NHIỆT LIỆT CHÀO ĐÓN
CẢ LỚP ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG
Khi sử dụng búa máy để đóng cọc,
đầu búa được nâng lên đến một độ
cao nhất định rồi thả cho rơi xuống cọc
cần đóng. Trong quá trình rơi, động
năng và thế năng của đầu búa chuyển
hóa qua lại lẫn nhau như thế nào?

Gợi ý

Khi búa máy nâng lên vị trí cao
nhất so với mặt đất, thế năng
đạt cực đại, động năng bằng 0.
Khi búa máy rơi, thế năng giảm
dần, động năng tăng dần.
Khi búa máy chạm đất, thế năng
bằng 0, động năng cực đại.

BÀI 3: CƠ NĂNG

NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Cơ năng
II. Sự chuyển hóa năng lượng

I.
CƠ NĂNG

Quan sát trò chơi tung bóng:
Xét giai đoạn vật chuyển động lên trên:
Độ cao của vật tăng dần nên thế
năng của vật tăng dần.
Tốc độ của vật giảm dần nên
động năng của vật giảm dần

Quan sát trò chơi tung bóng:
Xét giai đoạn vật rơi xuống:
Thế năng của vật giảm dần.
Động năng của vật tăng dần.

Nhận xét

Động năng và thế năng
có thể chuyển hóa qua lại
lẫn nhau.

Hoạt động (SGK - tr.18)
Lấy ví dụ về trường hợp vật vừa có động năng, vừa có thế năng. Mô tả
sự chuyển hóa (nếu có) giữa động năng và thế năng của vật đó.
Ví dụ:
 Khi quả bóng rơi xuống:
Độ cao của quả bóng giảm dần, vận
tốc của quả bóng tăng dần. Như vậy,
thế năng của quả bóng giảm dần còn
động năng của nó tăng lên.

Hoạt động (SGK - tr.18)
Lấy ví dụ về trường hợp vật vừa có động năng, vừa có thế năng. Mô tả
sự chuyển hóa (nếu có) giữa động năng và thế năng của vật đó.
Ví dụ:
 Khi quả bóng chạm đất:
Ta có tiến trình ngược lại: Độ cao của
quả bóng tăng dần, vận tốc của quả bóng
giảm dần → Thế năng của quả bóng tăng
lên còn động năng của nó giảm đi.

Ví dụ:
Một búa máy có khối lượng m = 3000
kg được thả rơi từ độ cao h = 2 m,
lấy g = 10 m/s2. Tính tốc độ của búa
máy khi chạm mặt đất, biết toàn bộ
thế năng hấp dẫn của búa chuyển
hóa thành động năng của búa.

Giải
Ta có: (J)
Khi búa máy chạm đất, thế năng chuyển hóa thành động năng
nên Wt = Wđ.
Ta có: (m/s)
Vậy vận tốc của búa máy khi chạm mặt đất là m/s.

GHI NHỚ
 Động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau.
 Tổng động năng và thế năng được gọi là cơ năng của vật:
Đơn vị của cơ năng là jun (J).

Câu hỏi (SGK - tr.19)

Một vật có khối lượng m = 1,5 kg được
thả rơi từ độ cao h = 4 m so với mặt
đất. Chọn gốc thế năng ở mặt đất, tính
tốc độ của vật vừa chạm đến mặt đất.
Biết toàn bộ thế năng của vật chuyển
hóa thành động năng của vật.

4m

Giải

Ta có: (J)
Khi vật chạm đất, thế năng chuyển hóa thành động năng nên
W t = W đ.
Ta có: (m/s)
Vậy tốc độ của vật khi vừa chạm mặt đất là m/s.

II.
SỰ CHUYỂN HÓA
NĂNG LƯỢNG

Chia lớp thành nhóm 4 – 5 HS
Hoạt động (SGK - tr.19)
Thí nghiệm về sự chuyển hóa động năng – thế năng
 Chuẩn bị:

Con lắc đơn (gồm vật nặng,
sợi dây không dãn) được treo
vào giá thí nghiệm.

