The nang dan hoi

<span class='text_page_counter'>(1)</span>BÀI 36 : THẾ NĂNG ĐÀN HỒI I. MỤC TIÊU: 1.Kiến thức - Nắm được khái niệm thế năng đàn hồi như một dạng năng lượng dự trữ để tính công của vật khi biến dạng, từ đó suy ra biểu thức của thế năng đàn hồi. - Biết cách tính công do lực đàn hồi thực hiện khi vật biến dạng, từ đó suy ra biểu thức lực đàn hồi. - Nắm vững mối quan hệ: công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi. - Hiểu bản chất của thế năng đàn hồi là do tương tác lực đàn hồi (lực thế) giữa các phần tử của vật biến dạng đàn hồi. - Liên hệ được thực tế để giải thích được khả năng sinh công của vật (hoặc hệ vật) biến dạng đàn hồi. 2.Kỹ năng: - Nhận biết vật có thế năng đàn hồi - Tìm thế năng đàn hồi của lò xo hoặc vật biến dạng tương tự II.CHUẨN BỊ: - Học sinh: ôn lại kiến thức về + Khái niệm thế năng, thế năng trọng trường. + Lực đàn hồi, công của trọng lực III.PHƯƠNG PHÁP: - Thuyết trình + hỏi đáp IV.TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động của Giáo Viên và Học Sinh HĐ1: KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ C1:Thế năng là gì? - Thế năng là dạng năng lượng phụ thuộc vào vị trí tương đối của vật so với mặt đất, hoặc phụ thuộc độ biến dạng của vật so với trạng thái khi chưa biến dạng. C2:Thế năng trọng trường là gì? Viết biểu thức của thế năng trọng trường ? - Thế năng trọng trường là dạng năng lượng mà vật có được khi ở một ví trí tương đối so với mặt đất -Biểu thức: W t =mgz C3: Viết biểu thức liên hệ giữa Công của trọng. Phần trình bày bảng.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> lực và Thế Năng trọng trường A 12=W t − W t 1. 2. HĐ2: DẪN VÀO BÀI -Chúng ta biết rằng thế năng gồm 2 lọai: một loại là thế năng trọng trường mà các em đã được học và loại còn lại mà chúng ta học hôm nay là thế năng đàn hồi. Ở bài học trước, khi tìm hiểu về thế năng trọng trường, chúng ta đã biết được mối liên hệ giữa công trọng lực và thế năng đàn đàn hồi qua công thức A 12=W t − W t 1. 2. - Vậy thế năng đàn hồi và công của lực đàn hồi có mối liên hệ tương tự như thế hay là mối liên hệ khác? - Để biết được điều này,chúng ta vào bài: THẾ NĂNG ĐÀN HỒI HĐ3: KHÁI NIỆM THẾ NĂNG ĐÀN HỒI Bức tranh 1: Vận động viên nhảy sào: GV: Cây sào mềm có tác dụng gì đối với vận động viên nhảy sào? Nếu không có cây sào mềm, vận động viên có thể nhảy qua mức xà cao hơn 4m ko? HS: Giúp cho vận động viên bật qua được mức xà cao hơn 4m? Bức tranh thứ 2: người bắn cung GV: Ở bài trước chúng ta biết rằng, khi giương cung, cánh cung bị uốn cong, buông tay lúc đó mũi tên bay về phía trước. Vậy một em hãy cho cô biết điểm giống nhau của những thí dụ này? HS: vật bị biến dạng( cây sào mềm, cầu nhảy, cánh cung) sẽ làm cho vật gây ra biến dạng ( vận động viên, mũi tên) chuyển động, khi đó ta nói vật bị biến dạng đã sinh công. GV: nhận xét câu trả lời của hs, điểm chung đó cũng chính là mọi vật khi bị biến dạng thì sẽ dự trữ một dạng năng lượng và sinh công, từ đó dẫn dắt đến khái niệm của thế năng đàn hồi.. THẾ NĂNG ĐÀN HỒI. Khái niệm thế năng đàn hồi: Mọi vật khi bị biến dạng đều có khả năng sinh công, tức là mang một năng lượng. Năng lượng này được gọi là thế năng đàn hồi. HĐ4: CÔNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI I. CÔNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI: GV: Tương tự như bài trước, để thiết lập biểu - Xét một con lắc lò xo nằm ngang, thức của thế năng đàn hồi, ta sẽ bắt đầu với việc gồm quả cầu nhỏ khối lượng m gắn.