc được một quãng đường bao