Giáo án Vật Lí 10 Bài 27: Cơ năng (mới, chuẩn nhất)

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo.

Để có thể tính cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng lực đàn hồi của lò xo. Chúng ta cùng tìm hiểu bài học hôm nay.

HS định hướng ND

Tiết 45:

CƠ NĂNG

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức

Mục tiêu: công thức tính cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường.

Phát biểu được định luật bảo tòan cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường.

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

- Nêu và phân tích định nghĩa cơ năng trọng trường.

- Nhớ lại khái niệm cơ năng ở THCS.

- Viết biểu thức cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường.

I. Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường

1. Định nghĩa

- Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng trọng trường của vật .

Công thức:

W = W_đ + W_t

W = mv² + mgz

- Trình bày bài toán xét một vật chuyển động từ vị trí M đến vị trí N bất kỳ trong trọng trường.

- Gợi ý: Áp dụng quan hệ về biến thiên thế năng.

- Xét trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

- Gợi ý: M, N là hai vị trí bất kỳ và vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

Gợi ý: lực căng dây không sinh công nên có thể xem con lắc đơn chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

- Đọc SGK.

- Tính công của trọng lực theo hai cách.

- Xây dựng công thức tính cơ năng của vật tại hai vị trí ( công thức 27.4).

- Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng.

Nêu quan hệ giữa động năng và thế năng của vật chuyển động trong trọng tường.

Trả lời C1.

2. Sự bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường

- Khi một vật chuyển động trong trọng trường, chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng được bảo toàn

W = W_đ + W_t = const

W = mv² + mgz = const

Hệ quả:

- trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường:

- Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại.

- Tại vị trí nào, động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

- Nêu định nghĩa cơ năng đàn hồi.

- Nêu và phân tích định luật bảo toàn cơ năng cho vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi.

- Viết biểu thức cơ năng đàn hồi.

- Ghi nhận định luật bảo toàn cơ năng đàn hồi.

II. Cơ năng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi

- Khi một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng được bảo toàn

- Công thức

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Một vật được thả rơi tự do, trong quá trình rơi

    A. động năng của vật không đổi.

    B. thế năng của vật không đổi.

    C. tổng động năng và thế năng của vật không thay đổi.

    D. tổng động năng và thế năng của vật luôn thay đổi.

Câu 2: Một vận động viên trượt tuyết từ trên vách núi trượt xuống, tốc độ trượt mỗi lúc một tăng. Như vậy đối với vận động viên

    A. động năng tăng, thế năng tăng.

    B. động năng tăng, thế năng giảm.

    C. động năng không đổi, thế năng giảm.

    D. động năng giảm, thế năng tăng.

Câu 3: Trong quá trình dao động của một con lắc đơn thì tại vị trí cân bằng

    A. động năng đạt giá trị cực đại.

    B. thế năng đạt giá trị cực đại.

    C. cơ năng bằng không.

    D. thế năng bằng động năng.

Câu 4: Khi thả một vật trượt không vận tốc đầu trên mặt phẳng nghiêng có ma sát

    A. cơ năng của vật bằng giá trị cực đại của động năng.

    B. độ biến thiên động năng bằng công của lực ma sát.

    C. độ giảm thế năng bằng công của trọng lực.

    D. độ giảm thế năng bằng độ tăng động năng.

Câu 5: Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 3 m. Độ cao vật khi động năng bằn hai lần thế năng là

    A. 1,5 m.

    B. 1,2 m.

    C. 2,4 m.

    D. 1,0 m.

Câu 6: Một vật được ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc đầu 4 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Tốc độ của vật khi có động năng bằng thế năng là

    A. 2√2 m/s.

    B. 2 m/s.

    C. √2 m/s.

    D. 1 m/s.

Câu 7: Một vật có khối lượng 1 kg, được ném lên thẳng đứng tại một vị trí cách mặt đất 2 m, với vận tốc ban đầu v_o = 2 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s². Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì cơ năng của vật tại mặt đất bằng

    A. 4,5 J.

    B. 12 J.

    C. 24 J.

    D. 22 J.

Câu 8: Một vật được ném từ độ cao 15 m với vận tốc 10 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ của vật khi chạm đất là

    A. 10√2 m/s.

    B. 20 m/s.

    C. √2 m/s.

    D. 40 m/s.

Câu 9: Một vật được ném xiên từ mặt đất với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc 30^o và có độ lớn là 4 m/s. Lấy g = 10 m/s², chọn gốc thế năng tại mặt đất, bỏ qua mọi lực cản. Độ cao cực đại của vật đạt tới là

    A. 0,8 m.

    B. 1,5 m.

    C. 0,2 m.

    D. 0,5 m.

Câu 10: Một vật ném được thẳng đứng xuống đất từ độ cao 5 m. Khi chạm đất vật nảy trở lên với độ cao 7 m. Bỏ qua mất mát năng lượng khi va chạm đất và sức cản môi trường. Lấy g = 10 m/s². Vận tốc ném ban đầu có giá trị bằng

    A. 2√10 m/s.

    B. 2 m/s.

    C. 5 m/s.

    D. 5 m/s.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Bài 4 (trang 144 SGK Vật Lý 10): Nêu một ví dụ về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Hình minh họa:

Xét lò xo có độ cứng k, một đầu cố định, một đầu gắn vật nặng m.

O là vị trí cân bằng, kéo vật nặng ra khỏi vị trí cân bằng, đến vị trí M khi lò xo dãn ra 1 đoạn Δl rồi thả nhẹ. (vật m trượt không ma sát trên một trục nằm ngang).

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Vẽ sơ đồ tư duy khái quát lại nội dung bài học