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> tính Công của lực đàn hồi. - Nếu xét chuyển động của cây sào mềm, cầu nhảy hay cánh cung thì rất phức tạp, nên để đơn giản ta xét một con lắc lò xo nằm ngang, gồm quả cầu nhỏ khối lượng m gắn vào 1 đầu lò xo, đầu còn lại của lò xo được giữ cố định. GV: Kéo lò xo ra khỏi VTCB theo trục Ox đến vị trí x. (Lưu ý hs: vị trí x chính là giá trị đại số của độ biến dạng). Lực đàn hồi tác dụng lên quả cầu có chiều như thế nào? Yêu cầu hs vẽ hình. HS: Lực đàn hồi có chiều hướng từ phải qua trái. GV: Bây giờ, chúng ta sẽ thiết lập biểu thức tính công của lực đàn hồi khi quả cầu di chuyển từ x 1 đến x 2 . GV: Để tính công của 1 lực ta có biểu nào ? HS: A=FScos α GV: Nêu tính chất của F và Scos trong cong thức trên. HS: F có giá trị không đổi, Scos là hình chiếu của độ dời lên phương của lực. GV: Vậy để tính công của lực đàn hồi ta cần phải cần xác định được F, S và cos.Vậy cos trong trường hợp này bằng bao nhiêu? HS: cos = -1. Vì lực đàn hồi ngược chiều với độ biến dạng. GV: Công thức khi đó là A=− FS . Vậy lực F được tính như thế nào? HS: F= - kx GV: Dấu “ - ” trong công thức trên chỉ thể hiện lực ⃗ F ngược chiều với độ biến dạng. Nên ta có độ lớn của lực F khi đó là F=kx. Khi đó công thức tính công của lực đàn hồi ở độ biến dạng x là A = - kxS. Vậy ta có thể tính công của lực đàn hồi khi quả cầu di chuyển từ x 1 đến x 2 bằng công thức A 12=− kx (x2 − x 1) hay không? Tại sao? HS: Không thể tính được, vì lực đàn hồi thay đổi theo độ biến dạng. GV: Vì lực đàn hồi thay đổi theo độ biến dạng. vào 1 đầu lò xo, đầu còn lại của lò xo được giữ cố định. -Chọn gốc tọa độ O tại VTCB. -Chọn trục Ox trùng với phương chuyển động. (hình vẽ).

<span class='text_page_counter'>(4)</span> nên, khi tính công A 12 ta phải chia nhỏ độ biến dạng từ x 1 đến x 2 thành những đoạn nhỏ Δx , sao cho lực đàn hồi trong đoạn Δx là không đổi. GV: Khi đó công của lực đàn hồi làm dịch chuyển 1 đoạn Δx được tính bằng công thức nào? HS: ΔA=− F dh . Δx=− kx Δx GV: Dẫn dắt từ đồ thị của phương trình y=ax để hs thấy đồ thị của độ lớn lực đàn hồi Fdh =kx là 1 đường thẳng đi qua gốc tọa độ.. - Chia nhỏ độ biến dạng thành những đoạn nhỏ Δx , sao cho lực đàn hồi trong đoạn Δx là không đổi - Công lực đàn hồi làm dịch chuyển 1 đoạn Δx là: ΔA=− F dh . Δx=− kx Δx = − S hcn. kx. GV: Nhìn vào đồ thị, ta thấy rằng chính là diện tích của hình chữ nhật có 2 cạnh Δx và kx . Nên ΔA=− S hcn Mà A 12=∑ ΔA =− ∑ S hcn=− S ABCD Vậy diện tích của hình thang tính như thế nào? kx . Δx. HS: A 12=−( SODC − SOAB )=−(. x 2 kx2 x 