10. Cấu trúc luận văn
2.1. Phân tích nội dung khoa học kiến thức về “Các định luật bảo toàn”
2.1.7. Định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế
2.1.7.1. Định nghĩa cơ năng
Tổng động năng và thế năng của chất điểm gọi là cơ năng của chất điểm W = Wđ + Wt
2.1.7.2. Định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế
Khi chất điểm khối lượng m chuyển động tư vị trí M đến vị trí N trong trường lực thế thì cơng của trường lực cho bởi:
AMN = Wt(M) – Wt(N)
Nhưng theo định lí động năng nếu chất điểm chỉ chịu tác dụng của trường lực thế ta có: AMN = Wđ(N) – Wđ(M) Vậy: Wt(M) – Wt(N) = Wđ(N) – Wđ(M) Nghĩa là: Wđ(N) + Wt(N) = Wđ(M) + Wt(M) Vậy tổng: W = Wđ + Wt = const
Định luật: Khi chất điểm chuyển động trong một trường lực thế (mà không
chịu tác dụng của một lực nào khác) thì cơ năng của chất điểm là một đại lượng bảo toàn
Biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng trong trọng trường đều là:
W = mv2 mgzconst
2
1
2.1.7.3. Hệ quả của định luật bảo tồn cơ năng
Vì W = Wđ + Wt = const nên trong quá trình chuyển động của chất điểm trong trường lực thế nếu động năng Wđ tăng thì thế Wt năng giảm và ngược lại. Ở chỗ nào động năng Wđ cực đại thì thế Wt năng cực tiểu và ngược lại.
2.2. Cấu trúc nội dung chƣơng “Các định luật bảo tồn” trong chƣơng trình vật lý 10
2.2.1. Vị trí chương “Các định luật bảo tồn trong chương trình vật lý phổ thơng thơng
* Trước khi học chương “Các định luật bảo toàn” học sinh đã được học các kiến thức có liên quan đến nội dung các kiến thức của chương này như:
- Vectơ lực, tổng hợp và phân tích lực - Ba định luật Niu-Tơn
- Các lực cơ học
* Chương “Các định luật bảo toàn” là chương thứ 4 của sách vật lý 10 THPT. Trong sách giáo khoa vật lý 10 chương này đề cập đến các vấn đề sau:
- Định nghĩa, biểu thức, đơn vị của động lượng, mối quan hệ giữa động lượng và xung lượng của lực
- Định nghĩa, biểu thức, đơn vị của công và công suất
- Định nghĩa, biểu thức, đơn vị của các dạng năng lượng: Động năng, thế năng, cơ năng. Mối quan hệ giữa các dạng năng lượng với công của lực tác dụng
- Các định luật bảo toàn: Định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng * Các kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” được áp dụng vào các phần kiến thức vật lý phổ thông tiếp theo như:
- Chuyển động của điện tích trong điện trường, cơng của lực điện - Điện năng, công suất điện
- Dao động điều hòa - Dao động điện từ