Xem mẫu
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Chương VIII : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯ ỢNG
Bài 1 : CÔNG – CÔNG SUẤT
I. Công cơ học :
1. Đ ịnh nghĩa :
Công là đại lượng vô hướng được đo bằng tích số giữa lực tác dụng và quãng
đường dịch chuyển với cosin của góc tạo bởi hướng của lực và hướng dịch chuyển
F2
F
F1
s
* Biểu thức :
F: löïc taùc duïng leân vaät (N)
S: quaõng ñöôøng vaät dòch
A=F.s.cos( F , s ) chuyeån (m)
A: coâng cuûa löïc taùc duïng leân
vaät (J)
* Đơn vị : J
1J = 1Nm
1KJ = 1000J
2. Tính chất của công cơ học :
Công cơ học là một đại lượng vô hướng , có thể mang giá trị âm hoặc dương.
-
Giá trị của công cơ học phụ thuộc vào hệ quy chiếu
-
* Chú ý : công là công của lực tác dụng lên vật
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
3. Các trường hợp riêng của công :
= 0 : cos=1 : AF max = F.s ( F s )
-
000 : Công phát động
-
=900 : cos=0 AF = 0 ( F s )
-
900
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
III. Hộp Số :
A F .s
N F .v
t t
Hộp số : là một bộ phận quan trọng trong các động cơ như ô tô, xe máy.
Nhiệm vụ của hộp số là làm tăng giảm lực nhờ các bộ phận bánh xe răng
khác nhau trong hộp số
Bài 2 : CÔNG CỦA TRỌNG LỰC - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CÔNG
I. Công của trọng lực :
P
h1
h2
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Xét một vật có khối lượng m chịu tác dụng của trọng lực rơi tự do từ độ cao
h1 đến độ cao h2
A p Ph cos 0 0 mg (h1 h2 )
Xét vật chuyển động trượt xuống mặt phẳng nghiêng góc so với phương
thẳng đứng ( bỏ qua ma sát )
AP P. AB. cos P.h mg (h1 h2 )
Nhận xét :
Công của trọng lực không phụ thuộc vào đường đi mà chỉ phụ thuộc độ cao
đầu so với độ cao cuối
II. Lực thế :
Là loại lực mà công của nó không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ
-
phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và cuối của quỹ đạo.
Lực đàn hồi, trọng lực, lực tĩnh điện là các lực thế.
-
Công của lực thế trong quỹ đạo khép kín bằng 0
-
III. Định luật bảo toàn công :
Tất cả các máy cơ học đều không cho ta lợi vế công, lợi bao nhiêu lần về lực
thì thiệt hại bấy nhiêu lần vế đường đi, giá trị của công không đổi
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
IV. Hiệu suất :
A
H 1
A'
A: công có ích
A’ : công thực hiện
Bài 3 : NĂNG LƯỢNG – ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG
I. Năng lượng :
Định nghĩa : Năng lượng là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng
1.
thực hiện công của vật hoặc hệ vật.
Các dạng năng lượng : cơ năng, quang năng, điện năng,…
Giá trị năng lượng : Giá trị năng lượng của một vật hay một hệ vật ở
2.
trong một trạng thái nào đó bằng công cực đại mà vật hay hệ vật thực hiện
được trong những quá trình biến đổi nhất định.
3. Đơn vị : J, KJ.
II. Động năng :
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Định nghĩa : Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển
1.
động.
2. Biểu thức :
mv 2
Wñ
2
Vậy : động năng của một vật bằng một nửa tích của khối lượng m với bình
phương vận tốc của vật.
3. Tính chất và đơn vị :
Động năng phụ thuộc vào vận tốc và khối lượng của vật.
-
Động năng có tính tương đối.
-
Wđ > 0
-
Đơn vị động năng : J,KJ.
-
Định lý động năng : Độ biến thiên động năng bằng tổng công của lực
4.
tác dụng lên vật.
Nếu công dương thì động năng tăng.
Nếu công âm thì động năng giảm.
Biểu thức :
A = Wđ2 - Wđ1
III. Thế năng :
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
1. Trường hợp vật chịu tác dụng của trọng lực :
Thế năng của một vật dưới tác dụng của trọng lực là năng lượng mà vật có
được khi nó ở độ cao h nào đó so với vật chọn làm mốc.
Biểu thức :
Wt mgh
2. Trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi :
Biểu thức tính thế năng :
kx 2
Wt
2
Định nghĩa thế năng :Thế năng là năng lượng mà hệ vật ( một vật ) có
3.
do tương tác giữa các vật của hệ ( các phần của hệ ) và phụ thuộc vào vị trí
tương đối của các vật (các phần ) ấy.
Hai loại thế năng : thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi.
Bài 4 : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Định luật bảo toàn cơ năng.
1. Trường hợp trọng lực:
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Xét hệ vật gồm vật có khối lượng m và trái đất, vật rơi tự do dưới tác dụng
của trọng lực
Trong quá trình rơi vật đi qua điểm A ở thời điểm t1 và điểm B ở thời điểm
t2 .Tại A vật có độ cao h1 , vận tốc v1 , tại B vật có độ cao h2, vận tốc v 2 .
