Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

1 Ngày soạn: Họ tên: KẾ HOẠCH BÀI HỌC VẬT LÍ 10 – CÁNH DIỀU CHỦ ĐỀ ĐỘNG LƯỢNG BÀI 1: ĐỘNG LƯỢNG VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Thời lượng : tiết I MỤC TIÊU Về kiến thức: - Từ tình thực tế, thảo luận để nêu ý nghĩa vật lí định nghĩa động lượng - Thực thí nghiệm thảo luận, phát biểu định luật bảo toàn động lượng hệ kín - Vận dụng định luật bảo tồn động lượng số trường hợp đơn giản - Rút mối liên hệ lực tổng hợp tác dụng lên vật tốc độ thay đổi động lượng (lực tổng hợp tác dụng lên vật tốc độ thay đổi động lượng vật) - Thực thí nghiệm thảo luận thay đổi lượng số trường hợp va chạm đơn giản - Thảo luận để giải thích số tượng đơn giản - Thảo luận để thiết kế phương án lựa chọn phương án, thực phương án, xác định tốc độ đánh giá động lượng vật trước sau va chạm dụng cụ thực hành Về lực a Năng lực chung : - Năng lực tự chủ tự học - Năng lực giao tiếp hợp tác b Năng lực vật lý : - Năng lực kiến thức vật lí - Năng lực tìm hiểu tự nhiên góc độ vật lí Về phẩm chất: Trách nhiệm, trung thực, chăm chỉ II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Sách giáo khoa, sách giáo viên, giáo án - Tranh vẽ, hình ảnh minh hoạ liên quan - Máy tính, máy chiếu - Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo tồn động lượng Học sinh - Sách giao khoa - Tranh ảnh,tư liệu sưu tầm liên quan đến học dụng cụ học tập theo yêu cầu giáo viên III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tiết 1.Hoạt động 1: Hoạt động mở đầu/ khởi động (5 phút) a) Mục tiêu: Tạo hứng thú cho học sinh trước vào b) Nội dung: Học sinh xem video thử nghiệm va chạm tơ, hình ảnh học đặt câu hỏi tính Học sinh trả lời c) Sản phẩm học tập: Câu trả lời học sinh d) Tổ chức thực - Giáo viên chiếu cho học sinh xem video thử nghiệm va chạm xe vinfast fadil https://www.youtube.com/watch?v=ivgychRSZGA - Giáo viên đặt câu hỏi “ Sự va chạm giữa các ô tô tham gia giao thông, có thể ảnh hưởng lớn đến trạng thái của xe, thậm chí nguy hiểm đến tính mạng người ngồi xe Để nâng cao độ an toàn của ô tô, giảm hậu quả cuả lực tác dụng lên người lái, cần phải hiểu điều gì sẽ xảy với ô tô bị va chạm chuyển động Những đặc điểm nào của ô tô ảnh hưởng đến hậu quả của va chạm?” - Học sinh nhận nhiệm vụ, trả lời câu hỏi: Ảnh hưởng đến hậu quả của va chạm là lực tác dụng lên người lái đến từ tốc độ xe, xe chạy càng nhanh va chạm càng gây hậu quả lớn 2 - Giáo viên nhận xét đánh giá câu trả lời, dẫn dắt học sinh vào bài mới Hoạt động 2: Hình thành kiến thức ( khoảng 65 phút) 2.1 Tìm hiểu về Đợng lượng a) Mục tiêu: Từ tình thực tế, thảo luận để nêu ý nghĩa vật lí định nghĩa động lượng b) Nội dung: - Học sinh tiến hành thí nghiệm thả rơi hòn bi có vào đất nặn xem xét tác dụng hòn bi lún đất nặn theo nhóm đã phân công - Giáo viên giảng giải, phân tích, yêu cầu học sinh rút tượng kết luận - Giáo viên chốt nội dung kiến thức liên quan đến động lượng c) Sản phẩm học tập: Câu trả lời học sinh, sản phẩm hoạt động nhóm d) Tổ chức thực Hoạt động của giáo viên học sinh Dự kiến sản phẩm Nhiệm vụ 1: Đề xuất phương án tiến I Động lượng Thí nghiệm hành thí nghiệm kiểm chứng tốc độ - Dụng cụ thí nghiệm: và khới lượng ảnh hưởng đến hậu - Tiến hành thí nghiệm- tượng quả va chạm (5 phút) - Kết luận: + Tốc độ viên bi lớn thì, Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học lún sâu tập + Khối lượng viên bi nặng - GV đặt lần lượt đặt các câu hỏi độ lún sâu Câu hỏi 1: Hãy đề xuất phương án và thực thí nghiệm để chứng tỏ tốc độ Động lượng - Động lượng vật khối lượng m và khối lượng của vật va chạm càng r lớn thì hậu quả va chạm càng