giáo án bài tập bảo toàn động lượng 11

Họ tên: Trần Thu Mai Lớp: Lý A-K48 Trường ĐHSP Thái Nguyên BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I Mục tiêu: Về kiến thức: - Củng cố kiến thức động lượng, định luật bảo toàn động lượng - Giải tập áp dụng định luật bảo toàn động lượng - Nêu bước giải phương pháp giải bào tập Kĩ năng: - Rèn luyện kĩ tư logic - Vận dụng kiến thức học để giải số tập động lượng, định luật bảo toàn động lượng Thái độ: - Tích cực chuẩn bị kiến thức lý thuyết, có hứng thú với việc tiếp nhận kiến thức - Có ý thức vận dụng giải tập tượng liên quan II Chuẩn bị Giáo viên: - Nội dung lý thuyết cần nhớ xem lại dạng tập SGK, SBT Chuẩn bị thêm số tập khác Học sinh: - Ôn tập kiến thức động lượng, ĐL bảo toàn động lượng, câu hỏi cần thầy cô giải đáp III Chuẩn bị - Phương pháp nêu giải vấn đề - Phương pháp thuyết trình - Phương pháp vấn đáp IV Tiến trình dạy học Ổn định lớp: - Kiểm tra sĩ số, nhắc nhở đầu (3ph) Tiến trình dạy học: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dụng ghi bảng Hoạt động Nhắc lại nội dung biểu thức tính động lượng định luật bảo toàn động lượng(12ph) Bài tập: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG ur ? Định nghĩa động lượng I Lý thuyết p vật khố lượng m? Công Động lượng mộtr vật có ur Động r lượng thức động lượng? p = mv v khối lượng m, vận tốc đại lượng xác định ur biểu r thức: ? Đơn vị động lượng? p = mv ? Nếu hệ có vật khối Kg.m/s m1 ,m ur uu r uur uur lượng ur uứng u r với vận p = p1 + p2 + + pn v1 , v2 tốc động lượng hệ tính nào? ur p ? Với hệ có hai vật trường hợp sau nào? - Động ur ulượng u r uur hệ:uur p = p1 + p2 + + pn ur uu r uu r = m1 v1 + m2 v2 + + m n Hệ uu r có hai uur vật : p1 ↑↑ p2 - Trả lời trường hợp hệ • • p = p1 + p2 uu r uur p1 ↑↓ p2 p = p1 − p2 uuruur p1, p2 uu r uur p1 ⊥ p2 uu r uur p1 ↑↑ p2 uu r uur p1 ↑↓ p2 uu r uur p1 ⊥ p2 uu r uur ( p1, p2 ) = α ? Nội dung định luật bảo toàn động lượng? p= • p12 + p22 uu r uur ( p1 , p2 ) = α p= p12 + p22 + p1 p2 cos α Động lượng hệ cô lập • đại lượng bảo Định luật bảo toàn động toàn uu r uur lượng.uu r uur pt = ps pt = ps - BT: Hệ xét hệ cô lập * Điều kiện áp dụng: - Hệ cô lập ? Từ kiến thức học em nêu điều kiện toán áp dụng ĐLBT động lượng? + Cụ thể hệ cô lập? - Hoặc trường hợp thời gian tương tác ngắn ngoại lực nhỏ so với nội lực ( toán đạn nổ) ta áp dụng ĐLBT động lượng - Ngoài ra, tổng ngoại lực theo phương 0, ta áp dụng ĐLBT động lượng theo phương - Đối với tập động - Là hệ ngoại lực tác dụng tổng ngoại lực tác dụng - Ghi nhận - Thời gian tương tác ngắn -Ngoại lực nhỏ so với nội lực - Ghi nhận - Va chạm mềm sau va chạm hai vật chuyển động r v vận tốc ur uu r r m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2 )v BT: - dạng: • Bài toán va chạm:  Va chạm mềm lượng ta chia làm dạng: • Bài toán va chạm:  Va chạm mềm  Va chạm đàn hồi • Bài toán đạn nổ • Bài