Phân tích kiến thức cơ bản chương các định luật bảo toàn SGK vật lý 10. Bao gồm các định nghĩa, các khái niệm, các định lý, các định luật bảo toàn có trong chương. giúp học sinh, sinh viên, và các giáo viên trẻ trong việc tìm hiểu kiến thức chương
MỤC LỤC Trang A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG I Kiến thức chương II Sơ đồ logic kiến thức chương III Phân tích nội dung kiến thức CÁC KHÁI NIỆM 1.1 Khái niệm xung lượng lực .6 1.2 Khái niệm động lượng định lý biến thiên động lượng 1.2.1 Khái niệm động lượng 1.2.2 Định lý biến thiên động lượng 1.3 Khái niệm hệ kín 1.4 Khái niệm công 1.5 Khái niệm công suất 10 1.6 Khái niệm lượng 11 1.7 Khái niệm động định lý biến thiên động .12 1.7.1 Khái niệm động 12 1.7.2 Định lý biến thiên động 13 1.8 Khái niệm 14 1.8.1 Thế trọng trường 15 1.8.2 Thế đàn hồi 16 1.9 Khái niệm 18 CÁC ĐỊNH LUẬT 19 2.1 Định luật bảo toàn động lượng 19 2.2 Định luật bảo toàn 19 2.2.1 Định luật bảo toàn trường hợp trọng lực .19 2.2.2 Định luật bảo toàn trường hợp lực đàn hồi 20 ỨNG DỤNG VẬT LÝ .21 3.1 Chuyển động phản lực 21 3.3 Bài toán va chạm mềm 22 C TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 A MỞ ĐẦU Đổi phương pháp dạy học theo tinh thần phát huy tính tích cực, chủ động học sinh vấn đề cấp, ngành quan tâm Chương trình, nội dung sách giáo khoa đưa vào sử dụng tất khối lớp nhằm mục đích nâng cao chất lượng giáo dục cho phù hợp với phát triển kinh tế, xã hội đất nước phát kiển khoa học kĩ thuật giới Vì để đáp ứng mục tiêu chung, người giáo viên phải tự bồi dưỡng phương pháp hình thức tổ chức dạy học Muốn làm điều đó, cần phải nghiên cứu kĩ cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức sách giáo khoa Do đó, việc nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông việc làm quan trọng, cần thiết giáo viên Trong chương định luật bảo toàn (SGK Vật Lý 10) xem “hòn đá thử vàng” thuyết vật lí Chúng sở tính toán quan trọng vật lý thực nghiệm kĩ thuật Các định luật bảo toàn học cổ điển có: - Định luật bảo toàn động lượng - Định luật bảo toàn chuyển hóa lượng Nói chung, toán học giải phương pháp động lực học Nhưng thực tế, có nhiều toán lại không cần phải tính toán chi tiết ( tính toán phức tạp) mà cần xác định trạng thái cuối chuyển động dựa vào điều kiện ban đầu.Một số toán khác vật chuyển động có khối lượng biến đổi, áp dụng định luật II Newton F =m a hoàn toàn Điều bắt buộc phải tìm dạng khác diễn tả định luật nói Do vậy, định luật bảo toàn thực cung cấp thêm phương pháp giải toán học hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp động lực học Các định luật bảo toàn không phụ thuộc vào quỹ đạo hạt tính chất lực tương tác Giải toán học hai phương pháp dẫn đến kết quả, sử dụng định luật bảo toàn số toán thường nhận kết nhanh Xu hướng sách giao khoa đề cao vai trò định luật bảo toàn, đặc biệt định luật bảo toàn lượng Định luật bảo toàn lượng không chi phối lĩnh vực học mà toàn vật lí học nhiều lĩnh vực khác khoa học B NỘI DUNG I Kiến thức chương : CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Khái niệm • • • • • • • Xung