Giáo án Vật lý 10 bài 52: Định luật bảo toàn cơ năng

TIẾT 52: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 Người soạn : Nguyễn Thị Toàn Ngày soạn: 22/02/2010
 Giáo viên hướng dẫn: cô Nhữ Ngọc Minh Ngày dự giờ: 23/02/2010
 Trường : THPT Tây Hồ Lớp: 10A6- tiết 4
Mục tiêu : Sau khi học xong bài học học sinh cần đạt được:
Kiến thức
Phát biểu, viết được công thức và nêu được điều kiện áp dụng định luật bảo toàn cơ năng.
Thiết lập được biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng trong các trường hợp cụ thể, khái quát lại được biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng trong trường hợp tổng quát.
Kỹ năng
Xây dựng được các bước làm bài toán khi áp dụng định luật bảo toàn cơ năng.
Nhận diện được các dạng bài toán sử dụng định luật bảo toàn cơ năng.
Vận dụng được công thức của định luật bảo toàn cơ năng để giải một số bài tập cụ thể.
Thái độ
Sôi nổi, hào hứng trong giờ học.
- Liên hệ kiến thức vật lý với thực tiễn cuộc sống, tích cực tìm hiểu, sáng tạo.
Chuẩn bị
Giáo viên
Giáo án, sách giáo khoa, sách bài tập vật lý nâng cao, sách danh cho giáo viên.
Hệ thống bài tập củng cố kiến thức.
Các hình vẽ mô tả trong bài.
Học sinh
Ôn lại kiến thức về lực thế, động năng, thế năng, công của trọng lực, công của lực đàn hồi.
Gợi ý ứng dụng công nghệ thông tin
Có thể sử dụng các sile, hình ảnh, phần mềm thí nghiệm ảo để phục vụ cho bài học.
Tiến trình dạy học
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ( 3 phút)
Đưa ra 3 câu hỏi kiểm tra bài cũ:
CH1: Lực thế là gì?
CH2: Động năng là gì? Phát biểu định lý động năng?
CH3: Thế năng trọng trường là gì? Thế năng đàn hồi là gì? Viết biểu thức độ giảm thế năng?
-Lực thế là lực mà công của nó không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối.
-Động năng là năng lượng của vật có được khi chuyển động.
Định lý: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật.
-Thế năng trọng trường là năng lượng của vật có được khi vật chịu tác dụng của trọng lực.
-Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng xuất hiện khi có sự biến dạng của vật.
- A12 = Wt1 - Wt2
Hoạt động 2: Tìm hiểu về cơ năng(10 phút)
Đặt vấn đề: Cho học sinh quan sát hình ảnh về chuyển động của con lắc đơn.
(?) Hãy nhận xét về động năng và thế năng của con lắc tại vị trí O, B, C?
Chốt lại: trong quá trình chuyển động, động năng và thế năng của quả lắc liên tiếp thay đổi. trong bài này, chúng ta sẽ xem xét có mối quan hệ gì giữa độ biến thiên của 2 dạng năng lượng này.
(?) Theo em, cơ năng bao gồm những dạng năng lượng nào? Từ đó,hãy suy ra biểu thức của cơ năng?
(?) Hãy cho biết biểu thức của cơ năng trong trường hợp vật chuyển động trong trọng trường, vật chịu tác dụng của lực đàn hồi? Từ đó suy ra biểu thức tổng quát của cơ năng?
-Đưa ra bài tập củng cố: bài 2, trang 177 sách giáo khoa vật lý 10 nâng cao.
-Quan sát, lắng nghe.
-Tại B: Wđ = 0
-Tại O: Wđ tăng lên
Wt Giảm đi
Tại C: Wđ giảm đi
Wt tăng lên
 Động năng và thế năng của con lắc luôn thay đổi.
-Động năng và thế năng.
- W = Wđ + Wt
-W = Wđ + Wt
- W = Wđ + Wđh
- W = Wđ + Wt + Wđh
-Suy nghĩ, Làm bài , lên bảng chữa bài, nộp vở.
Cho con lắc như hình vẽ:
Cơ năng bao gồm: động năng và thế năng
Vật chuyển động trong trọng trường:
W = Wđ + Wt
vật chuyển động dưới tác dụng của kực đàn hồi: W = Wđ + Wđh
- tổng quát:
 W = Wđ + Wt + Wđh
Hoạt động 3: Định luật bảo toàn cơ năng (15 phút)
Cho học sinh quan sát thí nghiệm vật rơi tự do, thí nghiệm của con lắc lò xo.
(?) Hãy viết biểu thức cơ năng lúc đầu và lúc sau của vật trong từng trường hợp?
(?) Viết biểu thức công thực hiện được từ A đến B?
(?) Viết biểu thức độ biến thiên động năng của vật?
(?) Viết biểu thức độ giảm thế năng của vật?
(?) Hãy áp dụng định lý biến thiên động năng cho vật?
