Vật lý 11 (KNTT) - Bài 5.Động năng Thế năng - Sự chuyển hóa năng lượng

NGNguyễn Lê Giang
0 次下载
35
0

资料内容

Trang 1

KHỞI ĐỘNG Nêu một vài ví dụ trong đời sống và trong kĩ thuật có sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng.

Trang 2

Ở lớp 10, khi học về chuyển động của vật, ta đã biết có sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của vật. Vậy trong dao động điều hòa có sự chuyển hóa tương tự không?

Trang 4

Nghiên cứu SGK, thiết lập biểu thức động năng của vật dao động điều hòa theo thời gian. Biến đổi để tìm biểu thức động năng theo li độ Xác định động năng tại vị trí cân bằng x=0 và hai vị trí biên x=±A. Nhận xét sự biến thiên của động năng theo li độ và rút ra kết luận. Quan sát Hình 5.1 SGK, nhận xét dạng đồ thị động năng theo li độ. nhiệm vụ của học sinh

Trang 5

đồ thị động năng theo li độ Phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sựbiến thiên của động năng theo li độ trong dao động điều hòa. Động năng của vật dao động điều hòa được xác định bởi biểu thức: 𝑾đ = 𝟏 𝟐 𝒎𝒗 𝟐 Thay 𝑣 = −𝜔𝐴𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡 + 𝜑) vào, ta được: 𝑊đ = 1 2 𝑚𝜔 2𝐴 2 𝑠𝑖𝑛 2 𝜔𝑡 + 𝜑 ⇒ 𝑊đ = 1 2 𝑚𝜔 2𝐴 2 1 − 𝑐𝑜𝑠 2 (𝜔𝑡 + 𝜑) Thay 𝑥 = 𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 + 𝜑 vào ta được: 𝑾đ = 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐 (𝑨 𝟐 − 𝒙 𝟐 )

Trang 6

Công thức động năng: I. ĐỘNG NĂNG Hình 5.1 là đồ thị chỉ sự biến thiên của động năng theo li độ x. Đó là một đường parabol có bề lõm hướng xuống và có giá trị cực đại : 𝑾đ𝒎𝒂𝒙 = 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝑨 𝟐 . 𝑊đ = 1 2 𝑚𝜔 2 (𝐴 2 − 𝑥 2 )

Trang 7

I. ĐỘNG NĂNG Đồ thị cho thấy, khi vật đi từ vị trí cân bằng tới vị trí biên thì động năng của vật đang từ cực đại giảm đến 0. Khi vật đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì động năng của vật tăng từ 0 đến giá trị cực đại. Điều đó chứng tỏ động năng của hệ không hề mất đi mà chuyển dần sang thế năng của hệ và ngược lại.

Trang 8

HOẠT ĐỘNG SỐ 10 phút, theo nhóm, 01 thiết bị/nhóm Nhiệm vụ: • chọnmàn hình năng lượng, tắtma sát; • quan sát vậttại hai biên và vịtrí cân bằng, • ghimức động năng ở từng vịtrí và đối chiếu với công thức. Sản phẩm số: bảng ba vị trí và nhận xét về động năng. HS truy cập PhET – Khối lượng và lò xo.

Trang 11

Quan sát đồ thị thế năng theo li độ Phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sự biến thiên của thế năng theo li độ trong dao động điều hòa. HS nghiên cứuSGK, tìm hiểu thế năng trong dao động điều hòa. Tìm hiểu về sự biến thiên của thế năng theo li độ bằng cách xác định thế năng Wt tại vị trí cân bằng x = 0 và tại vị trí biên 𝒙 = ±𝑨 . Đồ thị chỉsựbiến thiên của thế năng theo li độ x có dạng nhưthế nào?

Trang 12

Quan sát đồ thị thế năng theo li độ Phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sự biến thiên của thế năng theo li độ trong dao động điều hòa. 𝑾𝒕 = 𝑾đ𝒎𝒂𝒙 − 𝑾đ 𝒙 = 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝑨 𝟐 − 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝑨 𝟐 − 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝒙 𝟐 𝑾𝒕 = 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝒙 𝟐

Trang 13

https://phet.colorado.edu/vi/simulations/masses-and-springs 10 phút, theo nhóm, 01 thiết bị/nhóm HS truy cập PhET – Khối lượng và lò xo. Nhiệm vụ: • tiếp tục dùng cùng mô phỏng, ghi thế năng ở hai biên, vị trí cân bằng và một vị trí trung gian; • so sánh với li độ. Sản phẩm số: bảng vị trí – li độ – thế năng và kết luận. HOẠT ĐỘNG SỐ

Trang 14

Công thức THẾ NĂNG: II. THẾ NĂNG Đồ thị biến thiên của thế năng theo li độ x cũng là một đường parabol nhưng bề lõm hướng lên như Hình 5.2 và có giá trị cực đại: 𝑾𝒕 = 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝒙 𝟐

Trang 15

II. THẾ NĂNG Đồ thị cho thấy, khi vật đi từ vị trí cân bằng tới vị trí biên thì thế năng của vật đang từ 0 tăng dần đến cực đại. Khi vật đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì thế năng của vật từ cực đại giảm dần đến 0.

Trang 16

Hoạt động Quan sát Hình 5.1, 5.2; nghiên cứu SGK về cơ năng trong dao động điều hòa. Hoàn thành Hoạt động SGK tr.21: phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng qua Hình 5.3, 5.4. Thảo luận, trình bày kết quả và rút ra kết luận về sự bảo toàn cơ năng.

Trang 19

Cho hệ dao động không ma sát; ghi động năng, thế năng và tổng năng lượng tại 5 vị trí. So sánh tổng năng lượng ở các vị trí và kết luận về sự bảo toàn cơ năng. Trình bày bảng kết quả và giải thích sai lệch nếu có. Làm việc nhóm, truy cập mô phỏng PhET – Khối lượng và lò xo. Nhiệm vụ hoạt động số

Trang 20

Công thức động năng: III. CƠ NĂNG Trong dao động điều hòa, có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng của vật, còn cơ năng, tức tổng động năng và thế năng thì được bảo toàn. 𝑾 = 𝑾đ + 𝑾𝒕 = 𝟏 𝟐 𝒎𝝎𝟐𝑨 𝟐

显示前 20 页。下载资料查看完整内容。

评论 (0)

登录 以加入讨论

暂无评论。快来抢沙发吧!