lớn? chuyển động với vận tốc v đại Câu hỏi 2: Làm thế nào để một viên bi lượng xác định biểu thức: r r có tốc độ khác tiếp xúc với đất p  m.v nặn - Động lượng vectơ hướng với vận tốc vật - Đơn vị động lượng: kg.m/s Bước HS thực nhiệm vụ học tập - HS theo dõi sách giáo khoa nghiên liệt kê các phương án làm thí nghiệm kiểm chứng cá nhân - Học sinh nghiên cứu đưa phương án trả lời cách tạo tốc độ khác cho viên bi Bước 3: Báo cáo kết quả, hoạt động - Học sinh trả lời câu hỏi số - Học sinh trả lời câu hỏi số Bước Đánh giá kết quả thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận cho từng nội dung câu hỏi Nhiệm vụ Tiến hành thí nghiệm khảo sát sự lún của đất nặn thả rơi viên bi ( 10 phút) Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV phát dụng cụ thí nghiệm đã chuẩn bị cho HS yêu cầu tiến hành thí nghiệm theo nhóm đã phân công 3 + Lần lượt thả một viên bi vào đất nặn với các tốc độ khác + Lần lượt thả viên bi có kích thước giống khối lượng khác vào đất nặn + Quan sát độ lún của đất nặn và rút kết luận? Bước HS thực nhiệm vụ học tập - HS tiến hành thí nghiệm theo yêu rồi ghi vào bảng trả lời - GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ HS cần Bước Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - Đại diện các nhóm đứng dậy trình bày câu trả lời của nhóm mình - Các nhóm khác nhận xét, đánh giá, bổ sung Bước Đánh giá kết quả thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận, - Yêu cầu học sinh hoàn thiện nội dung vào vở,chuyển sang nội dung mới Nhiệm vụ Luyện tập bài số 1( phút) Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - Giáo viên yêu cầu học các nhóm học sinh đọc sách giáo khoa và hoàn thiện bài luyện tập số trang 96 Bước HS thực nhiệm vụ học tập - HS tiến hành thảo luận và làm bài tập theo nhóm Hướng dẫn giải: a) p = mv = 0,5 x 20 = 10 kgm/s b) p = mv = 12000 x 10 =12.104 kgm/s c) p = mv = 9,1.10-31 x 2.107 = 18,2.10-24 kgm/s - GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ HS cần Bước Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - Đại diện các nhóm đứng dậy trình bày câu trả lời của nhóm mình - Các nhóm khác nhận xét, đánh giá, bổ sung Bước Đánh giá kết quả thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận, - Yêu cầu học sinh hoàn thiện nội dung vào vở,chuyển sang nội dung mới 2 Tìm hiểu về định luật bảo tồn đợng lượng a) Mục tiêu: - Phát biểu định luật II Newton qua động lượng - Phát biểu nội dung định luật bảo tồn động lượng - Nêu định nghĩa hệ kín - Làm thí nghiệm để kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng b) Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c) Sản phẩm: Câu trả lời học sinh, sản phẩm làm việc nhóm d) Tổ chức thực Hoạt động của giáo viên và học Sản phẩm dự kiến sinh Nhiệm vụ 1: Phát biểu được định luật II Niuton qua động lượng ( 10 phút) Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ - Giáo viên yêu cầu HS phát biểu lại định luật II Newton - Từ biểu thức định luật II Newton và biểu thức động lượng, tìm mối quan hệ ur hợp lực F và động lượng và phát biểu nội dung đó - Nhận xét về hướng của lực theo cách phát biểu Bước 2: Học sinh nhận nhiệm vụ và làm việc theo nhóm Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện nhóm lên trình bày - Gia tốc của vật có khối lượng + Học sinh trả lời câu hỏi không đổi tỉ lệ thuận với độ lớn và có hướng với hợp lực khác không tác dụng lên vật + Học sinh trả lời câu hỏi - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện Bước Đánh giá kết quả thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận cho từng nội dung câu hỏi Nhiệm vụ 2: Xây dựng đinh luật bảo toàn động