Giáo án Vật lý 10 - Tiết 47 đến 56

mà lò xo sinh ra là công của lực đàn hồi trên quãng đường OC đó chính là thế năng của lực đàn hồi khi lò xo có độ biến dạng .
A(Fđh) = k = Wtđh
*Viết bảng: 
1. Biểu thức của thế năng đàn hồi của hệ vật - lò xo:
Khi độ biến dạng của lò xo là thì thế năng đàn hồi của hệ "vật - lò xo" được tính bởi:
 Wt = 
2. Đặc điểm của thế năng đàn hồi:
+Thế năng đàn hồi là đại lượng vô hướng và luôn dương.
+Độ biến dạng của vật càng tăng thì thế năng đàn hồi càng lớn.
+Thế năng đàn hồi mà một vật bị biến dạng đàn hồi có được là do sự tương tác giữa các phần của vật với nhau bằng lực đàn hồi. Lực đàn hồi là lực thế.
+Độ biến thiên thế năng của vật đàn hồi bằng và ngược dấu với công của lực đàn hồi: Wtđh = - A(Fdh)
HS trả lời các câu hỏi sau theo sự dẫn dắt của gv:
. Vật bị biến dạng đàn hồi có mang năng lượng không? vì sao? Cho ví dụ?
. Từ O về C lò xo sinh công dương hay âm? vì sao?
. Hãy cho biết biểu thức biểu diễn sự phụ thuộc của Fđh vào độ dịch chuyển x?
.Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc đó?
. Từ đồ thị hãy tính công của lực đàn hồi trên quãng đường OC?
?Hãy chứng minh rằng độ biến thiên thế năng của vật đàn hồi bằng và ngược dấu với công của lực đàn hồi?
. Cho biết các đặc điểm của thế năng đàn hồi?
Hoạt động 3: Tổng kết
GV 
+Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức vừa được học
+Giao công việc về nhà 
HS 
+Định nghiã, viết biểu thức và nêu đạc điểm của động năng?
+Về nhà đọc trước phần còn lại của bài.
Tiết 51 Thế năng - cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng
(Tiết 2)
A. Mục tiêu:
+Thiết lập và phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng 
+Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng để thấy được động năng và thế năng của vật biến thiên như thế nào khi vật chuyển động trong trọng trường.
+Hiểu được rằng khi vật chuyển động trong trọng trường (hay dưới tác dụng của lực đàn hồi) mà chịu thêm tác dụng của lực ma sát, lực cản... thì cơ năng không được bảo toàn.
B. Chuẩn bị: 
1. GV: 
Chuẩn bị một bài toán ví dụ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng
C.	Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1: Dẫn dắt học sinh thiết lập được định luật bảo toàn cơ năng khi vật chuyển động trong trọng trường và khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi.
III. Định luật bảo toàn cơ năng:
GV:
+Yêu cầu học sinh đọc mục II và phần 3 mục III sgk 
+Một học sinh lên bảng chứng minh cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường được bảo toàn và phát biểu nội dung của định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp này.
+Một học sinh lên bảng chứng minh cơ năng của một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng cảu lực đàn hồi cũng được bảo toàn và phát biểu nội dung của định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp này.
*Viết bảng:
*Nội dung định luật bảo toàn cơ năng:
 Cơ năng của một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực và/hoặc lực đàn hồi thì được bảo toàn.
*Biểu thức định luật bảo toàn cơ năng:
 mv2 + mgh + k(l)2 = const
. Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực 
 mv2 + mgh = const ( h là độ cao vật so với mốc thế năng)
. Với hệ vật và lò xo, vật chỉ chịu lực tác dụng của lò xo:
 mv2 + k(l)2 = const (l là độ biến dạng của lò xo)
*Hệ quả:
. Khi vật chuyển động mà cơ năng của vật được bảo toàn thì luôn có sự chuyển hoá qua lại giữa động năng và thế năng.
. Khi cơ năng không bảo toàn tức là vật chịu tác dụng của lực cản, lực ma sát... lúc đó công của các lực cản, lực ma sát... bằng độ biến thiên cơ năng.
*Chú ý:
. Khi một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực ta có: Hệ "vật - Trái đất" là một hệ cô lập. 
