Trường thực tập: THPT Nguyễn Thông GVHD: Lê Thị Tú Anh SVTT: Trần Thanh Tuyền Ngày soạn: 26/02/2011 Ngày dạy: 02/03/2011 BÀI 39. BÀI TẬP VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Tiết I – MỤC TIÊU: 1. Kiến thức - Nắm vững các định luật bảo toàn và điều kiện vận dụng các định luật bảo toàn. 2. Kỹ năng - Vận dụng được các định luật bảo toàn để giải bài tập và giải thích các hiện tượng liên quan. II – CHUẨN BỊ 1.Giáo viên Một số bài toán vận dụng các định luật bảo tòan. - Phương pháp giải bài tập các định luật bảo toàn. 2.Học sinh - Ôn lại các định luật bảo tòan. III- THIẾT KẾ BÀI DẠY 1. Ổn định lớp (1 phút) 2. Tiến Trình Dạy: Hoạt động 1: Ôn lại các kiến thức chương IV HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG - Nhắc lại các định lý, định luật bảo tòan đã học, điều kiện áp dụng, viết biểu thức theo yêu cầu của GV: 1. Động lượng: + Động lượng là gì? Công thức + Định luật bảo tòan động lượng. + Cách phát biểu khác của - HS lắng nghe, nhớ lại kiến thức đã học, nhắc lại cho cả lớp nghe. - HS lên bảng viết lần lượt các biểu thức - Kiến thức cũ 1. Động lượng: + Động lượng là gì? Công thức Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v r là đại lượng được xác định bởi công thức: P mv= ur r + Định luật bảo tòan động lượng. Động lựơng của một hệ cô lập là đại lượng bảo tòan. Biểu thức: truoc sau he he P P= r r Điều kiện áp dụng: tổng ngoại lực tác dụng lên vật bằng 0; hoặc ngoại lực rất nhỏ so với nội lực; hoặc thời gian tương tác ngắn. + Cách phát biểu khác của định luật II Newton 2. Công - Công suất: + Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát? CT + Định nghĩa công suất? CT 3. Động năng: + Định nghĩa động năng?CT + Độ biến thiên động năng. 4. Thế năng: + Định nghĩa thế năng trọng trường? CT + Định nghĩa thế năng đàn định luật II Newton Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. P F t∆ = ∆ ur ur 2. Công – Công suất + Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát? CT Khi lực F ur không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức:A=F.s.cosα ( ) ¼ ,F s α = ur r + Định nghĩa công suất? CT Công suất là một đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. Công thức: A P t = 3. Động năng + Định nghĩa động năng?CT Năng lượng một vật có được do nó chuyển động. Dạng năng lượng ấy gọi là động năng. Công thức: 2 1 2 d W mv= + Độ biến thiên động năng. Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công. 2 1 2 1 1 1 2 2 A mv mv= − 4. Thế năng + Định nghĩa thế năng trọng trường? CT Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Công thức: t W mgz= + Định nghĩa thế năng đàn hồi? CT + Công thức liên hệ giữa độ giảm thế năng và công của trọng lực. 5. Cơ năng: + Công thức cơ năng tổng quát. + Công thức cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. + Cơ năng của vật chịu tác động của lực đàn hồi. + Định luật bảo tòan cơ năng + Định lý biến thiên cơ năng - GV nhận xét, chỉnh sửa. hồi? CT Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu lực tác dụng của lực đàn hồi. Công thức: 2 1 ( ) 2 t W k l= ∆ + Công thức liên hệ giữa độ giảm thế năng và công của trọng lực. Khi vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M -> vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N. W t (M) – W t (N) = A MN 5. Cơ năng + Công thức cơ năng tổng quát. W = W đ + W t + Công thức cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. 