 Tiến hành:
 Kéo vật nặng đến vị trí A ở độ cao h rồi thả
nhẹ, vật nặng chuyển động đến vị trí thấp
nhất O rồi tiếp tục đi lên và dừng lại tại điểm
B (Hình 3.2), sau đó chuyển động ngược lại.
 So sánh độ cao điểm B với độ cao điểm A.
 Quan sát vật nặng chuyển động qua lại điểm
O sau một khoảng thời gian.

 Trả lời các câu hỏi sau:

1. Có nhận xét gì về sự chuyển hoá giữa
động năng và thế năng của vật nặng?
2. Sau một thời gian chuyển động, vì sao
độ cao của vật nặng giảm dần?

Gợi ý

Câu 1:
Vận tốc của con lắc tăng khi con lắc đi từ A về
O và giảm khi con lắc đi từ O đến B. Ở vị trí cao
nhất (A hoặc B) thì thế năng lớn nhất, còn động
năng nhỏ nhất và bằng 0. Như vậy ta thấy, khi
trở về vị trí thấp nhất thì động năng chuyển hoá
hoàn toàn thành thế năng (hình bên).

Gợi ý

Câu 2:
Sau một thời gian chuyển động, lực cản
không khí làm cho con lắc chuyển động
chậm dần, độ cao của vật giảm dần.

GHI NHỚ

Nếu cơ năng của vật không

Trong nhiều trường hợp,

chuyển hoá thành dạng năng

cơ năng có thể chuyển hoá

lượng khác thì tổng động năng và

thành

thế năng của vật luôn không đổi,

lượng khác, khi đó cơ

cơ năng của vật được bảo toàn.

năng
toàn.

các
không

dạng
được

năng
bảo

Câu hỏi (SGK - tr.19)
Nếu bỏ qua lực cản của không khí,
hãy mô tả sự chuyển hoá động năng
và thế năng của các vật được ném với
cùng tốc độ ban đầu (Hình 3.3) trong
hai trường hợp:
 Ném theo phương ngang, vật
chuyển động theo quỹ đạo (1).
 Ném theo hướng chếch lên trên,
vật chuyển động theo quỹ đạo (2).

Hình 3.3. Vật được ném từ cùng độ cao
với cùng tốc độ ban đầu theo các hướng
khác nhau

Vật ném ngang:
Thế năng giảm dần, động năng
tăng dần.
Vật ném xiên:
Thế năng tăng dần đến giá trị cực
đại tại vị trí cao nhất, sau đó giảm
dần. Động năng giảm dần đến vị trí
cao nhất, sau đó tăng dần.

Hình 3.3. Vật được ném từ cùng độ cao
với cùng tốc độ ban đầu theo các hướng
khác nhau

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Trong hệ SI, đơn vị đo cơ năng là gì?

A. Oát (W)

B. Mét (m)

C. Niutơn (N)

D. Jun (J)

Câu 2: Trong quá trình chuyển động, động năng và
thế năng của vật có thể
A. Chuyển hóa qua lại
cho nhau

C. Không thay đổi

B. Cùng tăng

D. Cùng giảm

Câu 3: Trường hợp nào sau đây có sự chuyển hóa từ
động năng thành thế năng và ngược lại?
A. Vật rơi từ trên cao

B. Vật được ném lên

xuống.

rồi rơi xuống.

C. Vật lăn từ đỉnh dốc

D. Vật lăn trên mặt

xuống.

bàn nằm ngang.

Câu 4: Một vật có khối lượng m = 20 g được ném thẳng
đứng lên cao với vận tốc v = 4 m/s từ độ cao 1,6 m so với
mặt đất. Cơ năng của vật tại thời điểm ném là
A. 0,47 J

B. 0,16 J

C. 0,31 J

D. 2,42 J

Câu 5: Một vận động viên có khối lượng 80 kg đang thực hiện trượt
tuyết mạo hiểm, bắt đầu trượt không vận tốc đầu từ vị trí 1 và trượt
theo quỹ đạo như hình vẽ.
Chọn gốc thế năng tại vị trí 5. Nếu
cơ năng của vận động viên không
đổi thì động năng của người đó
tại vị trí 3 bằng bao nhiêu?
A. 5 600 J

