Bài giảng Vật lý Lớp 8 - Bài 17: Sự chuyển hoá và bảo toàn cơ năng

 Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 1: Quả bóng rơi A
 s1
 s
 Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao và vận 2
 tốc của quả bóng thay đổi thế nào? s3
 C : Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của 
 1 s4
 quả bóng giảm dần, vận tốc của quả bóng 
 tăng dần.
 s5
 Thế năng và động năng của quả bóng thay 
 s
 đổi thế nào? 6
 C2: Thế năng của quả bóng giảm dần, động 
 s
 năng của quả bóng tăng dần. B 7 Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 1: Quả bóng rơi A
 Khi quả bóng chạm đất, nó nảy lên. Trong 
 thời gian nảy lên độ cao và vận tốc của quả 
 bóng thay đổi thế nào?
 C3: Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả 
 bóng tăng dần, vận tốc của quả bóng giảm 
 dần. Như vậy thế năng của quả bóng tăng dần, 
 động năng của nó giảm dần.
 B Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 1: Quả bóng rơi A
 Ở những vị trí nào (A hay B) quả bóng có 
 thế năng , động năng lớn nhất; có thế năng, 
 động năng nhỏ nhất?
 C4: Quả bóng có thế năng lớn nhất khi ở vị trí 
 A và có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí B 
 Quả bóng có động năng lớn nhất khi ở vị trí 
 B và có động năng nhỏ nhất khi ở vị trí A 
 B Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 2: Con lắc dao động
 C A
 B Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 2: Con lắc dao động
 Vận tốc của con lắc tăng hay giảm khi:
 a) Con lắc đi từ A xuống B.
 b) Con lắc đi từ B lên C.
 C5: a) Con lắc đi từ A xuống B: vận tốc của 
 con lắc tăng.
 C A
 b) Con lắc đi từ B lên C: vận tốc của con B
 lắc giảm. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 2: Con lắc dao động
 Có sự chuyển hóa từ dạng cơ năng nào sang 
 dạng cơ năng nào khi:
 a) Con lắc đi từ A xuống B.
 b) Con lắc đi từ B lên C.
 C6: a) Con lắc đi từ A xuống B: Thế năng 
 chuyển hóa thành động năng. C A
 B
 b) Con lắc đi từ B lên C: Động năng 
 chuyển hóa thành thế năng. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 vThí nghiệm 2: Con lắc dao động
 Ở những vị trí nào con lắc có thế năng lớn nhất, 
 có động năng lớn nhất?
 C7: Con lắc có thế năng lớn nhất khi ở vị trí A và C, 
 có động năng lớn nhất khi ở vị trí B.
 Ở những vị trí nào con lắc có động năng nhỏ nhất, 
 có thế năng nhỏ nhất? Các giá trị nhỏ nhất này 
 bằng bao nhiêu? C A
 B
 C8: Con lắc có động năng nhỏ nhất khi ở vị trí A và 
 C, có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí B.Các giá trị nhỏ 
 nhất này có thể bằng 0. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 Qua quan sát thí nghiệm 2, em rút ra kết luận gì?
v Kết luận:
 - Trong chuyển động của con lắc đã có sự chuyển hóa 
 liên tục các dạng cơ năng: Thế năng chuyển hoá thành 
 động năng và động năng chuyển hoá thành thế năng.
 - Khi con lắc ở vị trí thấp nhất (vị trí cân bằng), thế 
 năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành động năng; khi C A
 con lắc ở vị trí cao nhất, động năng đã chuyển hoá B
 hoàn toàn thành thế năng. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 II. Bảo toàn cơ năng:
 Ø Những thí nghiệm định lượng chính xác đã 
 chứng tỏ:
  Trong quá trình cơ học, động năng và thế 
 năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ 
 năng thì không đổi. Người ta nói cơ năng được 
 bảo toàn. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 II. Bảo toàn cơ năng: A
 s1
 ??? s2
 s3
 s4
 Trong thực tế, quả bóng rơi ở thí nghiệm 1 khi 
 s5
 nảy lên có đúng bằng độ cao ban đầu (A) không? 
 Và con lắc ở thí nghiệm 2 có luôn dao động với C A
 s
 biên độ dao động không đổi (từ A đến C). Vậy cơ B 6
 năng của vật có được bảo toàn không?
 B s7 Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 II. Bảo toàn cơ năng:
  Chú ý:
 Khi mô tả các thí nghiệm trên chúng ta đã bỏ qua 
 ma sát. Thực ra, do có ma sát nên quả bóng sau khi 
 chạm đất không thể nảy trở lại độ cao ban đầu, cũng 
 như con lắc sau khi thả ra ở vị trí A không thể quay trở 
 lại đúng vị trí này. Điều đó có nghĩa là, nếu kể đến ma 
 sát, thì cơ năng của vật không bảo toàn. Một phần cơ 
 năng đã chuyển hoá thành một dạng năng lượng khác 
 mà chúng ta sẽ được học trong các bài sau. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 II. Bảo toàn cơ năng:
 III. Vận dụng:
 v v
 a) b) c)
 Hãy chỉ ra sự chuyển hoá từ dạng cơ năng này 
 sang dạng cơ năng khác trong các trường hợp trên? Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng:
 II. Bảo toàn cơ năng:
 III. Vận dụng:
 C9: a) Thế năng của cánh cung chuyển hoá thành động 
 năng của mũi tên.
 b) Thế năng chuyển hoá thành động năng.
 c) Khi vật đi lên: Động năng chuyển hoá thành thế 
 năng.
 Khi vật rơi xuống: Thế năng chuyển hoá thành động 
 năng. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 Hãy chọn đáp án đúng cho hai phát biểu sau:
 Phát biểu 1: Trong quá trình cơ học, động năng và 
 thế năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng 
 được bảo toàn.
 Phát biểu 2: Nếu khi một vật chuyển động, ở vị trí 
 nào vật có động năng lớn nhất thì ở vị trí đó thế 
 năng của nó sẽ nhỏ nhất.
 A. Phát biểu 1 đúng, phát biểu 2 sai.
 B. Phát biểu 2 đúng, phát biểu 1 sai.
 C. Phát biểu 1 và 2 đều sai.
 D. Phát biểu 1 và 2 đều đúng. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 v Ghi nhớ:
 - Động năng có thể chuyển hoá thành thế năng, 
 ngược lại thế năng có thể chuyển hoá thành động 
 năng.
 - Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có 
 thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo 
 toàn. Bài 17: SỰ CHUYỂN HÓA VÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNG
 v Có thể em chưa biết:
 Các nguồn nước ở trên cao có thế năng rất lớn. Thế 
 năng này có thể chuyển hoá thành động năng làm quay 
 các máy phát điện. Hiện nay, người ta mới sử dụng 
 được chưa tới 10% nguồn năng lượng dự trữ khổng lồ 
 này. Gió có động năng rất lớn, là nguồn năng lượng 
 sạch và rẻ tiền. Nếu con người tận dụng được hết động 
 năng của gió thì gió có thể cung cấp cho con người 
 năng lượng còn lớn hơn năng lượng do nước cung cấp. 
 Từ xưa, người ta đã biết sử dụng động năng của gió để 
 chạy các cối xay, gọi là cối xay gió.