lượng Động lượng Định luật • • ĐLBT động lượng ĐLBT Hệ cô lập Ứng dụng VL • Chuyển động phản lực • Bài toán va chạm mềm Công công suất Động Thế Cơ II Sơ đồ logic kiến thức chương : Định nghĩa ( P =mv) Động lượng CN vật cđ trọng trường Định nghĩa Cơ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN W = Wđ + Wt Cơ vật chịu tác dụng lực đàn hồi Chuyển động phản ĐLBT Động lượng Va chạm mềm Công công suất Khái niệm công Định nghĩa công Động Thế Trọng trường Khái niệm TN đàn hồi Khái niệm công suất Công thức Wđ = Định nghĩa Biểu thức Wt = mgz Công thức Wt = K()2 Liên hệ biến thiên trọng lực Công lực đàn hồi Chuyển động phản Chuyển động phản lựcChuyển động phản III Phân tích nội dung kiến thức : CÁC KHÁI NIỆM : 1.1 Khái niệm xung lượng lực Khái niệm xung lượng lực từ định luật II Niu- tơn sau: Xét vật có khối lượng m chịu tác dụng lực r F Theo định luật II Niu-tơn ta có: r r r ∆v F = ma = m ∆t r ∆(mvr ) ∆pr F= = ∆t ∆t Vì khối lượng vật không đổi nên viết từ biểu thức ta viết r r F ∆t = ∆p F∆t định nghĩa xung lượng lực tác dụng khoảng thời gian ∆t Đơn vị xung lượng lực N.s 1.2 Khái niệm động lượng định lý biến thiên động lượng 1.2.1 Khái niệm động lượng : Động lượng coi khái niệm thứ hai vật lí học, sau khối lượng Niu-tơn người đưa định nghĩa khái niệm Theo ông, động lượng số đo chuyển động, tỉ lệ với khối lượng vận tốc Đê-cac định nghĩa động lượng tương tự vậy, không hiểu vận tốc đại lượng véc tơ Vì ông mắc sai lầm vận dụng khái niệm vào lý thuyết va chạm Đê-cac đo chuyển động động lượng coi ĐLBT động lượng định luật bảo toàn chuyển động Năm 1686, năm trước tác phẩm Niu-tơn đời, Lepnich công bố báo công kích quan điểm Đê-cac đề nghị số đo khác chuyển động Đại lượng tỉ lệ với tích khối lượng với bình phương vận tốc vật mv ông gọi “hoạt lực” (lực sống) “Hoạt lực” Lepnich ngày gọi động năng, có giá trị mv2 dạng lượng đặc trưng cho chuyển động vật Niu-tơn coi động lượng đại lượng đặc cho chuyển động phương diện động lực đo r v tích m , ông biết tốc độ biến thiên động lượng giữ vai trò quan trọng việc xác định đặc trưng tương tác r p Động lượng kí hiệu xác định r p = r mv Động lượng đại lượng véc tơ phương chiều với vận tốc Động lượng có đơn vị kgm/s Vì vận tốc có tính tương đối nên động lượng có tính tương đối 1.2.2 Định lý biến thiên động lượng : Định lí phát biểu sau : Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian ur r r F ∆t = ∆p = ∆( mv ) r r ∆p = ∆( m.v ) độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian ∆t Trong khuôn khổ học cổ điển Niu-tơn khối lượng vật không thay đổi nên ta có: r ur r r r ur ∆v F ∆t = ∆p = ∆ (mv ) = m∆v ⇒ F = m ∆t u r r F = ma Hay: (1) Biểu thức (1) biểu thức định luật II Niutơn dạng tường minh Biểu thức tách riêng khối lượng vật cho thấy lực nguyên nhân gây biến đổi vận tốc (tức gây gia tốc vật) Trong trường hợp này, khối lượng xem thuộc tính vật chất, số đo mức quán tính vật không thay đổi vật chuyển động Tuy nhiên, thực tế vật chuyển động tách rời khối lượng vận tốc 1.3 Khái niệm hệ kín ( hệ cô lập) Hệ kín khái niệm quan trọng gắn