2 1 2 W mv mgz= + + Cơ năng của vật chịu tác động của lực đàn hồi. 2 2 1 1 ( ) 2 2 W mv k l= + ∆ + Định luật bảo tòan cơ năng Điều kiện áp dụng: không có lực ma sát, lực cản của môi trường ( chỉ chịu tác dụng của lực thế) W 1 + W 2 = const + Định lý biến thiên cơ năng Điều kiện áp dụng: Khi chịu tác dụng của lực không thế. W 2 – W 1 = A lực không thế Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập chương IV HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG 1. Làm bài tập trắc nghiệm - Làm bài tập trong SGK bài tập vật lý 10. - Hướng dẫn HS giải bài - Xem bài tập SGK, suy nghĩ làm bài. tập: + Câu 1: vật nằm yên có vận tốc không? Nhận xét, chỉnh sửa (nếu cần): vật nằm yên-> không vận tốc. Động lựơng, động năng phụ thuộc vận tốc. Vậy đại lượng có thể có là thế năng. chọn câu D + Câu 2: Ngược lại vật chuyển động cần phải có gì? Nhận xét: vật chuyển động cần phải có vận tốc, động lựơng, động năng lại phụ thuộc vận tốc=> vật chuyển động cần phải có vận tốc, động năng, động lượng. Còn thế năng không nhất thiết phải có. chọn câu d + Câu 3: Ở câu 2 ta đã biết, động lượng sẽ phụ thuộc vào vận tốc. Nên ở đây động lượng sẽ liên hệ với động năng và liên hệ với quãng đường. Vậy đại lượng nào liên hệ chặc chẽ nhất? Nhận xét: quãng đường còn phụ thuộc nhiều yếu tố như gia tốc, vận tốc, thời gian, … động lượng, động năng của cùng một vật chỉ phụ thuộc vào vận tốc nên liên hệ chặt chẽ nhau hơn. chọn câu a + Câu 4: viết các công thức ra khi ban đầu vật có vận tốc là v, lúc sau vật có vận tốc là 2v để so sánh tìm đáp án. chọn câu B - HS lắng nghe gợi ý, chọn đáp án và giải thích lựa chọn. - Lắng nghe, ghi nhận - HS lắng nghe gợi ý, chọn đáp án và giải thích lựa chọn. - Lắng nghe, ghi nhận - HS lắng nghe gợi ý, chọn đáp án và giải thích lựa chọn. - Lắng nghe, ghi nhận - HS lắng nghe gợi ý, chọn đáp án. Câu 1: Một vật nằm yên, có thể có: a. vận tốc b. động lượng c. động năng d. thế năng Câu 2: Một vật chuyển động không nhất thiết phải có: a. vận tốc b. động lượng c. động năng d. thế năng Câu 3: Động lượng của vật liên hệ chặt chẽ nhất với: a. động năng b. thế năng c. quãng đường đi được d. công suất Câu 4: Khi vận tốc của một vật tăng gấp đôi, thì a. Gia tốc của vật tăng gấp đôi b. Động lượng của vật tăng gấp đôi c. Động năng của vật tăng gấp đôi. d. Thế năng của vật tăng gấp đôi Nhận xét. - Lắng nghe, ghi nhận 2. Làm bài tập vận dụng - Cho HS làm bài tập trong phiếu học tập Bài tập 1 - HD: + Phân tích đề: + Trước hết, dựa vào kiến thức đã học và yêu cầu đề bài, xem nên vận dụng kiến thức nào để giải bài tập? Ở đây, đề bài chỉ cho mình m và v của 2 vật. Vì là hai vật riêng biệt nên không thể áp dụng kiến thức động năng để giải => sử dụng kiến thức về động lượng. Vì thời gian xe 1 đến va chạm xe 2 ngắn => áp dụng định luật bảo tòan động lượng để giải bài. + Vẽ hình - Đọc, tìm hiểu, làm bài trong phiếu học tập. - HS lắng nghe, tiếp thu sự hướng dẫn của GV - Quan sát hình vẽ Bài tập Bài tập 1: Một toa xe có khối lượng 4 tấn chuyển động đến va chạm vào toa xe thứ hai đang đứng yên (rất gần). Sau đó, cả hai cùng chuyển động với vận tốc 2m/s. Hỏi toa xe thứ nhất có vận tốc là bao nhiêu ( trước khi va chạm). Cho biết xe thứ 2 có khối lượng 2 tấn. + Tóm tắt đề theo trật tự để thuận tiện giải bài. + Giải bài - HS tóm tắt vào tập - HS lên bảng giải bài tập **Tóm tắt: m 1 = 4 tấn = 4000 kg v 1 =? m 2 = 2 tấn = 2000 kg v 2 =0 v= 2m/s v 1 = ? Giải Bài - Chọn chiều dương là chiều chuyển động ( hoặc chọn chiều như hình