Bản lĩnh Việt Nam - Đổi mới – Sáng tạo – Vươn tới những tầm cao CHƯƠNG 8 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG
Thời gian trình bày: 120 phút
Người trình bày: Huỳnh Ngọc Toàn Email: hntoan1310@gmail.com http:/ d / uytan e . du v . n Nội dung
I. Lực bảo toàn và lực không bảo toàn II. Thế năng
III. Cơ năng và sự bảo toàn cơ năng
IV. Sự bảo toàn năng lượng
Các lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Định nghĩa: lực bảo toànlàlực màcông
thực hiện lênvật khivật dichuyển từ vị trí
nàysangvị tríkhácchỉ phụ thuộc vị tríđầu
vàvị trícuối, khôngphụ thuộc đường đi.
Lực không bảo toàn: công thực hiện lên vật
phụ thuộc vào đường đi.
Lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Chứng minhtrọng lực là lực bảo toàn:
Xét một vật có khối lượng m dịch
chuyển từ vị trí(1)đến vị trí(2)như ở
hìnhbên.Côngthực hiện bởi trọng lực: (2) Wg = mgd l=−(mgy2 − mgy1) (1) =mgy1 − mgy2
Lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Nhận xét: Công mà trọng lực thực
hiện chỉ phụ thuộc hiệu (y2 − y1) mà
khôngphụ thuộc dạng đường đi
trọng lực làlực bảo toàn.
Lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Trắc nghiệm:Côngthực hiện bởi lực
bảo toàn(vídụ như trọng lực) thực
hiện lênvật khidichuyển từ điểm 1
đến điểm 2theo đường 1A2và1B2 thì: a) Bằng nhau. b) Khácnhau.
Lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Trắc nghiệm:Côngthực hiện bởi lực
bảo toàn(vídụ như trọng lực) thực
hiện lênvật khidichuyển từ điểm 1
đến điểm 2theo đường 1A2và1B2 thì: a) Bằng nhau. b) Khácnhau. Đáp án:(a).
Lực bảo toàn và lực không bảo toàn
Tính chất:côngthực hiện bởi lực bảo
toànlênvật khivật dịch chuyển theomột
quỹ đạo khépkínbằng không. Thế năng Thế năng
Thế năng trọng lực haythế năng hấp dẫn được định nghĩa: Ug =mgy
Khivật dịch chuyển từ vị trí (1)sang
vị trí(2)thìcôngthực hiện bởi trọng lực: Wg =− U2g− U1g=−∆Ug Thế năng
Côngthực hiện bởi lực đàn hồi của lò xo: 1 1 W 2 2 s = kx − kx 2 1 2 2
Thế năng đàn hồi của lòxođược định nghĩa: 1 Us = kx2 2 Dođó: Ws =− U2s− U1s=−∆Us Cơ năng và sự bảo toàn cơ năng
Cơ năng và sự bảo toàn cơ năng
Xétmột vật màtrongquátrìnhdịch chuyển chỉ
cólực bảo toàn(trọng lực, lực đàn hồi) thực
hiện công.Định lícông-động năng códạng: W = K2 − K1
Vìchỉ cólực bảo toànthực hiện côngnên: W = Wg + Ws
Cơ năng và sự bảo toàn cơ năng Sắp xếp lại tađược: 1 1 1 1 mv 2 + mgy kx2 = mv 2 + mgy kx 2 2 1 1 + 2 1 2 2 2 + 2 2 E1 =E2
Kết luận: Nếu chỉ cólực bảo toànthực hiện công
thìtổng động năng vàthế năng, gọi làcơ năng,
luônlàhằng số, tức làđược bảo toàn.
Kết luận trênđược gọi làđịnh luật bảo toàncơ năng.
Ví dụ 1 (ví dụ 8-4 tr.288)
Mộthònđáđượcthảrơitựd t o ừ
độcao3,0m.Tínhtốcđộcủahòn đá:
a) Khinócáchmặt đất 1,0m. b)Ngay khinóchạm đất.
Ví dụ 1 (ví dụ 8-4 tr.288) Vídụ 1 (Vídụ 8-4tr.288).
Đáp số: a)6,3m/s; b)7,7m/s. Ví dụ 2 (
ví dụ 8-7 tr.291) Mộtmũiphitiêunặng0,100kg
đượcnénđến6 cm. Lòxocóđộ
cứng250 N/m. Bỏqua ma sát.
Tínhtốc độ của mũi phitiêukhilò
xotrở lại chiều dàibanđầu. Ví dụ 2 (
ví dụ 8-7 tr.291) Vídụ 2 (Vídụ 8-7tr.291). Đáp số:3 m/s. Ví dụ 3
Mộtquảbóng nhỏcó khốilượng5,0 g đượcthả
không vậntốcđầutừ độcao h=3,5 m. Sau đó
quả bóng lăn tới đỉnh A của một vòng tròn bán
kính R=1,0 m. Bỏqua ma sát.
a) Tính tốcđộcủaquảbóng tạiđỉnhA củavòng.
b) Lực pháp tuyến tác động lên quả bóng tại A bằngbao nhiêu?
c) Giá trịnhỏnhấtcủah đểvậtvượtqua điểm A?