liền với ĐLBT Nó điều kiện cần để áp dụng vài ĐLBT cho hệ học (ví dụ: ĐLBT động lượng, ĐLBT năng( để áp dụng ĐLBT cần có thêm điều kiện hệ không chịu tác dụng lực ma sát nữa)) Theo SGK hệ gọi kín có lực vật bên hệ tác dụng lẫn nhau( gọi nội lực) mà tác dụng lực bên hệ(gọi ngoại lực, có lực triệt tiêu Thực tế, hệ kín tuyệt đối cả, hệ “vật – Trái Đất” Tuy nhiên, số trường hợp sau ta xem hệ hệ kín Các trường hợp là: + Hệ có ngoại lực tác dụng ngoại lực nhỏ, bỏ qua được, + Hệ có ngoại lực tác dụng ngoại lực cân với nhau, + Hệ có ngoại lực tác dụng ngoại lực nhỏ so với nội lực (xét khoảng thời gian ngắn, chẳng hạn tượng nổ, hay va chạm) 1.4 Khái niệm công Bản chất vật lí công thể rõ gắn khái niệm với định luật bảo toàn lượng Công xuất có chuyển hoá lượng từ dạng sang dạng khác hay truyền từ vật sang vật khác.Khái niệm công chất đươc hiểu mối quan hệ với khái niệm lượng định luật bảo toàn lượng.Như có nghĩa phải nghiên cứu khái niệm lượng trước độc lập với khái niệm công Tuy nhiên, việc xây dựng khái niệm lượng cách tổng quát lại gặp khó khăn học sinh chưa có hiểu biết cần thiết vế dạng chuyển động khác với chuyển động học Để giải mâu thuẫn đó, đả có nhiếu ý kiến khác cách hình thành khái niệm công chương trình vật lý phổ thông Xeleghinski đề nghị đưa khái niệm lượng xem số đo chuyển động trước, độc lập với khái niệm công, sau nghiên cứu khái niệm công Phương án logic mặt khoa học để hiều lượng số đo chuyển động nghiên cứu học thật khó Landao Kitaigơrotski lại cho rằng: khảo sát trình học ta thấy tổng hai số hạng + mgh đại lượng bảo toàn Đại lượng đặc trưng cho trạng thái hệ gọi lượng gồm thành phần: thành phần gọi động năng, đại lượng mgh gọi Trong trình biến đổi, gia số luôn tích F.s Tích gọi công học Rõ ràng cách làm rõ chất khái niệm công, chất khái niệm lượng chưa rõ Học sinh phải tạm thời thừa nhận đại lượng lượng mà ý nghĩa vật lý sau làm sang tỏ Xôcôlốpski đưa đồng thời lúc hai khái niệm công lượng nghiên cứu phương trình hoạt trình lấy đà hay trình hãm Khi tác dụng lực F lên vật có khối lượng m vận tốc vật tăng từ v lên v2 cần phải thời gian t mà vật phải qua quãng đường s Lập tích F.s ta có F.s = Tích F.s luôn độ biến thiên đại lượng Xôlôcốpski gọi động F.s gọi công Cách thứ tư trình bày nhiều tài liệu giáo khoa phổ thông Xuất phát từ định nghĩa khái niệm công A=F.s mà chưa cần đưa chất Giai đoạn thứ hai nghiên cứu khái niệm lượng đại lượng đặc trưng cho khả thực 10 1.5 Khái niệm công suất Công suất đại lượng biểu thị tốc độ biến đổi công theo thời gian, dA lượng công sinh khoảng thời gian dt Nếu công thực đều, tức độ biến đổi công khoảng thời gian nhau, đo công suất không đổi A/t (với A công sinh khoảng thời gian t) Từ biểu thức công suất ta suy ra: Công suất đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công nhanh hay chậm máy (hay lực) đo công mà lực sinh đơn vị thời gian (1 giây) Trong trường hợp tổng quát, lực thay đổi phương, chiều cường độ, điểm đặt lực di chuyển với vận tốc v hợp với hướng lực góc α P = F.v.cosα ur F Nếu lực có độ lớn không đổi hướng với vectơ vận tốc thì: uu rr A F s ur r P= = = F v t t Trong đó: A công sinh khoảng thời gian t Trong hệ đơn vị quốc tế (SI), đơn vị công suất oat (Watt : W); 1W = 1J/s Trong kĩ thuật người ta dùng mã lực để làm đơn vị đo công suất, kí hiệu Hp (horse power) 1Hp = 736W = 0,736kW (Pháp) 1.6 Khái niệm lượng Năng lượng khái niệm phức tạp vật lý học Nó thước đo thống dạng chuyển động khác vật chất Mỗi dạng chuyển động vật lý học đặc trưng dạng lượng riêng, có công thức định lượng tương ứng: Cơ năng, nội năng, quang năng,… 12 Theo sách “Cơ sở vật lý” Đavid Halliday “năng lượng số đo gắn với trạng thái (hay điều kiện) hay nhiều vật” Theo “Bách khoa toàn thư Việt Nam”: lượng độ đo định lượng chung cho dạng vận động khác vật chất Theo SGK: Một vật có khả sinh công, ta nói, vật có mang lượng Cách định nghĩa cho thấy công lượng gắn bó mật thiết với Độ lớn công trình độ lớn phần lượng truyền từ vật sang vật khác chuyển từ dạng sang dạng khác Tuy nhiên, cần phân biệt hai khái niệm công lượng Một trạng thái hệ tương ứng với giá trị lượng xác định hệ, tức giá trị lượng phụ thuộc vào trạng thái hệ Còn công đặc trưng cho độ biến thiên lượng hệ trình Ta nói công phụ thuộc vào trình biến đổi hệ, công dạng lượng mà số đo phần lượng truyền từ vật sang vật khác chuyển từ dạng sang dạng khác Mỗi hình thức vận động cụ thể tương ứng với dạng lượng cụ thể: vận động tương ứng với năng, vận động nhiệt tương ứng với nội năng, vận động điện từ tương ứng với lượng điện từ, Có nhiều dạng lượng: Cơ năng, nhiệt năng, quang năng,… Trong phần học này, HS học (tức lượng học) Dạng lượng bao gồm động Động dạng mà vật có chuyển động, dạng lượng mà vật có tương tác với vật khác (Trái đất) tương tác phần vật Đơn vị lượng hệ SI Jun (J) Khái niệm động định lý biến thiên động 1.7.1 Khái niệm động 1.7 13 Ở SGKNC(cả SGKCB) xét động vật, người ta xét chuyển động tịnh tiến vật mà không xét đến chuyển động quay Khi xét chuyển động tịnh tiến vật thì: Động hiểu phần lượng học, định nghĩa lượng chất điểm có chuyển động có giá trị nửa tích khối lượng với bình phương vận tốc chất điểm Công thức tính động Wd = mv 2 (2) Đơn vị động hệ SI Jun(J) Công thức (2) xác định động chất điểm chuyển động cho vật chuyển động tịnh tiến, điểm vật có vận tốc Động đại lượng vô hướng luôn dương Vì vận tốc có tính tương đối nên động có tính tương đối ( Nếu vật vừa tham gia chuyển động tịnh tiến chuyển động quay quanh trục động định nghĩa vật có thêm động gọi Wd = động quay vật xác định theo công thức mô men quán tính vật, ω xác định theo công thức Iω Trong đó: I là vận tốc góc vật Lúc động toàn phần vật 1 Wd = mv + I ω 2 1.7.2 Định lý biến thiên động 14 ) Khi lực ur F không đổi tác dụng lên vật có khối lượng m làm dịch chuyển đoạn s lực ur F thực công làm biến đổi động chất điểm Khi độ biến thiên động vật quãng đường có giá trị công ngoại lực tác dụng lên chất điểm sinh quãng đường Nếu công ngoại lực dương (công lực phát động) vật nhận công từ bên động vật tăng, ngược lại công ngoại lực âm (công lực cản) vật thực công cho vật động vật giảm Đó nội dung định lý động