Bài 51 HỆ THỨC ANHXTANH GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG I.MỤC TIÊU: - Nắm được công thức và ý nghĩa vật lí về khối lượng tương đối tính.. - Hiểu được hệ thức giữa năng lượng và khối lượng
Trang 1Bài 51
HỆ THỨC ANHXTANH GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG
I.MỤC TIÊU:
- Nắm được công thức và ý nghĩa vật lí về khối lượng tương đối tính
- Hiểu được hệ thức giữa năng lượng và khối lượng, các trường hợp riêng
- Trên cơ sở hệ thức Anhxtanh, HS hiểu được ý nghĩa vật lí của nĩ, vận dụng hệ thức giải được bài tập
II.CHUẨN BỊ:
-GV: chuẩn bị cc Bài tốn với nội dung vận dụng kiến thức của Bài
-HS: Ôn tập các kiến thức cơ học lớp 10: Động lượng, định lí cộng vận tốc, định luật II Newton với độ Bàiến thiên động lượng
III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1) Kiểm tra (5’):
-Cho HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm đ chuẩn bị sẵn trong phiếu học tập v Yêu cầu HS giải Bài tập 4 (SGK) ở Bài học trước
2) Giảng Bài mới:
Hoạt động 1 (15’) KHỐI LƯỢNG TƯƠNG ĐỐI TÍNH
Trang 2Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
-Nu vấn đề, dẫn dắt đưa ra
công thức động lượng và
khối lượng tương đối tính;
hiểu ý nghĩa vật lí các đại
lượng trong các Biểu thức
-Gợi ý bằng cc Câu hỏi:
H Viết công thức động
lượng và độ Bàiến thiên
động lượng trong cơ học cổ
điển?
+ Trình by khi niệm động
lượng trong thuyết tương đối
và rút ra công thức:
0
2
2
1
m
m
v
C
H Hy tính khối lượng vật
chuyển động với vận tốc v =
800km/h?
+ Yêu cầu HS nhận xt kết
quả
-Suy nghĩ, trả lời Câu hỏi:
+ cĩ thể trả lời:
P
F
d P hay F
dt
ur r
r r ur
ur ur
ur
-Thảo luận nhĩm, giải Bài tốn
+ Đổi v = 800km/h= 0,2km/s
+ Xác định
2
0
2 0
v
-Nêu nhận xét; trường hợp vật chuyển động với vận tốc v <<
C thì khối lượng của vật được bảo toàn
Vật có khối lượng m, chuyển động với vận tốc vr có động lượng tương đối tính:
pmv
ur r
với m được tính bằng:
0 2
2
1
m m
v C
+ m0 là khối lượng nghỉ của vật (khối lượng lúc vật đứng yên)
+ m: khối lượng tương đối tính
Trường hợp vật chuyển động với v << C thì m m0
Hoạt động 2 (20’) Hệ thức giữa NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG
Trang 3-GV đặt vấn đề và đưa ra hệ
thức 51.3 (SGK) Nhấn
mạnh ý nghĩa của hệ thức
ny
H Hy nu nhận xt cơng thức
51.3?
H Hy viết hệ thức lin hệ
giữa E v m?
-Căn cứ vào hệ thức 51.3
hướng dẫn HS các trường
hợp riêng
H Khi vật đứng yên this E
thế nào?
-Giới thiệu năng lượng nghỉ
E0 = m0C2
+Nêu VD để HS nhận thấy:
dù đứng yên, vật có khối
lượng nhỏ vẫn có năng
lượng nghỉ rất lớn
+Nu Câu hỏi C3
-Gợi ý để HS lập Biểu thức
51.3 (SGK)
-Ghi nhận cơng thức 51.3
Rút ra nhận xt:
+Năng lượng E và khối lượng
m của vật luôn tỉ lệ với nhau
+Nếu E thay đổi thì m thay đổi E = mC2
-Trao đổi, xác định năng lượng trong trường hợp riêng
+ v = 0; E0 = m0C2
-Trả lời Câu hỏi C3
-Bàiến đổi và thiết lập được
hệ thức:
1 2
Với v << C
-Rút ra nhận xt Biểu thức 51.5
Hệ thức giữa năng lượng toàn phần và khồi lượng m của vật
2
0
2 2
1
m C
v C
+E v m luơn tỉ lệ với nhau với hệ
số tỉ lệ C2
+Khi năng lượng thay đổi lượng
E thì khối lượng thay đổi lượng
m tương ứng và ngược lại
E = mC2
+Trường hợp riêng
Khi x = 0 thì E0 = m0C2
E0: năng lượng nghỉ
Khi v << C thì:
1 2
Đặt W = E, ta có:
1 2
Năng lượng toàn phần được bào toàn, năng lượng nghỉ không nhất
Trang 4H Nu nhận xét Biểu thức
năng lượng 51.5?
thiết được bào toàn
Hoạt động 3 (5’) VẬN DỤNG- CỦNG CỐ:
+ GV giới thiệu bài toán: vận dụng hệ thức Anhxtanh cho trường hợp năng lượng của photon, tìm ra khối lượng nghỉ của phôtơn
-GV đặt câu hỏi hướng dẫn
H Theo thuyết lượng tử ánh sang, Biểu thức
năng lượng của photon có dạng thế nào?
H Với kí hiệu mp: khối lượng tương đối
tính Viết Biểu thức năng lượng của photon?
H xác định khối lượng nghỉ của photon
Nêu nhận xét?
(Lưu ý HS: photon chuyển động dọc theo tia
sang với vận tốc v = C)
-GV nhận xt, tổng kết nội dung Bài
Thảo luận nhĩm
+Trả lời Câu hỏi
+Thực hiện giải Bài tốn
C nhn thực hiện trn bảng
-Theo thuyết lượng tử, photon có năng lượng
(1)
hc
-Theo thuyết tương đối:
2 2
(2) 1
p
m
v C
Từ (1) v (2):
m0 = 0 vì v = C
+GV hướng dẫn HS ôn tập và làm bài tập ở nhà
- Trả lời cc Câu hỏi C2, C3 SGK
Trang 5- Lm them Bài tập trong SDB
IV.RÚT KINH NGHIỆM- BỔ SUNG