Chương VIII : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG

Chia sẻ: Abcdef_52 Abcdef_52 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'chương viii : định luật bảo toàn năng lượng', tài liệu phổ thông, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương VIII : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG

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)