Tiêu đề Chu de 4 THE NANG - DINH LI THE NANG.pdf ✅

 Trọng trường:  Xung quanh Trái Đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường.  Trong một khoảng không gian không rộng nếu gia tốc trọng trường g tại mọi điểm có phương song song, cùng chiều, cùng độ lớn thì ta nói trong khoảng không gian đó trọng trường là đều.  Thế năng trọng trường:  Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.  Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức tính thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao h. Công thức tính thế năng trọng trường W mgh mgz t = = m là khối lượng của vật (kg). h là độ cao của vật so với mốc thế năng (m). Wt là thế năng của vật (J).  Để xác định thế năng ta cần chọn gốc thế năng (là vị trí mà tại đó thế năng bằng 0).  Khi chọn gốc tọa độ trùng với gốc thế năng và chiều dương hướng lên thì vị trí phía trên gốc thế năng có giá trị h > 0, vị trí phía dưới gốc thế năng có giá trị h < 0.  Độ biến thiên thế năng giữa hai vị trí không phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng. I TRỌNG TRƯỜNG – THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG Chủ đề 04 THẾ NĂNG – ĐỊNH LÍ THẾ NĂNG Chương IV NĂNG LƯỢNG
 Lực thế:  Trong chương trình phổ thông thì chúng ta chỉ gặp 3 lực là lực thế, đó là: trọng lực (lực hấp dẫn), lực đàn hồi và lực tĩnh điện (sẽ học ở học kỳ II lớp 11). Còn những lực khác như lực ma sát thì không phải là lực thế.  Công của lực thế:  Xét một vật được thả từ độ cao h theo phương thẳng đứng bằng hai cách rơi tự do và thả trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng.  Khi vật rơi tự do, công của trọng lực được xác định ( ) 0 A Ph.cos 0 mgh 1 = =  Khi vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng, công của trọng lực được xác định A Ph.cos mgh 2 =  = “Khi vật chuyển động dưới tác dụng của lực thế đi từ M đến N thì công của lực thế đó đúng bằng hiệu thế năng tại M và N”.  Biểu thức W W = A tM tN MN −  Nếu vật chịu tác dụng của trọng lực P thì WtM, WtN là thế năng trọng trường.  Khi vật chuyển động từ trên cao xuống thấp A > 0, P công của trọng lực là công phát động, thế năng của vật giảm. II LỰC THẾ – CÔNG CỦA LỰC THẾ Định nghĩa Lực thế là những lực khi tác dụng làm vật chuyển động từ vị trí này đến vị trí khác thì công của nó không phụ thuộc vào dạng đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm của mà thôi. Nhận xét  Trong cả hai trường hợp, hình chiếu điểm đầu và điểm cuối của vật lên phương thẳng đứng trùng nhau do đó công của trọng lực trong hai trường hợp bằng nhau. Nhận xét  Công của lực thế không phụ thuộc vào hình dạng đường đi, mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối. III ĐỊNH LÍ HIỆU THẾ NĂNG
 Khi vật chuyển động từ thấp lên cao A < 0, P công của trọng lực là công cản, thế năng của vật tăng. → Dấu hiệu nhận biết khi nào sẽ sử dụng định lý hiệu thế năng: khi cần tính công của các lực thế như trọng lực, lực đàn hồi mà không biết độ dài đường đi của vật. Chỉ cần biết vị trí đầu và vị trí cuối là triển được ngay ☺☺☺. Ví dụ 1: Thả một quả bóng từ độ cao h xuống sàn nhà. Động năng của quả bóng được chuyển hóa thành những dạng năng lượng nào ngay khi quả bóng chạm vào sàn nhà? Khi bóng rơi xuống sàn thì động năng chuyển hóa thành thế năng. Ví dụ 2: Máy đóng cọc như hình dưới đây hoạt động như sau: Búa máy được nâng lên đến một độ cao nhất định rồi thả cho rơi xuống cọc cần đóng. a. Khi búa đang ở một độ cao nhất định thì năng lượng của nó tồn tại dưới dạng nào? Năng lượng đó do đâu mà có? b. Trong quá trình rơi, năng lượng của búa chuyển từ dạng nào sang dạng nào? c. Khi chạm vào đầu cọc thì búa sinh công để làm gì? a. Khi búa đang ở độ cao nhất định thì năng lượng của nó tồn tại dưới dạng thế năng. Năng lượng này có được là do việc chọn mốc tính độ cao. b. Trong quá trình rơi, năng lượng của búa chuyển từ thế năng sang động năng. c. Khi chạm vào đầu cọc thì búa sinh công để đóng cọc xuống dưới đất. Ví dụ 3: Hình dưới đây mô tả một cuốn sách được đặt trên giá sách. Hãy so sánh thế năng của cuốn sách trong hai trường hợp: gốc thế năng là sàn nhà và gốc thế năng là mặt bàn. Thế năng tỉ lệ thuận với độ cao. Ta có độ cao trong trường hợp gốc thế năng tại sàn nhà lớn hơn độ cao trong trường hợp gốc thế năng tại mặt bàn. Như vậy, thế năng trong trường hợp hợp gốc thế năng tại sàn nhà lớn hơn thế năng trong trường hợp gốc thế năng tại mặt bàn.
BÀI TẬP MẪU PHÂN DẠNG Câu 1: Một vật khối lượng 2 kg có thế năng 8 J đối với mặt đất. Lấy 2 g = 10 m/s . Khi đó vật ở độ cao bao nhiêu? Hướng dẫn giải Độ cao của vật W mgh 8 2.10.h h 4 m. =  =  = Câu 2: Một vật có khối lượng 50 kg. Tính thế năng của vật biết nó đang ở độ cao 20 m so với mặt đất nếu a. Chọn gốc thế năng ở mặt đất. b. Chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m. c. Chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m. Hướng dẫn giải a. Chọn gốc thế năng ở mặt đất thì W mgz 50.10.20 10000 J. t = = = b. Chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m thì W mgz 50.10.10 5000 J. t = = = c. Chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m thì W mgz 50.10.30 15000 J. t = = = Câu 3: Một kiện hàng có khối lượng 500 kg được đưa từ mặt đất lên xe có độ cao 1 m. Tính độ biến thiên thế năng của kiện hàng? Hướng dẫn giải Chọn gốc thế năng ở mặt đất. Độ biến thiên thế năng kiện hàng A W W mgz mgz 500.10.0 500.10.1 5000 J. = − = − = − = − t1 t2 1 2 Câu 4: Một học sinh của trung tâm bồi dưỡng kiến thức Hà Nội thả một vật rơi tự do có khối lượng 500 gram từ độ cao 45 m so với mặt đất, bỏ qua ma sát với không khí. Tính thế năng của vật sau 2 s kể từ lúc thả. Cho 2 g = 10 m/s . Hướng dẫn giải Quãng đường chuyển động của vật sau hai giây là 1 1 2 2 s gt .10.2 20 m. 2 2 = = = Vậy vật cách mặt đất z = 45 - 20 = 25 m. Thế năng của vật W = mgz = 0,5.10.25 = 125 J. Câu 5: Một vật có khối lượng 100 gram đang ở độ cao 6 m so với mặt đất sau đó thả cho rơi tự do. Tìm công của trọng lực và vận tốc của vật khi vật rơi đến độ cao 2 m. Hướng dẫn giải