toán chuyển động phản lực - Va chạm đàn hồi sau va chạm hair vật chuyển động với v vận tốc phương khác Va chạm đàn hồi Bài toán đạn nổ Bài toán chuyển động phản lực  • • BT: ur uu r ur / uu r/ m1 v1 + m2 v2 = m1 v1 + m2 v2 - Chuyển động phản lực: hệ kín đứng yên, phần hệ chuyển động theo hướng phần lại hệ chuyển động theo Với toán va chạm va chạm va chạm vất lý va chạm kiểu xích mích hai học sinh xảy va chạm với Va chạm tương tác trực tiếp hai vật với Ví dụ hai viên bi va chạm với chúng chuyển động va đập vào Bài toán va chạm thướng cho biết khối lượng vận tốc trước va chạm, tìm vận tốc sau va chạm Bài toán đạn nổ viên đạn bay đến vị trí nổ thành hai mảnh với hai phương hai vận tốc khác - Tuy toán bảo toàn động lượng giải hướng ngược lại - Ghi nhận kiến thức Các bước giải: - Bước 1: Xác định hệ xét hệ cô lập - Bước 2: Xác định động lượng hệ trước sau tương tác - Bước 3: Áp dụng ĐLBT động lượng - Bước 4: Chuyển PT vecto theo bước giống Bây xây dựng bước giải toán áp dụng định luật - Muốn giải toán ta cần thực bước * làm cần ý hai bước làm: • Bước viết biểu thức vecto cần phân tích đủ kiện đề để viết biểu thức • Bước chuyển từ dạng vecto sang dạng đại số cần ý chiều vận tốc chiều (+) trục tọa độ để chuyển dấu cho xác thành phương trình đại số + SD phương pháp chiếu + SD phương pháp hình học - Bước 5: Giải PT, biện luận Hoạt động 2: Vận dụng giải số tập.(17ph) - Phát phiếu tập cho lớp Bài 1: Một học sinh đọc tóm tắt đề - Định hướng cách giải cho học sinh ? Đặc điểm hệ xét? -Vẽ hình biểu diễn Chọn hệ quy chiếu ? Viết biểu thức động lượng cho hệ trước sau va chạm Nhận phiếu đọc đề tập - Tóm tắt sũy nghĩ cách giải Bài m1 = 60kg , v1 = 4m / s m2 = 90kg , v2 = 3m / s - Hệ cô lập - Vẽ hình Bài Một HS lên đọc tóm Tóm tắt, suy nghĩ hướng giải tắt toán Liệu Không sử dụng sử dụng phương pháp chiếu lên trục giống Tính : V ur uu r v1 ↑↑ v2 a) b) Bài ur uu r v1 ↑↓ v2 không? Vì sao? Vì hai mảnh đạn không chuyển động phương so với mảnh đạn ban đầu Vậy ta sử dụng phương Sử dụng phương pháp hình pháp nào? học Vẽ giản đồ vecto lên bảng ta có phương động lượng Lắng nghe ghi chép viên đạn động lượn mảnh 1, sử dụng quy tắc hình bình hành để xác định phương chiều mảnh Định hướng phương pháp giải cho học sinh Bài Một HS lên đọc tóm tắt toán Hệ có phải hệ kín không? Động lượng ban đầu hệ bao nhiêu? Viết biểu thức động lượng cho hệ trước sau người ném bình khí M V=250m/s α = 600 uu r v2 Tìm Tóm tắt, suy nghĩ hướng giải Hệ kín Ban đầu Bài M=75kg M=10kg v=12m/s Tìm V=? Vừa cô hướng dẫn cách Học sinh hoạt động nhóm giải tập 1, 2, Bây cô chia lớp làm ba nhóm bạn giải hoàn chỉnh ba tập vào giấy Các bạn có khoảng 8ph để thực nhóm xong Nhận xét kết quẩ trước treo lên bảng để bạn theo dõi Hoạt động 3: Củng cố.