Cập nhật nội dung chi tiết về Giáo Án Vật Lý Lớp 10: Bài Tập Cơ Năng – Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng mới nhất trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
BÀI TẬP CƠ NĂNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG Bài 1: Một vật nặng 2kg được thả rơi tự do từ độ cao h = 50m, g = 10m/s2 Chọn mốc thế năng tại mặt đất: Xác định động năng, thế năng, cơ năng của vật tại vị trí thả vật. Tìm vận tốc cực đại của vật Tìm vị trí để động năng bằng thế năng. Tìm vận tốc khi động năng bằng thế năng Bài 2: Một vật được ném thẳng đứng tại mặt đất với vận tốc ban đầu 10m/s. Lấy m = 5kg. Xác định cơ năng của vật tại vị trí ném vật. Xác định độ cao cức đại Xác định vị trí để động năng bằng 3 lần thế năng. Xác định vận tốc khi động năng bằng ba lần thế năng. Bài 3: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10m/s2. Hãy tính: a. Độ cao h. b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng. Bài 4: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2. a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. b/ Ở vị trí nào của vật thì Wđ = 3Wt. c/ Xác định vận tốc của vật khi Wđ = Wt. d/ Xác định vận tốc của vật trước khi chạm đất. Bài 5: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất. a) Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được. c) Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng? d) Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu? Bài 6: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10ms-2. 1. Tìm cơ năng của vật. 2. Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được. 3. Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó. 4. Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó.Giáo Án Vật Lý 10 Bài 39: Bài Tập Về Các Định Luật Bảo Toàn
– Nắm vững các định luật bảo toàn và điều kiện vận dụng các định luật bảo toàn.
– Biết vận dụng các định luật để giải một số bài toán.
II – Chuẩn bị
.- Một số bài toán vận dụng các định luật bảo tòan.
– Phương pháp giải bài tập các định luật bảo toàn.
– Các định luật bảo tòan, va chạm giữa các vật.
BÀI 39. BÀI TẬP VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN I - Mục tiêu 1. Kiến thức - Nắm vững các định luật bảo toàn và điều kiện vận dụng các định luật bảo toàn. - Biết vận dụng các định luật để giải một số bài toán. 2. Kỹ năng II - Chuẩn bị 1.Giáo viên .- Một số bài toán vận dụng các định luật bảo tòan. - Phương pháp giải bài tập các định luật bảo toàn. 2.Học sinh - Các định luật bảo tòan, va chạm giữa các vật. III- Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp (1') 2. Bài mới: Nội dung ghi bảng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: Nhắc lại các định luật bảo toàn. I - Tóm tắt lý thuyết 1. Định luật bảo toàn động lượng - Điều kiện áp dụng: cho hệ kín. - Biểu thức: 2. Định lí động năng - Điều kiện áp dụng: cho mọi trường hợp. - Biểu thức: hay 3. Độ giảm thế năng - Điều kiện áp dụng: cho lực thế (trọng lực, lực đàn hồi) - Chọn gốc thế năng. - Biểu thức: — — 4. Định luật bảo toàn cơ năng - Điều kiện áp dụng: cho vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực thế. - Chọn mốc thế năng. - Biểu thức: 5. Biến thiên cơ năng - Điều kiện áp dụng: vật chuyển động còn chịu tác dụng của lực không thế () - Biểu thức: - GV: Nhắc lại các định lí, định luật về bảo toàn đã học? + Điều kiện áp dụng. + Biểu thức. - HS trả lời. Hoạt động 2: Vận dụng giải bài tập. II. Bài tập Một vật có khối lượng m1 trượt không vận tốc đầu từ đỉnh 1 mp nghiêng dài 8m hợp với phương ngang 1 góc . Bỏ qua mọi ma sát. Lấy g = 10 m/s2. a) Xác định vị trí của vật (cách đỉnh dốc bao nhiêu) tại đó động năng bằng thế năng? b) Xác định vận tốc của vật tại chân dốc? α A B O Giải: Chọn mốc thế năng tại chân dốc B a) Tính AC: Gọi C là vị trí vật có Wđ = Wt. + Trong : + Cơ năng của vật tại A: (vì vA = 0) + Cơ năng của vật tại C: + Theo ĐLBTCN: Ta có: Vậy, AC = AB - BC = 8 - 4 = 4m. b) Tính vB: + Cơ năng của vật tại B: + Theo ĐLBTCN: c) Sau khi đến chân dốc, vật tiếp tục lăn trên mp nằm ngang với cùng vận tốc tại chân dốc và đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m2 = 2m1 đang đứng yên. Tính vận tốc của mỗi vật sau va chạm? Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật 1. m/s m/s Vậy, vật 1 bật ngược trở lại với vận tốc 2,98m/s. vật 2 chuyển động về phía trước theo hướng của với vận tốc 5,96m/s. d) Sau khi va chạm, vật m1 bật ngược trở lại và lăn lên dốc. Xác định quãng đường vật đi được trên dốc? Gọi D là vị trí vật dừng lại khi lên dốc . + Cơ năng của vật tại B sau khi va chạm: + Cơ năng của vật tại D: WD = mgzD + Theo ĐLBTCN: Ta có: y α A B O e) Làm lại câu b, nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt dốc là 0,1. Chọn chiều dương như hình vẽ. Theo định luật II Newton: (1) Chiếu (1) lên trục Oy: N - P1 = 0 Theo định lí biến thiên cơ năng: - GV: cho HS đọc đề bài. - GV: vẽ hình và cho HS xác định các dữ kiện của bài toán. — Để giải câu a, ta sử dụng kiến thức nào? — Điều kiện bài toán có thỏa mãn điều kiện sử dụng ĐLBTCN không? Gợi ý: — Trong quá trình chuyển động của vật, vật chịu tác dụng của lực nào? — Vai trò của các lực này đối với vật như thế nào? - GV: Như vậy, vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực (lực thế) nên ta có thể áp dụng ĐLBTCN. — Khi tính cơ năng thì làm bước gì trước? - GV cho HS nêu hướng làm câu a. — Để giải câu b ta làm như thế nào? - GV cho 2 HS lên bảng giải chi tiết. — Ngoài áp dụng ĐLBTCN, ta còn cách nào khác để tìm vB? - GV đặt vấn đề và đưa ra câu c. — Đối với bài toán va chạm đàn hồi xuyên tâm ta có dữ kiện gì? Sử dụng những kiến thức nào để giải? - GV: Ở bài trước, chúng ta đã xác định được v'1 và v2' . Một em lên bảng áp dụng công thức đã tìm được xác định v'1 và v2' . Từ đó cho biết chiều chuyển động của mỗi vật? - GV đặt vấn đề và nêu câu d. — Khi vật lên dốc và khi vật xuống dốc thì vai trò của các lực có gì khác nhau? — Ở đây, chúng ta đã bỏ qua mọi ma sát. Vậy lức này vật có lên đến đỉnh dốc không? - GV khẳng định lại: Sau va chạm thì cơ năng của vật tại B giảm nên sau khi đi được quãng đường s < l thì vật dừng lại (vD = 0) rồi lăn trở xuống. — Lúc này ta tìm quãng đường như thê nào? - GV cho 1 HS lên bảng trình bày chi tiết. - GV đặt vấn đề và đưa ra câu e. — Nêu hướng giải câu e? - HS tìm hiểu bài tập. ¡ Định luật BTCN. ¡ Trọng lực , phản lực giữa mặt dốc và vật. ¡ Chỉ có thành phần của thực hiện công. ¡ Chọn mốc thế năng tại chân dốc B. ¡ + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông tính zA. + Tính cơ năng của vật tại A, tại C. + Áp dụng định luật BTCN zc. + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông BC. + AC = AB - BC ¡ + Tính cơ năng của vật tại A, tại B. + Áp dụng định luật BTCN vB. ¡ + Sử dụng phương pháp động lực học. + Định lí động năng: ¡ Hệ va chạm có thể xem là hệ kín và động năng của hệ được bảo toàn. + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: + Động năng được bảo toàn: - HS lên bảng trình bày. ¡ Khi xuống dốc, đóng vai trò là công phát động. Khi lên dốc, đóng vai trò là công cản. ¡ Không, vì sau va chạm vận tốc của vật giảm Wđ WB giảm nên vật sẽ lên đến 1 điểm nào đó giữa lưng chừng dốc thì sẽ dừng lại và lăn xuống lại. ¡ + Tính cơ năng của vật tại B, tại D. + Áp dụng định luật BTCN zD. + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông BD. ¡ + Áp dụng định luật II Newton . + Tính lực ma sát: Fms = + Áp dụng định lí biến thiên cơ năng Hoạt động 3: Củng cố. - GV củng cố và nêu những điểm cần lưu ý khi làm bài toán về các BLBT. IV - Rút kinh nghiệmTài liệu đính kèm:
giao an BTve cac chúng tôi
Cơ Năng Là Gì? Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng Công Thức Tính Và Bài Tập Vận Dụng
Trong bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu Cơ năng là gì? Định luật bảo toàn cơ năng phát biểu ra sao, Cơ năng được tính theo công thức nào? để từ đó thấy được mối liên hệ mật thiết giữa động năng và thế năng của vật.
I. Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường
– Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật trong trọng trường (gọi tắt là cơ năng của vật).
– Cơ năng của vật kí hiệu là W, theo định nghĩa ta có thể viết:
– Định luật bảo toàn cơ năng: 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.
* 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.
a) Chứng minh rằng A và B đối xứng với nhau qua CO.
b) Vị trí nào động năng cực đại? Cực tiểu?
c) Trong quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại?
° Lời giải câu C1 trang 143 SGK Vật Lý 10:
a) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
⇒ A và B đối xứng nhau qua CO.
(tại A và B vật dừng lại nên động năng bằng 0)
b) Chọn gốc thế năng tại O (là vị trí thấp nhất)
∗ Tại A và B có độ cao lớn nhất, vật dừng lại nên:
– Tại O: Vật có vận tốc lớn nhất khi chuyển động qua O nên:
c) Quá trình quả cầu nhỏ của con lắc chuyển động từ biên A về O thế năng giảm dần, chuyển hóa thành động năng. Ngược lại khi con lắc chuyển động từ O về A thì động năng giảm dần, chuyển hóa dần thành thế năng.
II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
– Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây ra bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế’ năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.
Viết công thức tính cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường.
– Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật trong trọng trường.
Viết công thức tính cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
– Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.
* Bài 3 trang 144 SGK Vật Lý 10: Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng.
– Định luật bảo toàn cơ năng: Khi một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực đàn hồi (không có lực cản, lực ma sát,…) thì động năng và thế năng có sự biến đổi qua lại, nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng luôn được bảo toàn: W = hằng số.
* Bài 4 trang 144 SGK Vật Lý 10: Nêu một ví dụ về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
– Xét lò xo có độ cứng k, một đầu cố định, một đầu gắn vật nặng m. O là vị trí cân bằng, kéo vật nặng ra khỏi vị trí cân bằng, đến vị trí M khi lò xo dãn ra 1 đoạn Δl rồi thả nhẹ. (vật m trượt không ma sát trên một trục nằm ngang).
– Tại vị trí M: Vận tốc vật bằng 0, độ dãn lò xo là lớn nhất, do đó cơ năng
– Khi vật chuyển động về O, vận tốc vật tăng dần, độ biến dạng lò xo giảm dần, do đó: thế năng đàn hồi chuyển hóa dần sang động năng.
– Khi đến vị trí cân bằng O: động năng cực đại, thế năng bằng 0.
– Sau khi trượt qua vị trí cân bằng O, vật chuyển động về phía N (đối xứng M qua O): quá trình chuyển hóa ngược lại, từ động năng sang thế năng.
* Bài 5 trang 144 SGK Vật Lý 10: Cơ năng là một đại lượng
A. Luôn luôn dương
B. Luôn luông dương hoặc bằng không
C. Có thể dương, âm hoặc bằng không
D. Luôn luôn khác không.
◊ Chọn đáp án: C. Có thể dương, âm hoặc bằng không
– Vì theo định luật bảo toàn cơ năng: W = W t + W đ, trong đó W t = mgz, z là tọa độ cao của vật phụ thuộc vào việc chọn mốc thế năng, nên z có thể dương, âm, hoặc bằng 0 nên W t là giá trị đại số, như vậy W cũng là giá trị đại số.
* Bài 6 trang 144 SGK Vật Lý 10: Khi có tác dụng của cả trọng lực và lực đàn hồi thì cơ năng của vật được tính như thế nào?
– Khi có tác dụng của cả trọng lực và lực đàn hồi (chẳng hạn như chuyển động của vật nặng gắn vào đầu lò xo treo thẳng đứng) thì cơ năng của vật được tính theo công thức:
* Bài 7 trang 145 SGK Vật Lý 10: Một vật nhỏ được ném lên từ một điểm M phía trên mặt đất; vật lên tới điểm N thì dừng và rơi xuống. Bỏ qua sức cản của không khí. Trong quá trình MN
A. động năng tăng
B. thế năng giảm
C. cơ năng cực đại tại N
D. cơ năng không đổi
◊ Chọn đáp án: D. cơ năng không đổi
– Vì bỏ qua sức cản của không khí nên trong quá trình MN cơ năng không đổi.
* Bài 8 trang 145 SGK Vật Lý 10: Từ điểm M (có độ cao so với mặt đất bằng 0,8 m) ném lên một vật với vận tốc đầu 2 m/s. Biết khối lượng của vật bằng 0,5 kg, lấy g = 10 m/s 2. Cơ năng của vật bằng bao nhiêu?