(?) Có nhận xét gì về biểu thức cuối cùng?
Chốt lại: Cơ năng được bảo toàn.
(?) Hãy mô tả sự thay đổi động năng và thế năng trong suốt quá trình chuyển động của con lắc lò xo?
(?) Hãy dự đoán cơ năng của hệ tại các vị trí khác nhau sẽ như thế nào?
(?) Dựa vao 2 trường hợp trên, hãy phát biểu định luật bảo toàn cơ năng?
Bổ sung và chốt lại: cơ năng của 1 vật chỉ chịu tác dụng của lực thế luôn bảo toàn.
Trường hợp 1: vật rơi tự do (chỉ chịu tác dụng của trọng lực):
- Tại A:Wđ1 = 
 Wt1 = mgh1
Tại B: Wđ2 = 
 Wt2 = mgh2
Công trọng lực thực hiện từ A đến B là:
 A= mg ( h1-h2 ) > 0
Þ động năng của vật tăng:
Wđ2 - Wđ1 = -
-Độ giảm thế năng:
Wt1- Wt2 = mg ( h1-h2 )
-Áp dụng định lý biến thiên động năng:
 Wđ2 - Wđ1 = Wt1- Wt2
Wđ2 + Wt2 = Wđ1 + Wt1 
 W2 = W1
-Cơ năng tại vị trí 1 bằng cơ năng tại vị trí 2.
Trường hợp 2: Con lắc lò xo
Tại A : Wđ = 0 Wt cực đại
Từ A -> O:
Wđ tăng 
Wt : giảm
Tại O : 
Wđ cực đại 
Wt = 0
Từ O -> B: 
Wđ giảm 
 Wt tăng
Tại B : 
 Wđ = 0 Wt : cực đại
-Bằng nhau
-Cơ năng của 1 vật luôn bảo toàn.
Trường hợp trọng lực:
Trong quá trình chuyển động nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, và tổng của chúng, tức là cơ năng được bảo toàn.
b. Trường hợp lực đàn hồi:
Vật ở bên biên phải: 
 Wđ = 0, Wđh = max
Vật ở bên biên trái: 
 Wđ = max, Wđh = 0
c. Kết luận:
Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn.
Hoạt động 4: Tìm hiểu định lý biến thiên cơ năng(10 phút)
Trong thực tế, ngoài chịu tác dụng của lực thế, vật còn chịu tác dụng của lực không thế (lực ma sát), lúc này cơ năng của vật sẽ không được bảo toàn.
(?) Hãy viết biểu thức định lý động năng cho vật?
(?) Hãy viết biểu thức của độ giảm thế năng?
(?) từ 2 biểu thức trên, hãy rút ra biểu thức của lực không thế?
Chốt lại: Khi ngoài lực thế vật còn chịu tác dụng của vật không phải lực thế, cơ năng của vật không bảo toàn và công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật.
Đưa bài tập vận dụng: bài 3,trang 177 sách giáo khoa vật lý nâng cao 10.
-A12(Lực không thế) + A12(lực thế) = Wđ2 - Wđ1
-A12(lực thế) = Wt1 - Wt2
-A12(lực không thế) = W2 - W1
Định lý: Khi ngoài kực thế vật còn chịu tác dụng của vật không phải lực thế, cơ năng của vật không bảo toàn và công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật.
Hoạt động 5: Ra bài tập về nhà (2 phút)
- Yêu cầu học sinh học lý thuyết của bài và đọc trước bài sau.
-Yêu cầu học sinh làm bài tập: bài 1, bài 2, bài 3,bài4, trong sách giáo khoa trang 177.
-Lắng nghe, ghi chép
Giáo án bảng
Tiết 52 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Cơ năng
a/ Định nghĩa: Cơ năng của một vật là tổng động năng và thế năng của vật đó.
b/ Kí hiệu: W.
 Đơn vị:Jun(J)
c/ Biểu thức: 
+Trường hợp vật chuyển động trong trường trọng lực:
 W = Wđ + Wt
 +Trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi: W = Wđ + Wđh
 +Trường hợp tổng quát: W = Wđ + Wt + Wđh
d/ Bài tập
2/ Định luật bảo toàn cơ năng
a/ Nội dung
Cơ năng của 1 vật chỉ chịu tác dụng của lực thế là đại lượng bảo toàn.
b/ Biểu thức
 W1 = W2
c/ Điều kiện áp dụng: chỉ áp dụng trong trường hợp vật chịu tác dụng của lực thế.
d/ Bài tập
3/ Định luật biến thiên cơ năng
a/ Nội dung
-Độ biến thiên cơ năng của một vật bằng công của lực không thế (lực ma sát).
b/ Biểu thức: 
 A12(lực không thế) = W2 - W1
c/ Bài tập
 Giáo sinh thực tập Giáo viên hướng dẫn
 (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) 
 Toàn
 Nguyễn Thị Toàn