Giáo án và PPT Vật lí 10 chân trời Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

BÀI 17. ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG (4 tiết)

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU)

- GV yêu cầu HS nhắc lại định luật bảo toàn năng lượng đã được học ở bài 15. 

B.HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1. Động năng.

- Khi một vật chịu lực tác dụng thì vật sẽ dịch chuyển với vận tốc như thế nào? 

- Công của lực được xác định bằng công thức nào?

- Phát biểu định lí động năng?

- Động năng của vật phụ thuộc vào yếu tố nào?

- Động năng là đại lương có hướng hay vô hướng?

- Giá trị của biểu thức tính động năng có giá trị âm hay dương? Vì sao?

Sản phẩm dự kiến:

- Khi một vật chịu lực tác dụng thì vật sẽ dịch chuyển với vận tốc tăng lên hoặc giảm xuống tùy theo hướng của vectơ lực và vectơ độ dịch chuyển.

- Xét một vật bắt đầu chuyển động với gia tốc , dưới tác dụng của một lực không đổi, vật dịch chuyển cùng hướng với vectơ lực. Sau một khoảng thời gian, tốc độ của vật là v. Công của lực thực hiện trên quãng đường này là:

A= F.d= F.s=

- Định lí động năng: Độ biến thiên động năng của một vật trong khoảng thời gian bằng công của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. 

- Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và tốc độ chuyển động của vật. 

- Động năng là đại lượng vô hướng và giá trị của biểu thức tính động năng không bao giờ âm vì giá trị m>0 và

Hoạt động 2. Thế năng

- Khi vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng, công của trọng lực được xác định như thế nào?

- Giá trị công của trọng lực và phần năng lượng của vật bị chuyển hóa khi di chuyển theo phương thẳng đứng có mối liên hệ như thế nào?

- Nêu mối quan hệ giữa độ biến thiên thế năng trọng trường và công của trọng lực. 

Sản phẩm dự kiến:

- Khi vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng, công của trọng lực được xác định : m.g.h=

- Giá trị công của trọng lực cũng chính là phần năng lượng của vật bị chuyển hóa khi di chuyển theo phương thẳng đứng.

- Độ biến thiên thế năng trọng trường bằng về độ lớn nhưng trái dấu với công của trọng lực.

Hoạt động 3. Cơ năng

- Hãy cho biết quá trình chuyển hóa giữa động năng và thế năng. 

- Nêu khái niệm cơ năng. 

- Cơ năng của vật có được bảo toàn hay không?

Sản phẩm dự kiến:

- Trong quá trình chuyển động, động năng và thế năng của vật có thể chuyển hóa qua lại với nhau. 

- Khái niệm cơ năng: Tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng. 

- Khi một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực bảo toàn thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

GV yêu cầu HS thực hiện bài tập trắc nghiệm.

Câu 1: Cơ năng của một vật bằng

A. hiệu của động năng và thế năng của vật.

B. hiệu của thế năng và động năng của vật.

C. tổng động năng và thế năng của vật.

D. tích của động năng và thế năng của vật.

Câu 2: Động năng của một vật không có đặc điểm nào sau đây?

A. Phụ thuộc vào khối lượng của vật.

B. Không phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

C. Là đại lượng vô hướng, không âm.

D. Phụ thuộc vào vận tốc của vật.

Câu 3: Xét một vật chỉ chịu tác dụng của trường trọng lực, tại vị trí vật có động năng cực đại thì

A. thế năng cực tiểu.

B. thế năng cực đại.

C. cơ năng cực đại.

D. cơ năng bằng 0.

Câu 4: Thế năng trọng trường của một vật có giá trị

A. luôn dương.

B. luôn âm.

C. khác 0.

D. có thể dương, có thể âm hoặc bằng 0.

Câu 5: Động năng là một đại lượng

A. có hướng, luôn dương.

B. có hướng, không âm.

C. vô hướng, không âm.

D. vô hướng, luôn dương.

Gợi ý đáp án:

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

GV yêu cầu HS hoạt động hoàn thành bài tập trong sgk.