Biểu thức định lý động là: Wđ2 - Wđ1 = A12 Có thể chứng minh định lý biến thiên động sau: Khi lực ur F không đổi tác dụng lên vật có khối lượng m làm cho vật chuyển động biến đổi theo phương lực từ trạng thái có vận tốc tốc r v2 dịch chuyển đoạn s v22 − v12 = 2as ⇒ s = Ta có Công lực ur F A12 = Fs = ma = v22 − v12 2a thực v22 − v12 2a mv22 mv12 − 2 = Wđ2 – Wđ1 15 r v1 đến trạng thái có vận Vậy A12 = Wđ2 – Wđ1 Khái niệm 1.8 Thế năng lượng mà hệ vật (hay vật) có tương tác vật hệ (hay phần vật) thông qua lực Các lực tương tác phải lực tạo Thế có tính tương đối phụ thuộc vào gốc (điểm 0), để tính ta cần phải chọn vị trí làm gốc Khi đó, vật vị trí tính theo gốc Thông thường, ta chọn gốc mặt đất Đơn vị hệ SI Jun (J) Chương trình Vật lí lớp 10 phân ban hành nghiên cứu loại năng, trọng trường đàn hồi 1.8.1 Thế trọng trường Công thức tính trọng trường vật: Wt = mgz (Với z độ cao vật tính từ gốc độ cao Qui ước chiều dương z hướng lên.) z m z O Gốc tính Hình 2: Vật 16 Hình 3: Người cử tạ Wt = mgz Từ biểu thức ta thấy giá tri phụ thuộc vào vị trí chọn gốc toạ độ O coi vị trí gọi mức không Mức không chọn khác tuỳ trường hợp cụ thể cho việc giải toán đơn giản Vật trọng trường, tức chịu tác dụng lực hấp dẫn Trái Đất, Wt = mgz Trái đất chịu lực hấp dẫn vật có độ lớn mg khối lượng Trái Đất lớn so với khối lượng m nên vật bị hút gần trái đất coi Trái Đất đứng yên Thế trái đất coi không đổi 0, hệ vật – Wt = mgz Trái đất Ngoài Trái Đất thiên thể vũ trụ hút lẫn với lực vạn vật hấp dẫn tồn lượng dạng gọi chung hấp dẫn Thế trọng trường trường hợp riêng hấp dẫn Biểu thức liên hệ độ biến thiên trọng trường công trọng lực A12 = Wt1 − Wt2 Biểu thức phát biểu sau : Công trọng lực hiệu vật vị trí đầu vị trí cuối, tức độ giảm vật Khi vật giảm độ cao, vật giảm trọng lực sinh công dương; ngược lại vật tăng độ cao, vật tăng trọng lực sinh công âm 1.8.2 Thế đàn hồi Thế đàn hồi dạng lượng có vật bị biến dạng đàn hồi 17 Trong chương trình vật lý phổ thông, vật đàn hồi mà HS thường khảo sát, lò xo Đối với lò xo, công thức tính đàn hồi là: Wdh = kx 2 Trong đó: k hệ số đàn hồi (độ cứng) lò xo Giá trị k phụ thuộc vào kích thước vật liệu dùng làm lò xo k có đơn vị N/m Nếu lò xo cứng, k lớn Thế đàn hồi có tính tương đối xác định sai khác số cộng phụ thuộc vào gốc (tức tuỳ thuộc vào cách chọn gốc toạ độ ứng với vị trí cân bằng) Thông thường, ta chọn gốc vị trí vật lò xo không biến dạng vị trí cân vật mBiểu thức liên hệ đàn hồi công lực đàn hồi ur F dh Xét trường hợp lò xo trạng thái cân sau bị biến dạng đoạn x m Hình 4: Con lắc lò xo O x x Khi lò xo bị biến dạng, lực đàn hồi xuất ngược chiều với độ biến dạng, có độ lớn tỷ lệ thuận với độ biến dạng: F = - kx Sau đưa công thức định nghĩa đàn hồi W đh = kx2/2 có công thức A12 = Wđh1 – Wđh2 18 A12 = Wdh1 − Wdh2 kx12 kx2 = − 2 Biểu thức phát biểu sau: Công lực đàn hồi độ giảm đàn hồi Biểu thức liên hệ độ biến thiên đàn hồi công lực đàn hồi A12 = Wdh1 − Wdh2 kx12 kx2 = − 2 Biểu thức phát biểu : Công lực đàn hồi độ giảm đàn hồi Khác với việc đưa khái niệm động năng, việc đưa