Giáo án Vật lý 12 - Tiết 2, 3: Cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng

TIẾT 2 – 3. CƠ NĂNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Mục Tiêu
1. Kiến thức
Cũng cố lại các kiến thức:
- Động năng và định lý động năng.
- Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi.
- Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng.
2. Kĩ năng
Vận dụng các kiến thức trên để giải các bài tập liên quan.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên 
Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm và một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh 
Ôn lại các kiến thức như phần mục tiêu.
III. Hoạt động dạy học 
1. Ổn định lớp 
2. Kiểm tra bài cũ: phát phiếu trắc nghiệm.
3. Bài mới ( tiết 1)
HOẠT ĐỘNG DẠY
HOẠT ĐỘNG HỌC
Hoạt động 1. hướng dẫn học sinh sử dụng định lý đông năng giải bài tập.
- Nêu đề bài: bài tập 4.28 SGK 
- Y/c học sinh lên bảng tóm tắt đề.
- Y/c 1 học sinh xác định động năng của ôtô.
- Một học sinh khác xác định độ biến thiên của động năngtrong quá trình hãm phanh.
- Áp dụng định lý động năng để tìm lực hãm.
- Tìm hiểu đề bài và thảo luận để tìm lời giải.
- Tóm tắt đề.
Wđ = m. = 450 kJ
Wđ = Wđ2 – Wđ1 = - 400 kJ
Động năng giảm
- Áp dụng định lý động năng
Wđ = A = F.s
 F = = - 5000 N
Dấu “ – “ cho biết lực F là lực hãm. 
Wt1
Z0
Z
Wt2
Z2
Wt0
Z1
Hoạt động 2. hướng dẫn học sinh vận dung định luật bảo toàn cơ năng và định lý thế năng để giải bài tập.
- Nêu đề bài: bài số 4.34 SBT nâng cao.
- Độ cao h chính là quãng đường xãy ra sự giảm thế năng từ Wt1 cho đến Wt2. Đồng thời quãng đường mà vật đi được này là do công của trong lực thực hiện.
- h = z1 – z2
- Đọ giảm thế năng liên hệ với độ giảm thế năng như thê nào?
- Tìm hiểu đề bài và thảo luận 
- Độ giảm thế năng 
Wt = Wt1 –Wt2
- Mà Wt = A12
 P.h = Wt1 –Wt2
- Gốc thế năng tương ứng với thế năng bằng không Wt0 = 0
- Nếu gọi v1 là vận tốc của vật ứng với gốc thế năng Wt1 v1 = 0.
 W1 = Wt1 
v0 là vận tốc ứng với vị trí vật có thế năng bằng không W0 = Wđ0
 Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng v0
- Tương tự: 
A02 = Wt0 –Wt2
 A02 = –Wt2 = 900 J
h0 = = 30,6 m
Vậy vị trí ứng với gốc thế năng đã chọn cao hơn mặt đất 30,6 m.
- Ta có W1 = Wt1 
 W0 = Wđ0
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng 
 W1 = W0
Wt1 = 
 = 18,25 m/s
Tiết 2. 
Hoạt động 3. áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm vân tốc của vật trượt trên máng nghiêng.
- Nêu đề bài: bài 4.51 SBT nâng cao.
- Định luật BTCN được vận dung trong trường hợp nào? 
- Trong bài này có thể áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đựợc không? Tại sao?
- Y/c 1 học sinh xác định cơ năng tại vị trí xuất phát.
- Y/c 1 học sinh xác định cơ năng tại chân dốc.
- Y/c 1 học sinh áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để xác định vận tốc của vật ở chân dốc.
- Tìm hiểu đề bài và thảo luận để tìm cách giải.
- Vật chuyển động trong trường lực thế.
- Trong bài này ta có thể áp dụng định luật bảo toàn cơ năng. Vì không có lực ma sát và phản lực thì không sinh công, chỉ có trong lực sinh công, mà trong lực lại là lực thế.
- Tiến hành giải
 + Cơ năng tại vị trí xuất phát
 Wđ1 = 0, Wt1 = 
 W1 = Wt1 +Wđ1 = . (1)
 + Cơ năng tại chân dốc.
 Wđ2 = , Wt2 = 0.
 W2 = Wt2 +Wđ2 = (2)
 +Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng 
 W1 = W2
 = 
 = 4,4 m/s
Hoạt động 4. áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm điều kiện để vật không rơi khỏi quỹ đạo.
- Nêu đề bài: Bài tập 4.53 SBT nâng cao.
- Y/c học sinh phân tích các lực tác dụng lên vật khi nó ở tại điểm B.
- Y/c 1học sinh khác lên bảng biểu diễn các lực vừa nêu.
- khi chuyển động trên vành thì vật sẽ tác dụng lên vành một lực, ta gọi là áp lực, muốn cho vật không rời khỏi vành thì áp lực phải lớn hơn hoặc bằng 0.
- Mặt khác, .
- Áp dụng định luật II Niuton để tìm .
- Muốn tìm vận tốc của vật tại điểm B ta làm cách nào? 
- Thay (2) vào (1) ta sẽ tìm được H.
- Tìm hiểu đề bài.
- Có hai lực tác dụng vào vật khi nó ở tại điểm B: trong lực và phản lực .
- Biểu diễn như hình.
B
R
H
- Tiến hành giải
 + ĐK để vật không rời khỏi quỹ đạo , mà .
 + Áp dụng định luật II Niuton.
 (1)
Mặt khác, theo ĐLBTCN ta có:
 ,
 (2)
Thay( 2) vào (1) ta được:
Vậy để cho vật không rời khỏi quỹ đạo thì tối thiểu .
Hoạt động 5. Cũng cố và dặn dò.
Xem lại các bài tập vừa giải và làm thêm các bài tập trong SBT.
IV.Rút kinh nghiệm