vẽ) - Áp dụng định luật bảo tòan động lượng: 1 2 (*)p p p+ = uur uur ur - Chiếu (*) lên chiều dương: p 1 = p m 1 v 1 = (m 1 +m 2 )v 1 p uur 2 0p = O (+) p ur + Nhận xét bài giải - HS lắng nghe, sửa bài => 1 2 1 1 4000 2000 . .2 3 / 4000 m m v v m s m + + = = = Vậy v 1 = 3m/s Bài tập 2 - HD: + Phân tích đề: Trước hết, dựa vào kiến thức đã học và yêu cầu đề bài, xem nên vận dụng kiến thức nào để giải bài tập? Hiện tượng ở đây là chiếc xe ô tô tắt máy và xuống dốc nghiêng một gốc 30 0 so với mặt đường nằm ngang. Khi đó ô tô sẽ chịu tác dụng của các lực gì? Các định luật bảo toàn đã học còn áp dụng được trong trường hợp này hay không? + Vẽ hình: - HS đọc, tìm hiểu, suy nghĩ để giải bài tập - Lắng nghe các câu hỏi gợi ý của giáo viên để suy nghĩ hiện tượng, hình thành tư duy logic. - Quan sát hình vẽ Bài tập 2 Một ô tô có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v 0 = 36km/h thì tắt máy và xuống dốc, đi hết dốc trong thời gian 10s, góc nghiêng 30 0 , hệ số ma sát lăn giữa dốc và xe là 0.05. tính: a. gia tốc của xe ở trên dốc b. chiều dài của dốc Xe lúc này chịu tác dụng của trọng lực, phản lực và cả lực ma sát => có lực không thế => không áp dụng được các định luật bảo tòan. Nên bài này ta có thể áp dụng được định lý biến thiên động năng ( định lý này được áp dụng trong tất cả các trường hợp) hoặc định lý biến thiên cơ năng. - HS lắng nghe, ghi nhận để định hướng giải bài tập h α B A P ur MS F uuur N uur + Tóm tắt: + Giải bài + Nhận xét, chỉnh sửa - HS tóm tắt bài vào tập - HS lên bảng giải bài - HS theo dõi sửa bài ** Tóm tắt: v 0 = 36km/h = 10m/s t = 10s α = 30 0 µ = 0.05 g = 10m/s 2 a. a = ? b. l =? Bài giải Chọn chiều dương là chiều chuyển động a. Gia tốc của xe ở trên dốc: Cách 1: Dùng định lý biến thiên động năng: 2 2 1 1 2 2 ms B A P F mv mv A A− = + ur uuuur 2 2 1 ( ) ( cos ). 2 B A A m v v mgh mg S µ α − = − 2 2 1 ( ) sin ( cos ) 2 B A m v v mgS mg S α µ α − = − 2 2 1 ( ) (sin cos ) 2 B A m v v mgS α µ α − = − Mà 2 2 2 B A v v aS− = a = g(sin α-µcosα) = 2 1 3 10( 0,05. ) 9,1 / 2 2 m s− = Cách 2: Sử dụng định lý biến thiên cơ năng: - Chọn gốc thế năng tại B Tại A: 2 1 , 2 tA A dA A W mgh W mv= = Tại B: 2 1 0, 2 tB dB B W W mv= = Áp dụng định lý biên thiên cơ năng: W B – W A = A Fms ( công của lực không thế) => 2 2 1 1 . 2 2 B A A mv mv mgh N S µ − − = − 2 2 1 ( ) .sin ( cos ). 2 B A m v v mgS mg S α µ α <=> − − = − 2 2 1 ( ) (sin cos ) 2 B A m v v mgS α µ α − = − Mà 2 2 2 B A v v aS− = a = g(sin α-µcosα) = 2 1 3 10( 0,05. ) 9,1 / 2 2 m s− = b. Chiều dài của dốc: 2 0 1 2 s v t at= + với v 0 = v A => s = 10.10 + ½.9,1.10 2 = 555m Hoạt động 3: Củng cố, dặn dò: - Nắm vững các định luật bảo tòan: động lượng, bảo tòan cơ năng, điều kiện áp dụng - Nắm vững các định lý biến thiên động lượng, định lý biến thiên động năng, định lý biến thiên cơ năng. - Làm bài tập còn lại trong phiếu bài tập, bài tập SGK. IV.RÚT KINH NGHIỆM: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… PHÊ DUYỆT CỦA GIÁO VIÊN LÊ THỊ TÚ ANH Ngày 25 tháng 02 năm 2011 Sinh viên ký tên TRẦN THANH TUYỀN . (rất gần). Sau đó, cả hai cùng chuyển động với vận tốc 2m/s. Hỏi toa xe thứ nhất có vận tốc là bao nhiêu ( trước khi va chạm). Cho biết xe thứ 2 có khối lượng 2 tấn. + Tóm tắt đề theo trật. tượng ở đây là chiếc xe ô tô tắt máy và xuống dốc nghiêng một gốc 30 0 so với mặt đường nằm ngang. Khi đó ô tô sẽ chịu tác dụng của các lực gì? Các định luật bảo toàn đã học còn áp dụng