Bài 26. Cơ năng - Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng (Vật lý 10)

UN
Uni24h
0 lượt tải
38
0

Nội dung tài liệu

Trang 1

BÀI 26: CƠ NĂNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG  Đ nh nghĩa c năng, s chuy n hoá năng l ng: ị ơ ự ể ượ  C ơ năng c a v t chuy n đ ng d i tác d ng c a ủ ậ ể ộ ướ ụ ủ tr ng l c ọ ự b ng ằ t ng ổ đ ng năng ộ và th năng ế tr ng tr ng c a v t ọ ườ ủ ậ  T i A và E th năng c c ạ ế ự ti uể , đ ng năng c c ộ ự đ i ạ .  T i B th năng c c ạ ế ự đ i ạ , đ ng năng c c ộ ự ti uể .  T A – B ừ và C – D (chuy n đ ng t th p lên cao) ể ộ ừ ấ động năng gi m, ả th năng ế tăng.  T B – C ừ và D – E (chuy n đ ng t cao xu ng th p) ể ộ ừ ố ấ động năng tăng, th năng ế gi mả .  S b o toàn c năng c a v t chu y n đ ng ch d i tác d ng c a tr ng l c: ự ả ơ ủ ậ ể ộ ỉ ướ ụ ủ ọ ự  Khi m t ộ v t chuy n đ ng trong tr ng tr ng ch ch u tác d ng c a tr ng l c thì c năng c a ậ ể ộ ọ ườ ỉ ị ụ ủ ọ ự ơ ủ v t là m t đ i l ng b o toàn ậ ộ ạ ượ ả , ta có  H qu : ệ ả Trong quá trình chuy n đ ng c a m t v t trong tr ng tr ng (b qua ma sát): ể ộ ủ ộ ậ ọ ườ ỏ  N u ế đ ng năng gi m ộ ả thì th năng tăng ế và ng c l i ượ ạ (đ ng năng ộ và th năng ế chuy n hoá ể l nẫ nhau).  T i v trí nào ạ ị đ ng năng c c đ i ộ ự ạ thì th năng c c ti u ế ự ể và ng c l i ượ ạ . Ví d 1: ụ Nhà máy đi n s n xu t đi n năng t dòng n c ch y t trên cao xu ng (Hình 17.1). ệ ả ấ ệ ừ ướ ả ừ ố Trong quá trình đó, có nh ng d ng năng l ng c h c nào xu t hi n? Chúng có th chuy n hóa ữ ạ ượ ơ ọ ấ ệ ể ể qua l i v i nhau không? Trong nh ng đi u ki n nào thì t ng c a các d ng năng l ng c h c đó ạ ớ ữ ề ệ ổ ủ ạ ượ ơ ọ đ c b o toàn? ượ ả  Đ nh ị lu t b o toàn c năng ậ ả ơ ch đúng khi v t ỉ ậ chuy n đ ng ch ch u tác d ng c a ể ộ ỉ ị ụ ủ tr ng l c ọ ự ho c ặ l c đàn h i ự ồ ho c c hai ặ ả mà thôi. N u v t còn ch u thêm tác d ng c a các l c không th (l c ế ậ ị ụ ủ ự ế ự c n, l c ma sát…. thì khi gi i các bài toán ta s dùng đ nh lý ả ự ả ẽ ị bi n thiên th năng ế ế . Chú ý