lượng cho hệ kín ( 10 phút) Bước 1: Gv chuyển giao nhiệm vụ - Đọc, nghiên cứu sgk để nêu định nghĩa hệ kín - Xét một hệ kín gồm hai vật tương tác nội lực trực đối và a Viết biểu thức thể mối liên hệ hai lực và theo định luật Newton r r ur r v  v1 F  ma  m t r r ur ur ur mv  mv1 p  p F  t t ur ur  p F t - Hợp lực tác dụng lên vật tốc độ thay đổi động lượng của nó r r p F t - Hướng của hợp lực theo hướng của độ thay đổi động lượng II Định luật bảo toàn động lượng Động lượng và định luật II Niuton - Hợp lực tác dụng lên vật tốc độ thay đổi động lượng của nó ur ur  p F t ur uur uu r  p  p2  p1 Với :độ thay đổi động lượng - Hướng của hợp lực theo hướng của độ thay đổi động lượng b Dưới tác dụng của hai lực khoảng thời gian va chạm ∆t, tìm độ biến thiên động lượng của hai vật c Tìm mối liên hệ độ biến thiên động lượng của hai vật, từ đó nhận xét về độ biến thiên động lượng của hệ d Nhận xét sự biến đổi của động lượng của hệ trước và sau va chạm Bước 2: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận Hệ kín gồm các vật tương tác - Đại diện nhóm lên trình bày với không tương tác với bên + Học sinh nêu sự hiểu biết về hệ kín ngoài a (1) b Độ biến thiên động lượng của + Học sinh trả lời câu hỏi a, b, c, d vật thời gian t (2) c Từ (1) và(2) ta có hay Độ biến thiên động lượng của hệ : - Học sinh các nhóm khác thảo luận, d Động lượng của hệ không thay nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả đổi lời của nhóm đại diện Bước 4: Giáo viên tổng kết đánh giá kết Định luật bảo tồn đợng lượng thực nhiệm vụ học tập học sinh + Hệ vật chỉ có lực vật hệ GV kết luận nội dung tác dụng lẫn nhau, không có tác dụng lực từ bên hệ có lực triệt tiêu gọi hệ kín + Nếu khơng có ngoại lực tác dụng lên tổng động lượng hệ khơng đổi ( bảo toàn) uu r uur p1  p2  số Tiết 2.3 Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo tồn đợng lượng a) Mục tiêu: Từ thí nghiệm nêu định luật bảo tồn động lượng b) Nội dung: - Học sinh tiến hành thí nghiệm cho xe kỹ thuật số va chạm xem xét va chạm xe - Giáo viên giảng giải, phân tích, yêu cầu học sinh rút tượng kết luận - Giáo viên chốt nội dung kiến thức liên quan đến định luật bảo toàn động lượng c) Sản phẩm học tập: Câu trả lời học sinh, sản phẩm hoạt động nhóm d) Tổ chức thực Hoạt động của giáo viên học sinh Dự kiến sản phẩm Nhiệm vụ 1: Đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng: Cho xe va chạm vào xe hai đứng yên (35 phút) Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV giới thiệu bộ thí nghiệm kiểm chứng - GV hướng dẫn học sinh lắp ráp thí nghiệm - GV yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm và ghi lại số liệu, tính toán và điền kết quả vào bảng 1.1 Bước HS thực nhiệm vụ học tập - HS theo dõi sách giáo khoa nghiên SGK và tiến hành làm thí nghiệm kiểm chứng theo nhóm Bước 3: Báo cáo kết quả, hoạt động - Học sinh trả lời câu hỏi Bước Đánh giá kết quả thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận cho câu hỏi Nhiệm vụ Luyện tập bài số (10 phút) Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - Giáo viên yêu cầu học các nhóm học sinh đọc sách giáo khoa và hoàn thiện bài luyện câu hỏi trang 96 Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo tồn đợng lượng a) Dụng cụ thí nghiệm: b) Tiến hành thí nghiệm - tượng, điền kết vào bảng 1.1 c) Kết quả: (khối lượng của xe là 0,245kg) Kết cho thấy tổng động lượng xe sau va chạm = 99,2% tổng động lượng xe trước va chạm d) Kết luận: Định luật bảo toàn động lượng nghiệm Hướng dẫn giải: Chọn chiều dương từ phải qua trái Động lượng trước va chạm -1.2 + 3.1= 1kgm/s Động lượng sau va chạm 2.1-1.1= 1Kgm/s KL: Động