Học xong bài này ta phải đạt được các yêu cầu tối thiểu sau:

   Phát biểu được định nghĩa cơ năng và viết được biểu thức của cơ năng.

   Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này.

Vận dụng định luật bảo toàn Cơ năng để giải được bài toán chuyển động của một vật.

B. HỌC BÀI Ở LỚP

I. CƠ NĂNG CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRỌNG TRƯỜNG

1. Định nghĩa

   Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thể năng của vật được gọi là cơ năng của vật.

Ký hiệu Cơ năng của vật là W, theo định nghĩa ta có thể viết:

W = Wđ + Wt

W=½mv² + ½mgz

2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường

   Xét một vật khối lượng in chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N. Trong quá trình chuyển động đó, công AMN của trọng lực được xác định bởi hiệu thế năng tại M và tại N.

A_MN = W_t(M) – W_t(N)M

   Nếu trong quá trình đó, vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực thi công của trọng lực cũng được tính bằng độ biến thiên động năng của vật từ M đến N:

   Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì có năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

W = Wđ + Wt = const hay ½mv² + ½mgz= const

3. Hệ quả

   Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường :

– Nếu động năng giảm thì thế năng tăng động năng chuyển hóa thành thế năng) và ngược lại.

– Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

II. CƠ NĂNG CỦA VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI

   Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thể năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo hàn.

w = ½mv² + ½k(Δl)² = const

   Chú ý quan trọng : Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiệm đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi, ngoài ra nếu vật còn chịu thêm tác dụng của lực cản, lực ma sát… thì cơ năng của vật sẽ biến đổi. Công của các lực cản, lực ma sát… sẽ bằng độ biến thiên của cơ năng.