(3ph) Cả lớp nhà hoàn thành nốt m1 = m2 = Lắng nghe, ghi nhớ Treo lời giải lên bảng các tập phiếu Ôn lại kiến thức động lượng, định luật bảo toàn động lượng Đọc trước Bài 1: Một người có khối lượng m1 = 60kg chạy với vận tốc v1 = 4m/s nhảy lên xe khối lượng m2 = 90kg chạy song song ngang qua người với vận tốc v2 = 3m/s Sau đó, xe người tiếp tục chuyển động phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu xe người chuyển động: a/ Cùng chiều b/ Ngược chiều Bài 2: Một viên đạn bay thẳng đứng lên cao với vận tốc V=250m/s nổ thành hai mảnh v1 = 500m / s có khối lượng nhau, mảnh thứ bay với vận tốc theo phương lệch α = 60 góc so với phương thẳng đứng hướng xuống Tìm vận tốc hướng bay mảnh thứ hai - Trong toán đạn nổ, nội lực lớn nhiều so với ngoại lực nên động lượng hệ bảo toàn - Động lượng hệ trước nổ: ur ur Pt = M V - Động lượng hệ sau nổ: uu r ur uu r M ur M uu r Ps = m1 v1 + m2 v2 = v1 + v2 2 - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ur uu r Pt = Ps ur M ur M uu r ⇔ MV = v1 + v2 2 ur uu r ur v v ⇔V = + 2 uur p2 ur p hướng lên hợp với ∆OAB : v22 v12 vV = + V + cos α 4 ⇒ v2 = 500 3m / s góc β ∆OBC v12 v22 vV ⇒ = + V − 2 cos β 4 ⇒ cos β = 0,86605 ⇒ β = 300 v2 = 500 3m / s Vậy mảnh thứ hai bay với vận tốc phương thẳng đứng hướng lên theo phương lệch góc α = 300 so với Bài 3: Một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg không gian Do có cố dây nối người với tàu bị tuột Để quay tàu vũ trụ, người ném bình oxi mang theo v = 12m / s người có khối lượng 10kg phía ngược với tàu với vận tốc Giả sử ban đầu người đứng yên so với tàu, hỏi sau ném bình khí, người chuyển động phía tàu với vận V tốc bao nhiêu? Giải Gọi người M=75kg, bình khí m=10kg Hệ người bình khí coi hệ kín Hệ quy chiếu gắn với tàu, động lượng ban đầu hệ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, sau ném bình khí tổng động lượng hệ phải ur r MV + mv = Các vận tốc người bình khí có phương nên phương trình vecto có dạng đại số: MV + mv = mv 10.12 ⇒V = − =− = −1,6m / s M 75 Dấu trừ chứng tỏ người chuyển động phía tàu, ngược chiều ném bình khí PHIẾU BÀI TẬP Bài 1: Một người có khối lượng m1 = 60kg chạy với vận tốc v1 = 4m/s nhảy lên xe khối lượng m2 = 90kg chạy song song ngang qua người với vận tốc v2 = 3m/s Sau đó, xe người tiếp tục chuyển động phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu xe người chuyển động: a/ Cùng chiều b/ Ngược chiều Bài 2: Một viên đạn bay thẳng đứng lên cao với vận tốc V=250m/s nổ thành hai mảnh v1 = 500m / s có khối lượng nhau, mảnh thứ bay với vận tốc theo phương lệch α = 60 góc so với phương thẳng đứng hướng xuống Tìm vận tốc hướng bay mảnh thứ hai Bài 3: Một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg không gian Do có cố dây nối người với tàu bị tuột Để quay tàu vũ trụ, người ném bình oxi mang theo v = 12m / s người có khối lượng 10kg phía ngược với tàu với vận tốc Giả sử ban đầu người đứng yên so với tàu, hỏi sau ném bình khí, người chuyển động phía tàu với vận V tốc bao