Title CHỦ ĐỀ 25 . ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG - GV.pdf ✅

CHỦ ĐỀ 25. ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Động năng 1.1. Khái niệm - Động năng của một vật là năng lượng mà vật đó có được do chuyển động. - Một vật có khối lượng m đang chuyển động với tốc độ v thì động năng là 2 d 1 W mv . 2  Trong đó: v là tốc độ của vật trong quá trình chuyển động (m/s). m là khối lượng của vật (kg). - Động năng có đơn vị là Jun (J) và   2 2 kg.m 1 J 1 s        . 1.2. Đặc điểm - Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ chuyển động của vật. - Động năng là đại lượng vô hướng, không âm. - Động năng có giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu. 1.3. Định lí động năng (liên hệ giữa động năng và công của lực) - Phát biểu: “Độ biến thiên động năng bằng công của các ngoại lực tác dụng vào vật”. - Công thức: 2 2 d 0 1 1 W A mv mv A. 2 2      Trong đó: 2 d0 0 1 W mv 2  là động năng ban đầu của vật. 2 d 1 W mv 2  là động năng lúc sau của vật. A là công của các ngoại lực tác dụng vào vật. → nếu ban đầu vật đứng yên v0  0 thì 1 2 mv A 2  hay Wd  A . Lưu ý: + Vì giá trị của động năng phụ thuộc vào hệ quy chiếu nên khi tính động năng, vật ta phải chọn hệ quy chiếu. + Khi dùng định lí động năng để tính công hoặc giải các bài toán cơ học khác cần xác định đầy đủ công của các ngoại lực tác dụng lên vật. Chú ý tổng công của các ngoại lực là tổng đại số (các công thành phần có thể có giá trị dương hoặc âm). 2. Thế năng 2.1. Khái niệm - Thế năng trọng trường (gọi tắt là thế năng) là năng lượng lưu trữ trong vật do độ cao của vật so với gốc thế năng được xác định bởi công thức: Wt  mgh. Với: m là khối lượng của vật (kg). h là độ cao của vật so với vị trí gốc thế năng (m). g là gia tốc trọng trường (m/s2 ). - Đơn vị của thế năng là Jun (J). 2.2. Đặc điểm − Thế năng có thể có giá trị dương, âm hoặc bằng không, phụ thuộc vào vị trí chọn làm mốc thế năng. − Hiệu thế năng giữa hai điểm chỉ phụ thuộc vào chênh lệch độ cao theo phương thẳng đứng mà không phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai điểm. − Khi chọn các vị trí khác nhau làm gốc thế năng, giá trị thế năng của vật tại mỗi vị trí bất kỳ có thể thay đổi, nhưng hiệu thế năng giữa các vị trí đó vẫn không đổi. 2.3. Định lý giảm thế năng (liên hệ giữa thế năng và công của lực thế) - Phát biểu: “Độ giảm thế năng trọng trường của vật bằng công của trọng lực tác dụng lên vật”.


b) Gọi (1) Bạn An; (2) Ô tô; (3) Cây bên đường. Ta có: 1,3 1,2 2,3 v  v  v    , vì 1,2 2,3 v  v   nên 1,3 1,2 2,3 v  v  v 15  2 17 m /s. Động năng của bạn An: 2 d 1,3 1 W mv 7514 J. 2   c) Gọi (1) Bạn An; (2) Ô tô; (3) Cây bên đường. Ta có: 1,3 1,2 2,3 v  v  v    , vì 1,2 2,3 v  v   nên 1,3 1,2 2,3 v  v  v 15  2 13 m /s. Động năng của bạn An: 2 d 1,3 1 W mv 4394 J. 2    BÀI TẬP ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG - Xác định các lực tác dụng lên vật, sử dụng công thức tính công của lực: A  Fs.cos . Các lực có phương vuông góc với phương chuyển động thì không thực hiện công (A = 0). - Sử dụng công thức tính công của trọng lực AP Wt1 Wt2 m 1 2 1 2    gh  mgh  mg(h  h ). - Áp dụng định lý động năng (hay mối quan hệ giữa công của lực và động năng) 2 2 d 0 1 1 W A mv mv A 2 2      với A là công của các ngoại lực tác dụng lên vật. * Lưu ý khi tính toán ta cần xác định đúng tính chất chuyển động của vật + Nếu vật chuyển động thẳng đều thì s v.t v const a 0         + Nếu vật chuyển động thẳng biến đổi đều thì 2 0 0 2 2 0 1 s v t at 2 v v at v v 2as a const             + Nếu vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực (rơi tự do, ném thẳng đứng lên trên/xuống dưới) thì có gia tốc chuyển động a là gia tốc trọng trường g. Ví dụ 7: Một xe tải có khối lượng m bắt đầu chuyển động từ địa điểm A khi đến B thì tốc độ của xe là vB; biết rằng A cách B 200 m và lực động cơ xe là 6480 N. Bỏ qua ma sát trên đoạn đường AB, đoạn đường AB coi như thẳng, nằm ngang và độ lớn lực tác dụng lên xe không đổi trong suốt quá trình. a) Tính công của động cơ xe. b) Tính động năng của xe tại B. c) Nếu khối lượng xe là 8 tấn thì tại B xe có tốc độ bằng bao nhiêu? d) Khi đến B thì tài xế bắt đầu hãm phanh và xe dừng lại sau khi chạy thêm 16,2 m. Tìm độ lớn trung bình của lực hãm. Hướng dẫn giải a) Công của động cơ xe là 0 3 AF  F.s.cos0  6480.200  1296.10 J. b) Trạng thái ban đầu vật đứng yên nên: WdB = 0 J. Áp dụng định lý động năng tại A và B:   d(AB) AB dB dA F P N 3 dB F W =A W W A +A +A W A 1296.10 J.     