Trong quá trình rơi từ A đến B:
A t 1 v1
P
h1
B
t 2 v2
h2
* Cơ năng: là năng lượng cơ học của chuyển động của vật.Ở mỗi trạng thái
cơ học, cơ năng của vật chỉ có một giá trị bằng tổng động năng và thế năng
tương tác của vật.
E = Wđ + Wt
* Định luật bảo toàn cơ năng cho trọng lực:
Trong quá trình chuyển động dưới tác động của trọng lực có sự biến đổi
qua lại giữa động năng và thế năng nhưng tổng của chúng tức cơ năng được
bảo toàn.
12 12
mv1 mgh1 mv 2 mgh2
2 2
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
2. Trường hợp lực đàn hồi.
Trong quá trình chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi có sự biến đổi
qua lại giữa động năng của vật và thế năng đàn hồi của lò xo nhưng tổng của
chúng tức cơ năng của hệ vật_ lò xo là không đổi.
12121212
mv1 kx1 mv 2 kx 2
2 2 2 2
3. Định luật BTCN tổng quát :
Trong hệ kín không có lực ma sát , thì có sự biến đổi qua lại giữa động năng
và thế năng, nhưng tổng của chúng tức cơ năng được bảo toàn.
Định luật bảo toàn cơ năng phải áp dụng cho hệ quy chiếu quán tính
II. Ứng dụng định luật bảo toàn cơ năng :
Trường hợp con lắc đơn.
O'
0
l
A
B
h
Mm
O
P
Cho con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, được treo bằng dây ( dài l,
nhẹ, không dãn ) vào điểm cố định O’ bỏ qua mọi ma sát. Kéo con lắc ra vị
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
trí OA lệch góc o so với đường thẳng đứng đi qua Vị trí cân bằng O. Tính
vận tốc của vật khi qua O.
Bài này không giải được bằng định luật II Newton vì hợp lực của trọng lực
và lực căng dây thay đổi suốt dọc đường đi AB
Aùp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ vật_ trái đất ( kín, không ma sát
)
Chọn gốc thế năng tại O
WA = WB
12
mgh mv
2
v 2 gh
với h = l( 1- cos o)
v 2 gl (1 cos 0 )
Bài 5 : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG
ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG
I. Định luật bảo toàn năng lượng :
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Trong chuyển động có ma sát thì cơ năng giảm và biến thành nội năng (
nhiệt năng ).
Trong một hệ kín có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng này sang năng
lượng khác, nhưng năng lượng tổng cộng được bảo toàn.
II. Hiệu suất của máy :
ER
H 100%
EV
III. Chuyển động co ma sát trên mặt phẳng nghiêng :
Trường hợp này cơ năng biến thành nhiệt năng.
Aùp dụng định luật bảo toàn năng lượng :
W A f m s
Bài tập ví dụ :
Một vật có khối lượng 1 kg trượt không có vận tốc đầu từ đỉnh một mặt
phẳng AB dài 10m nghiệng góc 300 so với mặt phẳng nằm ngang. Hệ số
ma sát là 0.1. Tính vận tốc của vật ở chân dốc. Cho g =10m/s2
Giải :
Aùp dụng định luật bảo toàn năng lượng : WA WB AFms
WA Wd A Wt A mgh(Wd A 0)
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
mv 2
W B W d B W tB f ms .S
2
mv2
m gh f ms .S
2
mv2
m gh f ms .S
2
m gh f ms .S
v 2
m
f ms kmg cos
2 mgh kmg cos
v
m
h S .sin
v 2 gS sin k cos
Thay số : vận tốc = 9,1m/s
I. Va chạm mềm :
Va chạm mềm :va chạm mà cơ năng không được bảo toàn
Va chạm đàn hồi : va chạm mà cơ năng được bào toàn
Xét trường hợp va chạm mềm : Sau va chạm một phần động năng của hệ
biến thành nội năng ( biến thành nhiệt và làm biến dạng vật). Định luật bảo
toàn động lượng đúng cả trong trường hợp va chạm mềm.
Giáo viên tự cho ví dụ.
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Nhận xét :
Khi rèn một vật cần có Q lớn. Vậy m2>>m1
Khi đóng đinh ta cần Q nhỏ để Wđ bảo toàn. Vật m2
- Tröôøng THPT LONG TRÖÔØNG Oân taäp Vaät Lyù 10
Tổng của áp suất động và áp suất tĩnh không đổi dọc theo ống nằm ngang.
Biểu thức :
v2
p const
2
Với :
khối lượng của chất lỏng
:
v2
: áp suất động tại điểm đang xét
pñ
2
p : áp suất tĩnh tại điểm đang xét
2. Hệ quả :
Chỗ ống hẹp và vận tốc lớn thì áp suất tĩnh giảm.
3. Ứng dụng :(SGK)
nguon tai.lieu . vn