khái niệm trọng trường đàn hồi xuất phát từ việc tính công trọng lực lực đàn hồi vật chuyển động từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) trọng trường vật chịu tác dụng lực đàn hồi, kết thu A12 =mgz1 –mgz2 kx12 kx2 A12 = − 2 Khi trọng trường xác định bằng: W t = mgz đàn hồi xác định Wđh = kx 1.9 Khái niệm Cơ vật trường lực định nghĩa tổng động vật trường lực Biểu thức tính vật 19 - Tổng quát: W = Wd + Wt - Trong trường trọng lực: W = mv + mgz - Trong trường lực đàn hồi: 1 W = mv + kx 2 Đơn vị hệ SI Jun (J) Để đưa khái niệm tác giả SGK xuất phát từ toán vật chuyển động không ma sát trọng trường chịu tác dụng lực đàn hồi Kết cho thấy trình vật chuyển động ma sát chịu tác dụng trọng lực lực đàn hồi đại lượng xác định băng tổng động không đổi gọi đại lượng 20 CÁC ĐỊNH LUẬT: 2.1 Định luật bảo toàn động lượng Từ ur ∆pr ∆(mvr ) F= = ∆t ∆t r r ∆p = ∆(mv ) = F ∆t = ∆ p = p − p1 r p = const hay Như : để ur F =0 ta nhận thấy ur F =0 ta xét hệ hệ kín, trường hợp xem hệ kín trên, động lượng bảo toàn Vậy: Véc tơ tổng động lượng hệ kín bảo toàn r ur uu p = p' Trong uu r uur uur p ' = p1' + p2' + ur uu r uur p = p1 + p2 + tổng động lượng hệ trước tương tác tổng động lượng hệ sau tương tác Cần ý ĐLBT động lượng áp dụng cho hệ cô lập (hệ kín), tức hợp lực tất lực tác dụng lên hệ Tuy nhiên với hệ không cô lập hợp lực tất ngoại lực tác dụng lên hệ có hình chiếu trục cố định không thời điểm, động lượng hệ bảo toàn trục ( súng giật lùi) Động lượng hệ cô lập có giá trị khác hệ quy chiếu khác Định luật bảo toàn động lượng với hệ cô lập gồm nhiều chất điểm Mặc dù định luật bảo toàn động lượng xem hệ định luật Niutơn thứ ba, thực nghiệm chứng tỏ định luật học cổ điển mà với hệ vi mô (với hệ áp dụng định luật Niutơn) Vì định luật bảo toàn động lượng định luật tự nhiên 21 2.2 Định luật bảo toàn 2.2.1 Định luật bảo toàn trường hợp trọng lực Khi chất điểm khối lượng m chuyển động từ vị trí (1) đến vị trí (2) trường lực công lực cho bởi: z A12 = Wt(1) - Wt(2) m r v1 z1 Theo định lý động trường lực ta lại có: m z2 A12 = Wđ(2) - Wđ(1) Vậy : Wt(1) - Wt(2) = Wđ(2) - Wđ(1) Hay Wđ(1)+Wt(1) = Wđ(2)+ Wt(2) Nghĩa : mgz1 + O W = Wđ + Wt = const r v2 Hình 5: Vật chuyển động trọng trường 1 mv1 = mv22 + mgz 2 Trong trình chuyển động, vật chịu tác dụng trọng lực, động chuyển thành ngược lại, tổng chúng tức vật bảo toàn( không đổi theo thời gian) 2.2.2 Định luật bảo toàn trường hợp lực đàn hồi Xét co lắc lò xo hình bên, tác dụng lực đàn hồi, vật gắn đầu lò xo thực dao động quanh vị trí cân Lực đàn hồi lực ta áp dụng cách lập luận tương tự trường hợp trọng lực để suy định luật bảo toàn Trong trình chuyển động, động vật tăng đàn hồi giảm ngược lại, tổng động năng, tức vật bao toàn ta có : 22 W = Wd + Wt = 2 mv + kx = const 2 Áp dụng cách lập luận với vật chuyển động trường lực ta đến kết luận tổng quát : Cơ vật chịu tác dụng lực bảo toàn ỨNG DỤNG VẬT LÝ 3.1 Ứng dụng định luật bảo toàn động lượng: chuyển động phản lực Khi trình bày ứng dụng định luật bảo toàn động lượng, SGK trình bày chuyển động phản lực số tập