- Biết: sự chuyển hoá giữa thế năng và động năng .
- Hiểu: định luật bảo toàn và chuyển hoá cơ năng.
- Vận dụng: tìm ví dụ về chuyển hoá lẫn nhau giữa thế năng và động năng trong thực tế.
Chủ đề 16: SỰ CHUYỂN HOÁ VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Tóm tắt lý thuyết
1. Sự chuyển hoá các dạng cơ năng:
a. Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi.
- Quan sát quả bóng rơi để thấy được sự thay đổi của độ cao và vận tốc.
- Nhận xét:
+ Khi quả bóng rơi, thế năng chuyển hoá thành động năng.
+ Khi quả bóng nảy lên, động năng chuyển hoá thành thế năng.
Kết luận
+ Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng giảm dần, vận tốc của quả bóng tăng dần. Thế năng của quả bóng giảm dần, còn động năng của nó tăng dần.
+ Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả bóng tăng dần, vận tốc của nó giảm dần. Như vậy thế năng của quả bóng tăng dần, động năng của nó giảm dần.
b.Thí nghiệm 2: Con lắc dao động
- Quan sát chuyển động của con lắc:
- Kết luận:
- Trong chuyển động của con lắc đã có sự chuyển hóa liên tục các dạng cơ năng: Thế năng chuyển hoá thành động năng và động năng chuyển hoá thành thế năng.
- Khi con lắc ở vị trí thấp nhất (vị trí cân bằng), thế năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành động năng; khi con lắc ở vị trí cao nhất, động năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành thế năng.
2. Định luật bảo toàn cơ năng
- Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không đổi. Người ta nói cơ năng được bảo toàn.
Bài tập:
Bài 1:
Thả viên bi lăn trên một cái máng có hình vòng cung (H.17.1)
a) Ở vị trí nào viên bi có động năng lớn nhất? hãy chọn câu trả lời đúng.
A. Vị trí C
B. Vị trí A
C. Vị trí B
D. Ngoài ba vị trí trên
b) Ở vị trí nào viên bi có thế năng nhỏ nhất? Hãy chọn câu trả lời đúng.
A. Vị trí B
B. Vị trí C
C. Vị trí A
D. Ngoài 3 vị trí trên
Bài 2: Người ta ném một vật theo phương nằng ngang từ một độ cao nào đó cách mặt đất. Thế năng và động năng của vật thay đổi như thế nào từ lúc ném đến lúc vật chạm đất? Bỏ qua sức cản của không khí, cơ năng của vật lúc chạm đất và lúc ném có như nhau không?
Bài 3: Hai vật đang rơi có khối lượng như nhau. Hỏi thế năng và động năng của chúng ở cùng một độ cao có như nhau không?