Trang 2

Trong quá trình s n xu t đi n năng t dòng n c ch y trên cao xu ng, có nh ng d ng năng ả ấ ệ ừ ướ ả ố ữ ạ l ng c h c xu t hi n là đ ng năng, th năng tr ng tr ng ượ ơ ọ ấ ệ ộ ế ọ ườ . Đ ng năng và th năng chuy n hóa qua l i l n nhau ộ ế ể ạ ẫ . Trong đi u ki n b qua l c c n không khí thì c năng đ c b o toàn ề ệ ỏ ự ả ơ ượ ả . Ví d 2: ụ Phân tích s chuy n hóa gi a đ ng năng và th năng trong m t s ho t đ ng c a đ i ự ể ữ ộ ế ộ ố ạ ộ ủ ờ s ng hàng ngày. ố Ném qu bóng t d i lên, ban đ u qu bóng có đ ng năng c c đ i, th năng b ng ả ừ ướ ầ ả ộ ự ạ ế ằ không, khi qu bóng lên v trí cao nh t thì đ ng năng b ng ả ị ấ ộ ằ không, th năng thì c c đ i ế ự ạ . N c ch y t trên cao xu ng, ban đ u th năng c c đ i, đ ng năng b ng ướ ả ừ ố ầ ế ự ạ ộ ằ không, khi ch y đ n ả ế chân thì đ ng năng c c đ i còn th năng b ng ộ ự ạ ế ằ không. Ví d 3: ụ M t thùng hàng b t đ u tr t xu ng t đ nh c a m t máng nghiêng nh n (ma sát ộ ắ ầ ượ ố ừ ỉ ủ ộ ẵ không đáng k ). N u tăng góc nghiêng c a máng thì t c đ c a thùng hàng t i chân máng thay ể ế ủ ố ộ ủ ạ đ i nh th nào? ổ ư ế Do ma sát không đáng k nên c năng c a thùng hàng đ c b o toàn. Khi tăng góc nghiêng c a ể ơ ủ ượ ả ủ máng, th năng ban đ u c a thùng hàng tăng lên, c năng c a thùng hàng vì th cũng tăng. Do đó, ế ầ ủ ơ ủ ế đ ng năng c a thùng hàng t i chân máng tr t cũng tăng theo, suy ra t c đ thùng hàng t i chân ộ ủ ạ ượ ố ộ ạ máng tăng. Ví d 4: ụ Vì sao các búa máy đóng c c đ c ch t o r t n ng và khi ho t đ ng, búa đ c kéo lên r t cao ọ ượ ế ạ ấ ặ ạ ộ ượ ấ so v i đ u c c? ớ ầ ọ Th năng c a búa máy so v i đ u c c t l thu n v i kh i l ng và đ cao c a búa so v i đ u c c. ế ủ ớ ầ ọ ỉ ệ ậ ớ ố ượ ộ ủ ớ ầ ọ N u b qua m i l c c n, đ ng năng c c đ i c a búa b ng th năng ban đ u c a nó. Đ ng năng c a ế ỏ ọ ự ả ộ ự ạ ủ ằ ế ầ ủ ộ ủ búa tr c khi va ch m v i đ u c c càng l n thì c c càng d c m sâu vào đ t. ướ ạ ớ ầ ọ ớ ọ ễ ắ ấ Ví d 5: ụ M t ng i nâng t lên cao sao cho t c đ c a t là không đ i trong su t quá trình chuy n ộ ườ ạ ố ộ ủ ạ ổ ố ể đ ng. Ch n g c th năng tr ng tr ng t i m t đ t. Trong các đ i l ng: đ ng năng, th năng, c năng, đ i ộ ọ ố ế ọ ườ ạ ặ ấ ạ ượ ộ ế ơ ạ l ng nào c a t không thay đ i trong quá trình trên? ượ ủ ạ ổ Đ ng năng c a t không thay đ i vì t c đ t không đ i. Th năng c a qu t tăng vì đ cao ộ ủ ạ ổ ố ộ ạ ổ ế ủ ả ạ ộ c a t so v i g c th năng tăng. Do đó, c năng c a t cũng tăng. ủ ạ ớ ố ế ơ ủ ạ Ví d 6: ụ Làm th nào đ m t qu bóng sau khi đ p xu ng sàn nhà có th n y lên cao h n so v i v trí ế ể ộ ả ậ ố ể ả ơ ớ ị