1 kx 1 − ) 2 2. GV: Nhìn vào biểu thức trên, em hãy cho cô biết lực đàn hồi là lực thế hay lực không thế? Tại sao? HS: Lực đàn hồi là lực thế. Vì công này chỉ phụ thuộc vào độ biến dạng đầu và cuối của lò xo.. Công toàn phần: A 12=∑ ΔA =− ∑ S hcn=− S ABCD x kx x kx ⇔ A12=−(S ODC − S OAB )=−( 2 2 − 1 1 ) 2 2 ⇔ (*) kx 21 kx22 A 12= − 2 2. Kết luận: Lực đàn hồi là lực thế HĐ5: THẾ NĂNG ĐÀN HỒI GV: Để công thức (*) có dạng của công thức A 12=W t − W t 1. 2. ta định nghĩa biểu thức thế năng đàn hồi của lò xo là 2 W đh=. kx 2. W đh=. 2. Trong đó: W đh : thế năng đàn hồi (J). GV: Khi đó biểu thức (*) được viết như thế nào? A 12=W đh −W đh HS: 1. II. THẾ NĂNG ĐÀN HỒI - Từ pt (*) ta đ/n thế năng đàn hồi của lò xo là kx 2. k: độ cứng lò xo (N/m) x: độ biến dạng của lò xo (m) - Khi đó biểu thức (*) được viết thành:. 2. A 12=W đh −W đh. GV:Nhìn vào biểu thức trên ta thấy Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi .. 1. 2.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Đơn vị của thế năng đàn hồi là :Jun (J). - Kết luận: Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi . Đơn GV: Dựa vào biểu thức vừa thiết lập, 1 em hãy vị của thế năng đàn hồi là : Jun (J) cho cô biết khi giảm biến dạng của lò xo hoặc khi tăng biến dạng của lò xo thì Công của lực đàn hồi là công phát động hay là công cản? Tại sao? HS: xét x 2 > x 1 * Khi tăng biến dạng của lò xo ( kéo lò xo từ vị trí 1 đến vị trí 2) A12 . kx12 kx 22  0 2 2.  Công Chú ý: Vậy công A12 là công cản. + Khi tăng biến dạng của lò xo, công lực đàn hồi là công cản. (Thế năng đàn hồi tăng W đh < W đh ) + Khi giảm biến dạng của lò xo, công *Khi giảm biến dạng của lò xo (thả lò xo từ vị trí lực đàn hồi là công phát động. 2 đến vị trí 1) + Thế năng đàn hồi cũng xác định sai kx 22 kx12 kém nhau một hằng số cộng tuỳ theo A 21   0 2 2 cách chọn gốc toạ độ ứng với VTCB.  Công Vậy công A21 là công phát động. (Thế năng đàn hồi giảm W đh > W đh ). GV: Khi con lắc lò xo đặt nằm ngang thì gốc toạ độ ứng với VTCB khi lò xo không có biến dạng. Khi con lắc lò xo đặt nằm thẳng đứng thì gốc toạ độ ứng với VTCB khi lò xo đã có biến dạng sao cho lực đàn hồi của lò xo cân bằng với trọng lực tác dụng lên quả nặng. Vẽ 2 hình. Từ đó giải thích: Thế năng đàn hồi cũng xác định sai kém nhau một hằng số cộng tuỳ theo cách chọn gốc toạ độ ứng với VTCB. 1. 2. 2. 1. HĐ6: CỦNG CỐ - DẶN DÒ 1/ Củng cố: Vậy thế năng đàn hồi và công của lực đàn hồi cũng có mối liên hệ tương tự như thế năng trọng trường và công của trọng lực. Đó là công của lực = với độ giảm thế năng. Nếu là thế năng trọng trường thì A 12=W t − W t . Nếu là thế năng đàn hồi thì A 12=W đh −W đh 1. 1. 2. 2. A Wđ 2  Wđ 1 , (Liên hệ với định lí động năng: 12 nhắc hs thấy độ biến thiên là là giá trị cuối trừ đi giá trị đầu, còn độ giảm là lấy giá trị đầu trừ đi.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> giá trị cuối ) 2/ Dặn dò: - Các em về làm bài tập 1 , 2 trang 171 SGK - Chuẩn bị bài Định luật bảo toàn cơ năng..

<span class='text_page_counter'>(7)</span>