lượng trước động lượng sau va chạm Bước HS thực nhiệm vụ học tập - HS tiến hành thảo luận và làm bài tập theo nhóm - GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ HS cần Bước Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - Đại diện các nhóm đứng dậy trình bày câu trả lời của nhóm mình - Các nhóm khác nhận xét, đánh giá, bổ sung Bước Đánh giá kết quả thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận, - Yêu cầu học sinh hoàn thiện nội dung vào vở,chuyển sang nội dung mới Tiết 2.4 Vận dụng định luật bảo tồn đợng lượng a) Mục tiêu - Vận dụng định luật bảo tồn động lượng để giải thích trường hợp cụ thể: Bắn pháo hoa, chuyển động tên lửa, bóng đập vào tường… - Có tư mở rộng, tìm hiểu biện pháp an tồn mơi trường bắn pháo hoa, thực chuyển động phản lực - Có suy đoán quan hệ độ biến thiên động lượng với độ lớn lực tác dụng b) Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c) Sản phẩm: HS nộp sản phẩm theo nhóm đã phân cơng - Giải thích hình ảnh đẹp bắn phao hoa - Giải thích nguyên lí chuyển động tên lửa - Nêu vài cách làm giảm tác hại việc bắn pháo hoa, phóng tên lửa lên vũ trụ với môi trường - Viết công thức độ biến thiên động lượng ném bóng bay ngang vào tường thẳng đứng trường hợp TH1 : Bóng bật ngược lại theo hướng cũ TH2: Bóng dính vào tường d) Tổ chức thực Hoạt động của giáo viên học sinh Dự kiến sản phẩm Nhiệm vụ 1: Giải thích một số hiện tượng III VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN liên quan đến định luật bảo tồn đợng ĐỢNG LƯỢNG lượng (10 phút) Giải thích chuyển động của mảnh nhỏ Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập bắn pháo hoa - GV cho hs xem hình ảnh video Một pháo hoa bắn thẳng đứng lên cao pháo hoa chuyển động tên lửa, bắn phát nổ điểm cao nhất (quả pháo dừng lại) súng , chuyển động sứa có động lượng 0, nổ thời gian xảy rất ngắn (nội lực lớn rất nhiều so với ngoại Câu hỏi 1: Giải thích nổ điểm lực) nên có thể xem hệ pháo kín Do đó cao nhất mảnh nhỏ lại bay ? ta thấy mảnh pháo hoa có nhiều màu bay theo hướng, mảnh nhỏ có động lượng có mảnh khác tương ứng chuyển động theo chiều ngược lại để triệt tiêu lẫn động lượng bảo toàn Câu hỏi 2: Nguyên tắc chuyển động tên lửa chuyển động sứa? Bước 2: Thực nhiệm vụ học tập HS thảo luận nhóm, nghiên cứu SGK Bước Báo cáo kết quả, hoạt động - Đại diện nhóm trình bày.Các nhóm nhận xét bổ sung Bước Đánh giá kết thực - GV đánh giá, nhận xét, kết luận cho nội dung câu hỏi Nhiệm vụ Khảo sát đợng lượng của quả bóng ném vào tường (5 phút) Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV cho hs xem vi deo bóng ném bay theo phương ngang tới va vào tường thẳngđứng tường trường hợp 1: Bóng bật ngược lại với độ lớn vận tốc Bóng dính vào tường Bước HS thực nhiệm vụ học tập Nguyên tắc chuyển động phản lực Trong hệ kín, có phần hệ chuyển động theo hướng phần còn lại hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại Đây nguyên tắc chuyển động phản lực ví dụ chuyển động tên lửa, sứa Khảo sát chuyển động bóng đập vào tường TH1 bóng bật ngược lại với độ lớn vận tốc Độ lớn độ biến thiên động lượng p = 2p0= m.v Độ lớn độ biến thiên động lượng trường hợp 2: p = p0= m.v 10 - HS quan sát thí nghiệm thảo luận giải Vậy trường hợp bóng có độ biến thiên động thích lượng lớn Bước Báo cáo kết hoạt động, thảo - Nếu thời gian tác dụng trường hợp luận lực tác dụng trung bình bóng vào tường lớn Nhóm chụp hình đưa sản phẩm lên Padlet - Đại diện nhóm đứng dậy trình bày câu trả lời nhóm - Động lượng bóng trình bóng - Các nhóm khác nhận xét, đánh giá, bổ bay vào tường khơng bảo tồn sung bóng va vào tường khơng kín nữa.có Bước Đánh giá kết thực