Trang 3

ban đ uầ ? Ta c n cung c p m t v n t c đ u tr c khi ném qu bóng th ng đ ng xu ng sàn. Khi đó, c ầ ấ ộ ậ ố ầ ướ ả ẳ ứ ố ơ năng c a qu bóng bao g m th năng và đ ng năng t i v trí ban đ u. Th năng c c đ i c a qu ủ ả ồ ế ộ ạ ị ầ ế ự ạ ủ ả bóng chính b ng c năng c a qu bóng và l n h n th năng c a qu bóng t i v trí ban đ u. Do đó, ằ ơ ủ ả ớ ơ ế ủ ả ạ ị ầ qu bóng có th n y lên cao h n. ả ể ả ơ Ví d 7: ụ Trên các đ i cát t i Mũi Né, thành ph Phan Thi t, du ồ ạ ố ế khách th ng s d ng t m ván đ tr t t trên m t đo n đ i cao ườ ử ụ ấ ể ượ ừ ộ ạ ồ xu ng d i. Đ t o tr i nghi m tr t t t, du khách th ng đ c ố ướ ể ạ ả ệ ượ ố ườ ượ khuyên di chuy n lên các đo n đ i cao và t c đ tr t s nhanh h n. ể ạ ồ ố ộ ượ ẽ ơ Gi i thích nguyên nhân cho cách làm trên. Ngoài ra, còn có cách nào ả khác đ tăng t c đ tr t? ể ố ộ ượ Đo n đ i cao thì th năng ban đ u c a ng i tr t cũng l n, khi n cho trong quá trình tr t, ạ ồ ế ầ ủ ườ ượ ớ ế ượ năng l ng đ c chuy n hóa thành đ ng năng l n h n. Đ ng năng l n thì t c đ tr t s l n, t o ượ ượ ể ộ ớ ơ ộ ớ ố ộ ượ ẽ ớ ạ c m giác tr t và chuy n đ ng t t h n. Ngoài ra, ta có th s d ng t m ván tr t m ng nh , m t ả ượ ể ộ ố ơ ể ử ụ ấ ượ ỏ ẹ ặ nh n làm gi m ma sát tr t, gi m hao phí nhi t năng trong quá trình chuy n đ ng đ tr t cát đ t ẵ ả ượ ả ệ ể ộ ể ượ ạ t c đ cao. ố ộ Ví d 7: ụ T i sao trong môn nh y cao, các v n đ ng viên đ u ph i ch y đà tr c khi gi m nh y? ạ ả ậ ộ ề ả ạ ướ ậ ả Quá trình ch y đà có tác d ng tăng t c đ đ u nh m tăng đ ng năng ban đ u c a ng i v n ạ ụ ố ộ ầ ằ ộ ầ ủ ườ ậ đ ng viên. Khi đ ng năng ban đ u l n thì th năng c c đ i c a v n đ ng viên cũng l n. Đi u này ộ ộ ầ ớ ế ự ạ ủ ậ ộ ớ ề giúp v n đ ng viên đ t thành tích cao h n. ậ ộ ạ ơ

Trang 4

BÀI T P M U PHÂN D NG Ậ Ẫ Ạ Câu 1: M t v t đ c ném th ng đ ng lên cao t m t đ t v i v n t c đ u ộ ậ ươ ẳ ứ ừ ặ ấ ớ ậ ố ầ V n t c c a v t ậ ố ủ ậ khi có đ ng năng b ng th năng là bao nhiêu? ộ ằ ế H ng d n gi i ướ ẫ ả Áp d ng đ nh lu t b o toàn c năng ta có ụ ị ậ ả ơ do đó ta có Câu 2: M t v t có kh i l ng 1 kg ném th ng đ ng lên cao v i v n t c ộ ậ ố ượ ẳ ứ ớ ậ ố . L y ấ Ở đ cao nào thì th năng b ng đ ng năng? ộ ế ằ ộ H ng d n gi i ướ ẫ ả Ch n g c th năng t i m t đ t. ọ ố ế ạ ặ ấ C năng c a v t t i m t đ t ơ ủ ậ ạ ặ ấ Th năng b ng đ ng năng ế ằ ộ Câu 3: Ở ộ đ cao m t v t đ c ném th ng đ ng lên cao v i v n t c ban đ u ộ ậ ượ ẳ ứ ớ ậ ố ầ L y ấ B qua s c c n không khí. Hãy tính đ cao mà đó th năng b ng đ ng năng c a ỏ ứ ả ộ ở ế ằ ộ ủ v t? ậ H ng d n gi i ướ ẫ ả Ch n tr c t a đ ọ ụ ọ ộ th ng đ ng, g c th năng ẳ ứ ố ế t i v trí ném v t, chi u d ng h ng lên. ạ ị ậ ề ươ ướ C năng c a v t ơ ủ ậ G i ọ là đ cao mà t i đó v t có ộ ạ ậ T (1)và (2) suy ra ừ Câu 4: Nh y c u là m t mon th thao. V n đ ng viên nh y ả ầ ộ ể ậ ộ ả lên, đ t đi m cao nh t cách m t n c ạ ể ấ ặ ướ r i r i xu ng. ồ ơ ố Trong quá trình r i, v n đ ng viên th c hi n các đ ng tác nhào ơ ậ ộ ự ệ ộ l n đ p m t tr c khi ch m n c ộ ẹ ắ ướ ạ ướ nh hình bên ư . Em hãy c ướ l ng t c đ c a v n đ ng viên khi ch m n c. N c trong b ượ ố ộ ủ ậ ộ ạ ướ ướ ể có vai trò nh th nào trong vi c đ m b o an toàn cho v n đ ng ư ế ệ ả ả ậ ộ viên? H ng d n gi i ướ ẫ ả B qua ma sát gi a v n đ ng viên và không khí ỏ ữ ậ ộ .

Hiển thị 4 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.

Bình luận (0)

Đăng nhập để tham gia bình luận

Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!