B. 5 000 J

C. 8 000 J

D. 3 200 J

Câu 6: Cơ năng của một vật có khối lượng 2kg rơi từ
độ cao 5m xuống mặt đất là:
A. 10 J

B. 100 J

C. 5 J

D. 50 J

Câu 7: Một con lắc có khối lượng 1,5 kg được treo
ở đầu một sợi dây dài, không dãn. Từ vị trí cân
bằng O, người ta nâng vật lên độ cao 1 m đến điểm
A rồi thả nhẹ. Chọn gốc thế năng tại O. Coi cơ năng
của vật không đổi. Tốc độ của vật khi đi qua điểm O
là

A. 1,5 m/s

B. 2 m/s

C. 4,47 m/s

D. 3,16 m/s

VẬN DỤNG
Hoạt động (SGK - tr.20)
Xe thế năng có cấu tạo được mô tả trong Hình 3.4.
Quả nặng được nối với trục xe qua một ròng rọc cố định
bởi một sợi dây mềm, không dãn. Sợi dây được quấn
nhiều vòng quanh trục xe.
Khi thả quả nặng chuyển động từ trên xuống, sợi dây sẽ
kéo trục bánh xe làm bánh xe lăn, xe sẽ chuyển động.

a)

Mô tả sự chuyển hoá năng lượng từ khi thả quả nặng đến khi quả nặng
chạm sàn xe.

b)

Cho độ cao ban đầu của quả nặng so với sàn xe là 8
cm, khối lượng của quả nặng là m = 20 g, khối lượng
của 1 xe là m₂ = 50 g. Tính tốc độ của xe ngay khi quả
nặng chạm sàn xe, nếu coi toàn bộ thế năng của quả
nặng chuyển hoá thành động năng.

c)

Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả
nặng chạm sàn xe sẽ nhỏ hơn giá trị tính toán ở câu b.
Hãy giải thích tại sao.

Giải

a) Mô tả sự chuyển hoá năng lượng từ khi thả quả nặng
đến khi quả nặng chạm sàn xe:
1. Ban đầu quả nặng có thế năng Wt = P.h =
10m.h, trong đó m là khối lượng của quả nặng
và h là độ cao ban đầu.
2. Khi thả quả nặng, thế năng chuyển thành
động năng khi quả nặng bắt đầu chuyển động.

Giải

a) Mô tả sự chuyển hoá năng lượng từ khi thả quả nặng
đến khi quả nặng chạm sàn xe:
3. Sợi dây mềm được quấn quanh trục xe, khi
quả nặng chuyển động sẽ kéo sợi dây làm
quay trục xe. Sự chuyển động của quả nặng
được chuyển thành chuyển động của xe.
4. Xe chuyển động cho tới khi quả nặng chạm
sàn xe. Sau đó, xe sẽ dừng lại do ma sát.

b) Trước khi quả nặng chạm sàn xe, toàn bộ thế năng của quả nặng
chuyển động thành động năng của quả nặng và động năng của xe.
• Thế năng ban đầu:
• Động năng lúc sau:
• Vì toàn bộ thế năng ban đầu chuyển hoá hết thành động năng: Wđ = Wt.
• Từ đó, giải phương trình để tính tốc độ v của xe khi quả nặng chạm
sàn:
Thay số tính được v = 0,68 m/s.

c) Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả nặng chạm
sàn xe sẽ nhỏ hơn giá trị tính toán ở câu b. Vì:
Ma sát giữa các bộ phận của trục quay,
ròng rọc, sợi dây, bánh xe có thể làm hao
phí năng lượng dưới dạng nhiệt.

Lực cản không khí.

TỔNG KẾT
 Động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại
lẫn nhau.
 Cơ năng của vật là tổng động năng và thế năng:
Trong đó: là cơ năng có đơn vị là jun (J).

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
01

02

03

Ghi nhớ kiến thức

Hoàn thành bài

Chuẩn bị bài sau -

trong bài

tập trong SBT

Bài 4: Công và
công suất

CẢM ƠN CÁC EM ĐÃ CHÚ Ý
LẮNG NGHE BÀI GIẢNG!