ngoại lực tường tác dụng vào bóng - GV đánh giá, nhận xét, kết luận, - Yêu cầu học sinh hoàn thiện nội dung vào vở,chuyển sang nội dung Hoạt động 3: Luyện tập ( 25 phút) a) Mục tiêu: HS hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập động lượng, bảo toàn động lượng b) Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên PHIẾU HỌC TẬP r Câu.1: Động lượng vật khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng đượcr xác rđịnh công thức nàor sau đây? r r r A p  mv B p  mv C p  2mv D p   mv Câu 2: Phát biểu sau không đúng? A Động lượng vật tích khối lượng vận tốc vật B Động lượng vật đại lượng vectơ C Động lượng vật có đơn vị lượng D Động lượng vật phụ thuộc vào khối lượng vận tốc vật Câu 3: Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h Động lượng vật A kg.m/s B 2,5 kg.m/s C kg.m/s D 4,5 kg.m/s Câu 4: Trong q trình sau đây, động lượng vật khơng thay đổi? A Vật chuyển động tròn B Vật ném ngang C Vật rơi tự D Vật chuyển động thẳng Câu.5: Động lượng vật liên hệ chặt chẽ nhất với A động B C quãng đường D công học Câu 6: Một chất điểm chuyển động không vận tốc đầu tác dụng lực không đổi F = 0,1 N Động lượng chất điểm thời điểm t = s kể từ lúc bắt đầu chuyển động A 30 kg.m/s B kg.m/s C 0,3 kg.m/s D 0,03 kg.m/s Câu 7: Một hòn đá có khối lượng kg, bay với vận tốc 72km/h Động lượng hòn đá là: A p = 360 kgm/s B p = 360 N.s C p = 100 kg.m/s D p = 100 kg.km/h Câu 8: Một vật kg rơi tự rơi xuống đất khoảng thời gian s Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian đó (lấy g = 9,8 m/s2) A 60 kg.m/s B 61,5 kg.m/s C 57,5 kg.m/s D 58,8 kg.m/s Câu 9: Một bóng khối lượng 250 g bay tới đập vuông góc vào tường với tốc độ v = m/s bật ngược trở lại với tốc độ v = m/s Động lượng vật đã thay đổi lượng A kg.m/s B kg.m/s C 1,25 kg.m/s D 0,75 kg.m/s 11 Câu 10: Một vật khối lượng kg chuyển động tròn với tốc độ 10 m/s Độ biến thiên động lượng vật sau 1/4 chu kì kể từ lúc bắt đầu chuyển động A 20 kg.m/s B kg.m/s C 10√2 kg.m/s D 5√2 kg.m/s c) Sản phẩm: - Vận dụng kiến thức đã học định luật bảo toàn động lượng số trường hợp đơn giản thơng qua hồn thành phiếu học tập đã chuẩn bị d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của giáo Dự kiến sản phẩm viên học sinh Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu nhóm hoàn thành phiếu học tập Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Câu 10 Đáp án A C B D A C C D A C Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Hoạt động 4: Vận dụng ( phút) a) Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em sẽ thực mức độ khác b) Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c) Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d) Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: HS tìm hiểu thêm ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng thực tế Sủ dụng các vật liệu dễ kiếm để chế tạo đồ chơi phản lực Mỗi nhóm sản phẩm trình bày vào tiết sau 12 Nợi dung 2: Ơn tập lại kiến thức đã học về động lượng chuẩn bị cho bài tiếp theo V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) ... mới 2 Tìm hiểu về định luật bảo tồn đợng lượng a) Mục tiêu: - Phát biểu định luật II Newton qua động lượng - Phát biểu nội dung định luật bảo toàn động lượng - Nêu định nghĩa hệ kín - Làm... 99,2% tổng động lượng xe trước va chạm d) Kết luận: Định luật bảo toàn động lượng nghiệm Hướng dẫn giải: Chọn chiều dương từ phải qua trái Động lượng trước va chạm -1.2 + 3.1= 1kgm/s Động lượng sau... đại lượng vectơ C Động lượng vật có đơn vị lượng D Động lượng vật phụ thuộc vào khối lượng vận tốc vật Câu 3: Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h Động lượng