 Cơ năng của vật cũng là cơ năng của hệ "vật - Trái đất"
. Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi (không có ma sát, lực cản...) thì cơ năng vật bằng tổng động năng, thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi cũng được bảo toàn.
HS:
+ Đọc sgk
+ Bằng định lí động năng và định lí biến thiên thế năng hãy chứng tỏ cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực được bảo toàn?
+Tương tự hãy chứng tỏ cơ năng của hệ vật và lò xo khi vật chỉ chịu tác dụng của lò xo cũng được bảo toàn?
+Từ đó hãy phát biểu nội dung tổng quát của định luật bảo toàn cơ năng?
+Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho hai trường hợp trên?
+Một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi thì cơ năng có bảo toàn không? Láy ví dụ về những hệ vật như vậy?
Hoạt động 2: Thông báo về năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng:
GV:
+Yêu cầu học sinh đọc mục IV sgk và cho biết các dạng năng lượng thường gặp trong thực tế, phát biểu nội dung định luật bảo toàn năng lượng, lấy ví dụ về sự chuyển hoá năng lượng. 
*Viết bảng:
1) Định luật bảo toàn năng lượng:
. Năng lượng có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác, từ vật này sang vật khác.
. Bất kì sự biến đổi nào về dạng của năng lượng cũng kèm theo sự thực hiện công của một lực nào đó
(VD: Thế năng TT chuyển hoá thành động năng kèm theo sự thhực hiện công của trọng lực. Cơ năng chuyển hoá thành nhiệt năng kém theo sự thực hiện công của lực ma sát.....)
. Giá trị của công là số đo phần năng lượng biến đổi
. Các vật chỉ trao đổi năng lượng khi tương tác với nhau.
. Năng lượng của một hệ kín được bảo toàn. Trong hệ kín các vật chỉ trao đổi năng lượng cho nhau mà không trao đổi với các vật ngoài hệ. 
2) Hiệu suất của các máy:
. Các máy có nhiệm vụ chuyển năng lượng từ dạng này sang dạng khác.
. Hiệu suất của các máy:
 H = = 
HS:
+ Đọc sgk
+ Phát biểu nội dung định luật bảo toàn năng lượng đã được học ở cấp 2?
+Lấy ví dụ về sự chuyển hoá năng lượng?
Hoạt động 3: Tổng kết
GV:
+Hướng dẫn học sinh giải tại lớp bài tập 9. sgk từ đó rút ra các bước giải bài tập áp dụng định luật bảo toàn cơ năng 
+Giao công việc về nhà
HS:
+Về nhà hoàn thành các câu hỏi và bài tập sgk và sbt phần này.
Tiết 52 bài tập 
A. Mục tiêu:
+Vận dụng thành thạo định luật bảo toàn cơ năng và định lí biến thiên động năng để giải được các bài tập tương tự bài tập sgk và sbt
B. Chuẩn bị: 
1. GV: 
Chuẩn bị đầu bài và lời giải 3 bài tập
2. HS:
Ôn lại định lí biến thiên động năng và định luật bảo toàn cơ năng.
C.	Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cơ bản
GV: Yêu cầu 2 học sinh lên bảng 
+HS1: Phát biểu nội dung, viết biểu thức và phạm vi áp dụng của định lí động năng? Định luật bảo toàn cơ năng?
Hoạt động 2: Luyện giải bài tập
GV đọc đầu bài và hướng dẫn học sinh lên bảng giải
Bài tập 1
Một vật m=4kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh một mpn dài l=2m, cao h=1,5m, hệ số ma sát trên mpn là k=0,5.
a. Tính vận tốc vật tại chân mpn bằng định lí động năng?
b. Khi đến chân dốc, vật chuyển động không ma sát lên một vòng tròn bán kính R=0,45m. Tìm độ cao lớn nhất mà vật có thể lên trong vòng tròn. Lấy g=10m/s2.
Giải
a. áp dụng định lí động năng cho vật trên mpn ta có:
 mvB2 = A(P) + A(Fms) = P.h - k.Pcos.l
Thay số tính được: vB = m/s
b. Xét chuyển động của vật trên vòng tròn:
Hệ vật + trái đất là hệ kín không ma sát nên cơ năng vật bảo toàn:
Chọn B làm mốc thế năng.