nhiêu? Bài 4: Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m1 = 300 g m2 = 2kg v1 = 2m / s chuyển động mặt phẳng ngang v2 = 0,8m / s ngược chiều với vận tốc tương ứng Sau va chạm, hai xe dính vào chuyển động với vận tốc Tìm độ lớn chiều vận tốc Bỏ qua lực cản Bài 5: Giải lại tập tường hợp a) b) Vuông góc α = 300 Xiên góc Bài 6: Một viên đạn có khối lượng m=2kg bay đến điểm cao quỹ đạo parabol với vận tốc v= 200m/s theo phương nằm ngang nổ thành hai mảnh Một mảnh có khối lượng m = 1,5kg v1 = 200m / s văng thẳng đứng xuống với vận tốc Hỏi mảnh bay theo hướng với vận tốc bao nhiêu? [...]...PHIẾU BÀI TẬP Bài 1: Một người có khối lượng m1 = 60kg đang chạy với vận tốc v1 = 4m/s thì nhảy lên một chiếc xe khối lượng m2 = 90kg chạy song song ngang qua người này với vận tốc v2 = 3m/s Sau đó, xe và người vẫn tiếp tục chuyển động trên phương cũ Tính vận tốc xe sau khi người nhảy lên nếu ban đầu xe và người chuyển động: a/ Cùng chiều b/ Ngược chiều Bài 2: Một viên đạn đang bay... bình khí, người sẽ chuyển động về phía tàu với vận V tốc bằng bao nhiêu? Bài 4: Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m1 = 300 g m2 = 2kg và v1 = 2m / s chuyển động trên mặt phẳng ngang v2 = 0,8m / s ngược chiều nhau với các vận tốc tương ứng và Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc Tìm độ lớn và chiều của vận tốc này Bỏ qua mọi lực cản Bài 5: Giải lại bài tập 1 trong tường hợp... s có khối lượng bằng nhau, mảnh thứ nhất bay với vận tốc theo phương lệch một 0 α = 60 góc so với phương thẳng đứng và hướng xuống dưới Tìm vận tốc và hướng bay của mảnh thứ hai Bài 3: Một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg đang đi bộ ngoài không gian Do có sự cố dây nối người với con tàu bị tuột Để quay về con tàu vũ trụ, người đó ném một bình oxi mang theo v = 12m / s người có khối lượng 10kg... chiều của vận tốc này Bỏ qua mọi lực cản Bài 5: Giải lại bài tập 1 trong tường hợp a) b) Vuông góc α = 300 Xiên góc Bài 6: Một viên đạn có khối lượng m=2kg khi bay đến điểm cao nhất của quỹ đạo parabol với vận tốc v= 200m/s theo phương nằm ngang thì nổ thành hai mảnh Một mảnh có khối lượng m 1 = 1,5kg v1 = 200m / s văng thẳng đứng xuống dưới với vận tốc Hỏi mảnh kia bay theo hướng nào với vận tốc ... học: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dụng ghi bảng Hoạt động Nhắc lại nội dung biểu thức tính động lượng định luật bảo toàn động lượng( 12ph) Bài tập: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG ur... nghĩa động lượng I Lý thuyết p vật khố lượng m? Công Động lượng mộtr vật có ur Động r lượng thức động lượng? p = mv v khối lượng m, vận tốc đại lượng xác định ur biểu r thức: ? Đơn vị động lượng? ... dung định luật bảo toàn động lượng? p= • p12 + p22 uu r uur ( p1 , p2 ) = α p= p12 + p22 + p1 p2 cos α Động lượng hệ cô lập • đại lượng bảo Định luật bảo toàn động toàn uu r uur lượng. uu r uur