áp dụng ĐLBT động lượng Dưới phân tích chuyển động phản lực Chúng ta biết, vật chuyển động nhờ phản lực Nhưng chuyển động phản lực phần đề cập đến chuyển động vật tự tạo phản lực cách phóng hướng phần nó, phần lại chuyển động ngược chiều tác dụng phản lực tuân theo định luật bảo toàn động lượng Hình 5: Tên lửa chuyển động phản lực Hình 3: Tên lửa nhiều tầng 23 Trong hệ kín đứng yên, có phần hệ chuyển động theo hướng, theo định luật bảo toàn động lượng, phần lại hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại Chuyển động theo nguyên tắc gọi chuyển động phản lực Cần phân biệt khác “Chuyển động phản lực” với chuyển động nhờ phản lực mặt đất chất lỏng Máy bay cánh quạt có nguyên tắc chuyển động hoàn toàn khác với máy bay phản lực Khi cánh quạt quay, cấu tạo xoắn mà luồng không khí bị đẩy phía sau với vận tốc lớn Theo định luật III Niu-tơn, phản lực luồng không khí tác dụng lên cánh quạt đẩy máy bay chuyển động phía trước Nguyên tắc chung động phản lực có phận đốt nhiên liệu để tạo luồng khí phóng phía sau với vận tốc lớn, phần lại động chuyển động ngược chiều theo định luật bảo toàn động lượng, vận tốc chuyển động phụ thuộc vào vận tốc khối lượng khí Súng bị giật lùi bắn chuyển động phản lực không liên tục Tên lửa, pháo thăng thiên phóng lên chuyển động phản lực liên tục nhờ có nhiên liệu đốt cháy phóng liên tục Cánh diều bay lên nhờ có không khí tạo lực nâng tác dụng lên cánh diều 3.2 Ứng dụng ĐLBT động lượng giải toán va chạm mềm Khi va chạm, tương tác hai vật xảy thời gian ngắn Trong khoảng thời gian xuất nội lực lớn làm thay đổi đột ngột động lượng vật Vì nội lực hệ lớn nên người ta bỏ qua ngoại lực thông thường coi hệ hai vật hệ kín thời gian va chạm Do đó, ta sử dụng định luật bảo toàn động lượng cho tất va chạm: tổng động lượng hai vật trước sau va chạm Trường hợp sau va chạm, hai vật dính vào thành khối chung chuyển động vận tốc va chạm gọi va chạm mềm hay hoàn toàn không đàn 24 hồi Do biến dạng không phục hồi, phần động hệ chuyển thành nội (tỏa nhiệt) tổng động không bảo toàn Đây mới, coi va chạm tượng thống khảo sát nhờ áp dụng định luật bảo toàn Trong SGK cũ, va chạm nói đến hai khác (va chạm đàn hồi nhắc tới ví dụ định luật bảo toàn động lượng, va chạm mềm xét ứng dụng ĐLBT năng) nên chưa thấy rõ tính hệ thống Nội dung trình bày đầy đủ SGK Khi trình bày nội dung này, cần rõ cho HS: Đối với va chạm đàn hồi, thường ta xét va chạm đàn hồi xuyên tâm (trực diện) Đối với loại va chạm này, ta cần phải áp dụng ĐLBT động lượng lẫn ĐLBT động (chính ĐLBT năng) để khảo sát Khi giải, cần ý đến dấu vận tốc theo chiều dương quy ước chọn trước Đối với van chạm đàn hồi thời gian diễn va chạm ngắn nên nội lực xuất lúc va chạm lớn nhiều so với ngoại lực xem hệ hệ kín, đồng thời va chạm đàn hồi trình va chạm vật biến dạng đàn hồi (nếu có) nên mát lượng trình va chạm nên động bảo toàn 25 C TÀI LIỆU THAM KHẢO “Sgk Vật Lý 10” (Cơ Nâng cao) “Cơ sở vật lý” tác giả Đavid Halliday “ Bách khoa toàn thư Việt Nam” “Phân tích chương trình Vật lý phổ thông” tác giả Lê Công Triêm - Lê Thúc Tuấn 26