Giả sử vật lên đến C thì dừng, theo đlbt cơ năng ta có:
 mvB2 = mghC hC = 0,85 (m)
Nếu hC >2R thì độ cao lớn nhất mà vật lên được là 2R
Bài tập 2
Một con lắc đơn khối lượng m=0,5kg, l=10m. Kéo vật lên đến vị trí sợi dây làm với phương thẳng đứng góc =600 rồi thả nhẹ. Tính vận tốc vật nặng khi nó qua vị trí thấp nhất và qua vị trí mà sợi dây là với đường thẳng đứng góc =300. Tìm sức căng dây ứng với hai vị trí trên?
Giải
Hệ con lắc đơn và trái đất là hệ kín không ma sát nên cơ năng hệ bảo toàn.
Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng A.
Vận dụng đlbt cơ năng cho hệ ở hai vị trí A và B ta có:
 mvB2 = mghA = mgl(1-cos)
 vB = 10 (m/s)
Tương tự, vận dụng đlbt cơ năng cho hệ ở hai vị trí A và C ta có:
 vC = 8,4 (m/s)
áp dụng định luật II Niutơn cho vật tại B ta có:
 m = TB - mg
 TB = mg(3-2cos0) = 10 (N)
Tương tự, áp dụng định luật II Niutơn cho vật tại C ta có:
 TC = mg(3cos - 2cos0) = 7,75 (N)
HS:
+Lên bảng giải theo hệ thống câu hỏi dẫn dắt của gv như sau:
?Hãy tính công của trọng lực và công của lực ma sát tác dụng lên vật trên quãng đường AB ?
?Từ đó áp dụng định lí động năng để tính vB?
?Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật ở hai vị trí B và C để tính hC? 
? Nếu hC >2R thì độ cao lớn nhất mà vật lên được là bao nhiêu?
Hình vẽ:
?Chọn mốc thế năng?
?Vận dụng đlbt cơ năng cho hệ ở hai vị trí A và B để tính vB?
?Tương tự hãy tính vC?
? áp dụng định luật II Niutơn cho vật tại B để tính TB?
?Tương tự hãy tính TC ?
Hoạt động 3: Tổng kết bài
GV
+Lưu ý với học sinh những vấn đề sau:
. Định lí động năng và định luật bảo toàn cơ năng được áp dụng cho một vật hoặc một hệ vật trong HQC quán tính (Tức là vận tốc vật phải được tính trong HQC quán tính)
+Giao bài tập về nhà cho học sinh
HS về nhà giả bài tập sau:
Một vật m=0,4kg được phóng thẳng đứng lên từ mặt đất với vận tốc ban đầu v0=30m/s, lấy g=10m/s2, bỏ qua sức cản của không khí.
a. Tính hmax?
b. Tính vận tốc vật tại nơi vật có Wt = Wđ?
c. Tính công của trọng lực sau khi ném vật được 5s?
Tiết 53 Phương pháp các định luật bảo toàn - Bài toán va chạm
(Tiết 1)
A. Mục tiêu:
+ Phát biểu được các định luật bảo toàn và phạm vi áp dụng của chúng
+ Nắm được nội dung của phương pháp áp dụng các định luật bảo toàn giải bài toán vật lí.
+ Vận dụng giải thành thạo các bài toán vật lí tương tự bài tập sgk và sbt
B. Chuẩn bị: 
1. GV: 
Chuẩn bị 3 bài toán ví dụ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, định luật bảo toàn năng lượng và định luật bảo toàn động lượng.
C.	Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1: Dẫn dắt học sinh đưa ra các bước giải một bài tập vật lí áp dụng các định luật bảo toàn.
I. Phương pháp các định luật bảo toàn:
GV:
+Yêu cầu học sinh:
. Nhắc lại nội dung các định luật bảo toàn đã được học
. Nhắc lại các bước giải một bài toán vật lí áp dụng định luật bảo toàn động lượng và bài toán áp dụng định luật bảo toàn cơ năng
+Từ đó dẫn dắt học sinh đưa ra các bước chung giải một bài toán áp dụng các định luật bảo toàn.
*Viết bảng:
1. Nội dung phương pháp các định luật bảo toàn:
+ Phương pháp các định luật bảo toàn là phươ