A. 4 J B. 1 J C. 5 J D. 8 J
◊ Chọn đáp án: C. 5 J
+ Ta chọn mốc thế năng tại mặt đất, như vậy tại điểm M ta có:
– Vật cơ năng của vật là:
Định Nghĩa Cơ Năng Là Gì – Hệ Quả &Amp; Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng
Cơ năng là gì?
Cơ năng là một đại lượng được dùng để chỉ khả năng sản sinh công của một vật. Khi vật có khả năng sinh công lớn thì cơ năng của vật đó lại càng lớn. Cơ năng là tổng thể của động năng và thế năng; là sự kết hợp của chuyển động và vị trí của vật thể. Đơn vị của cơ năng là Jun (J)
Khi vật có khả năng thực hiện công cơ học thì vật đó có cơ năng, ví dụ như một vật nặng đang giữ yên ở độ cao h so với mặt đất, nó không thực hiện công nhưng có khả năng thực hiện công khi được buông ra nên sinh ra cơ năng.
Các dạng của cơ năng
Cơ năng chia làm 2 dạng đó là:
Động năng.
Động năng được dùng để chỉ cơ năng của vật được tạo ra do chuyển động. Khi một vật chuyển động càng nhanh, khối lượng càng lớn thì động năng của vật đó càng lớn ví dụ như hòn bi đang lăn.
Thế năng
Thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất, nó được gọi là thế năng trọng trường. Nói cách khác, cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật với một điểm xác định để làm mốc tính độ cao. Vật được đặt cách càng cao so với mốc tính thì thì năng càng lớn, khi vật được đặt trên mặt đất hoặc mốc tính thế năng trọng trường của vật lúc này bằng 0, ví dụ như quạt trần so với nền nhà.
Ngoài thế năng trọng trường của vật thì còn phụ thuộc vào khối lượng của nó, khối lượng càng nhỏ thì thế năng càng nhỏ. Thế năng đàn hồi được dùng để chỉ cơ năng của vật bị ảnh hưởng bởi độ biến dạng của vật ví dụ như lò xò.
Một vật có cả thế năng và động năng, cơ năng của vật sẽ là tổng thể của thế năng và động năng. Khi một vật đang chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của nó là tổng của động năng và thế năng. Ta có công thức cơ năng sau: W=Wđ+Wt=1/2mv2+mgz
Định luật bảo toàn cơ năng
Định luật bảo toàn cơ năng là định luật bảo toàn chỉ số cơ năng của vật khi chuyển động trong trọng trường và chị tác động của một lực có thể là trọng lực hoặc lực đàn hồi. Hiểu đơn giản là thế năng và động năng của vật có thể bị biến đổi qua lại trong quá trình vật chuyển động trọng trọng trường nhưng tổng của chúng không bị biến đổi bởi vật mà chịu tác động trực tiếp của lực đàn hồi và trọng lực.
Định luật bảo toàn cơ năng: Trong khi chuyển động, nếu chỉ vật chịu tác động của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại thế năng chuyển thành động năng. Tổng của chúng là cơ năng của vật được bảo toàn và không thay đổi theo thời gian.
Quá trình chuyển động của vật trong trọng trường nếu thế năng của vật giảm thì động năng của vật sẽ tăng và ngược lại khi động năng của vật tăng thế năng sẽ giảm. Đồng thời tại vị trí mà động năng đạt cực đại thì thế năng sẽ ở cực tiểu và ngược lại, thế năng ở cực đại thì động năng sẽ cực tiểu.
Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật không chịu tác động của bất kỳ tác động nào từ bên ngoài ngoài trọng lực và lực đàn hồi. Trong quá trình chuyển động nếu vật chịu thêm các tác động từ lực ma sát, lực cản thì cơ năng của vật sẽ bị biến đổi, công của các lực tác động sẽ bằng độ biến thiên cơ năng.
Cơ năng của vật có chịu tác động của lực đàn hồi hay không?
Đây là câu hỏi mà chúng tôi nhận được rất nhiều từ quý bạn đọc, câu trả lời là Có. Khi một vật trong quá trình chuyển đổi sẽ chịu tác động của lực đàn hồi được tạo ra từ sự biến dạng của lò xo thì cơ năng sẽ bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật. Đại lượng này sẽ được bảo toàn.
3.7
/
5
(
3
bình chọn
)
Bạn đang đọc nội dung bài viết Giáo Án Vật Lý Lớp 10: Bài Tập Cơ Năng – Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!