Hiểu, trình bày và vận dụng được cơ năng.
ƯỚC MƠ LỚNPHÒNG KHÁM PHÁ VẬT LÝ
Trang chủCơ năng và định luật bảo toàn cơ năng
Khi nào động năng và thế năng đổi qua lại mà tổng cơ năng vẫn giữ nguyên?
Tàu lượn đi xuống nhanh dần vì thế năng giảm và động năng tăng. Nhưng ngoài đời bánh xe, không khí và kết cấu nóng lên nên không thể dùng bảo toàn cơ năng nếu bỏ qua mọi phần chuyển hóa.
Mục tiêu quan sát được, không dùng từ mơ hồ
Hiểu, trình bày và vận dụng được bảo toàn cơ năng.
Hiểu, trình bày và vận dụng được chuyển hóa.
Hiểu, trình bày và vận dụng được có lực cản/ma sát.
Giải quyết tình huống thực tế bằng mô hình, số liệu, đơn vị, điều kiện và quy tắc an toàn.
- Động năng
- Thế năng
- Công của lực
Chu trình 5Đ: tự tìm ra bản chất trước khi xem lời giải
- 1Dự đoán: trả lời “Khi nào động năng và thế năng đổi qua lại mà tổng cơ năng vẫn giữ nguyên?” bằng một câu trước khi xem công thức.
- 2Lập sổ năng lượng: chọn hệ, mốc, trạng thái đầu–cuối và đường truyền năng lượng.
- 3Phân loại: tách công, công suất, động năng, thế năng, cơ năng và phần hao phí.
- 4Đối chiếu: kiểm bằng đơn vị, đồ thị, dấu, trường hợp biên và một cách giải khác.
- 5Đúc kết: sau 24 giờ, tự giải thích hiện tượng mới rồi làm một câu ôn nối không mở bài.
Bốn lớp kiến thức cốt lõi
Chọn từng thẻ để học theo thứ tự: khái niệm → cách hiểu → ví dụ → phép kiểm.
Cơ năng
Cơ năng trong trường trọng lực gần mặt đất là W=Wđ+Wt=½mv²+mgh theo mốc đã chọn.
Hiểu thật dễCơ năng là tổng hai dạng đang xét, không phải toàn bộ năng lượng của vật.
Ví dụm=1 kg, v=4 m/s, h=3 m, g=10 cho W=38 J.
Mẹo nhớ đúng bản chấtGhi hệ, mốc và các dạng đã tính.
Lỗi phải tránhCơ năng luôn bảo toàn.
Bốn tình huống đời thường
Gia đình
Tàu lượn chuyển thế năng thành động năng.
Trường học
Con lắc giảm biên độ do cản và ma sát.
Giao thông – thể thao
Phanh xe chuyển cơ năng thành nhiệt.
Khoa học – nghề nghiệp
Thủy điện khai thác thế năng của nước.
Phòng lab tương tác: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng
Công cụ tính Wđ, Wt, W; máng thấp và xe lăn nhẹ hoặc mô phỏng con lắc.
Không dùng vật nặng, không nâng cao, chặn cuối máng và tránh đứng trong quỹ đạo.
- Nêu dự đoán, xác định biến đo và điều kiện cần giữ cố định.
- Kiểm tra dụng cụ, thang đo, đơn vị và quy tắc an toàn.
- Đo/quan sát nhiều lần; ghi dữ liệu gốc, không sửa cho đẹp.
- Xử lí số liệu, đánh giá sai số và chỉ kết luận trong phạm vi bằng chứng.
Công cụ lập cơ năng theo mốc; người học tự quyết định có được bảo toàn hay phải cộng công của lực không bảo toàn.
Cơ năng trong trường trọng lực gần mặt đất là W=Wđ+Wt=½mv²+mgh theo mốc đã chọn.
Dùng m (kg), v (m/s), h (m), g ≈ 10 N/kg và mốc thế năng tại h = 0.
Năm ví dụ tăng dần độ khó
m=2 kg, v=3 m/s, h=4 m, g=10. Cơ năng?
Phân tíchKhóa mô hình cơ năng, liệt kê dữ kiện và điều kiện áp dụng.
- Chọn hệ, mốc thế năng, quá trình đầu–cuối và dạng năng lượng trao đổi.
- Đổi dữ kiện về hệ đơn vị tương thích và giữ dấu đại số.
- Áp dụng: Ghi hệ, mốc và các dạng đã tính.
- Kiểm tra đơn vị, dấu, trường hợp biên và mức hợp lý của kết quả.
Kết luậnW=½·2·9+2·10·4=89 J.
Cách nhìn khácKiểm ngược bằng đồ thị, tỉ lệ, phép thế lại hoặc một mô phỏng an toàn.
Hỏi để hiểu, không xin đáp án tắt
Trợ lý Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năngTình huống 1/30
Sai ở đâu và sửa thế nào?
✕ SaiCơ năng luôn bảo toàn.
✓ SửaChỉ bảo toàn khi điều kiện lực thế phù hợp và không có hao phí đáng kể.
✕ SaiCơ năng giảm nghĩa là năng lượng mất đi.
✓ SửaPhần giảm chuyển thành nội năng hoặc dạng khác.
✕ SaiỞ điểm cao nhất mọi vật có Wđ=0.
✓ SửaChỉ khi tốc độ bằng 0; vật ném xiên vẫn còn vận tốc ngang.
✕ SaiĐổi mốc thế năng làm dự đoán vận tốc đổi.
✓ SửaĐổi mốc cộng cùng hằng số vào hai trạng thái nên độ chênh không đổi.
Flashcard lõi kiến thức
Luyện năm mức, mỗi câu có năm lớp hướng dẫn
Trắc nghiệm hiểu bản chất
Mục tiêu: ít nhất 8/10
1Nhận định nào đúng nhất về cơ năng?
2Nhận định nào đúng nhất về bảo toàn cơ năng?
3Nhận định nào đúng nhất về chuyển hóa?
4Nhận định nào đúng nhất về có lực cản/ma sát?
5Nhận định nào đúng nhất về cơ năng?
6Nhận định nào đúng nhất về bảo toàn cơ năng?
7Nhận định nào đúng nhất về chuyển hóa?
8Nhận định nào đúng nhất về có lực cản/ma sát?
9Kết quả dự kiến phù hợp nhất của hoạt động là gì?
10Quy tắc an toàn phù hợp nhất cho hoạt động là gì?
Góc phụ huynh và giáo viên
Phụ huynh
- Hỏi con giải thích bằng lời và hình trước khi dùng máy tính.
- Khuyến khích đo đồ vật/chuyển động chậm, an toàn trong nhà; không thử ngoài đường.
- Yêu cầu con nói rõ khi nào công thức không còn áp dụng.
Giáo viên
- Cho học sinh dự đoán và vẽ hệ trước khi xem công thức.
- Chấm cả mô hình, dữ liệu gốc, sai số, đơn vị, dấu và giới hạn kết luận.
- Không cho hoạt động có điện lưới, laser mạnh, vật rơi cao, vật nặng hoặc ném vào người.
Năm điều phải tự nói lại được
- Ghi hệ, mốc và các dạng đã tính.
- Khóa điều kiện trước phương trình.
- Không đồng nhất 'cao nhất' với 'đứng yên' mọi bài.
- Mở rộng hệ để lập đủ sổ năng lượng.
- Không công thức nào được dùng ngoài điều kiện của mô hình.