Đang tải... (xem toàn văn)
I. Mục tiêu I.1. Kết quả học sinh thu được sau khi học Học sinh phát biểu được định luật bảo toàn động lượng. Học sinh có thể vận dụng định luật bảo toàn động lượng vào giải các bài tập. I.2. Mục tiêu trong quá trình học Dưới sự hướng dẫn của giáo viên học sinh phải: Xây dựng được biểu thức liên hệ giữa độ biến thiên động lượng của hai vật tương tác với nhau trong hệ cô lập. Đề xuất được phương án để kiểm nghiệm kết luận trên. Học sinh đề xuất được tiến trình thí nghiệm. Quan sát và xử lí được số liệu. II. Chuẩn bị III. Tiến trình giảng dạy Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ Phát biểu định nghĩa động lượng Định luật II Niutơn về độ biến thiên động lượng Bài mới Hoạt động 1: Làm quen khái niệm hệ cô lập Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung Hệ không chịu tác dụng của lực hoặc hệ đứng yên. Lắng nghe Khi nói đến hệ cô lập, các em sẽ nghĩ đến điều gì? Đưa ra khái niệm hệ cô lập. II. Định luật bảo toàn động lượng Hệ cô lập Một hệ được gọi là cô lập nếu không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy can bằng nhau. Trong hệ chỉ có nội lực tương tác giữa các vật. Các lực này trực đối từng đôi một. Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức định luật bảo toàn động lượng bằng con đường lí thuyết Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung Trả lời Hai viên bi chuyển động về hai hướng khác nhau Hoặc 2 viên bi chuyển động về cùng một hướng. Vận tốc của 2 viên bi đều thay đổi động lượng của viên bi thay đổi. Hệ này là hệ cô lập. Vì khi không có ma sát, viên bi chỉ chịu tác dụng của trọng lực và phản lực, 2 lực này cân bằng nhau nên đây là hệ cô lập. Lắng nghe. Thảo luận nhóm. Tổng động lượng trước và sau khi va chạm của 2 viên bi là bằng nhau. Nghiên cứu Sgk – 125 Phát biểu định luật bảo toàn động lượng. Chú ý: Đại lượng bảo toàn là đại lượng không thay đổi theo thời gian. Định luật bảo toàn là định luật cho biết đại lượng vật lí nào bảo toàn. Tất cả các em ở đây có biết trò chơi bắn bi? Vậy khi hai viên bi va chạm vào nhau thì sẽ có điều gì xảy ra? Đúng. Vậy từ điều đó, các em có thấy vận tốc của 2 viên bi thay đổi thế nào? Nếu có thay đổi thì động lượng của chúng thế nào? Nếu cô cho 2 viên bi chuyển động không có ma sát, thì hệ gồm 2 viên bi sẽ là hệ gì? Vì sao? Thảo luận nhóm Như các em vừa trả lời, động lượng của 2 viên bi thay đổi. Vậy trong hệ cô lập, tổng động lượng của hệ trước và sau khi va chạm có mối liên hệ thế nào? Định hướng: + Xác định độ biến thiên động lượng của 2 vật. + Dựa vào định luật III Niutơn + Nhận xét tổng động lượng của hệ trước và sau khi va chạm. Cho khối lượng 2 viên bi lần lượt là m1 và m2 (v_1 ) ⃗, (v_2 ) ⃗ : vận tốc hai vật trước va chạm. (v_1 ) ⃗, (v_2) ⃗ : vận tốc hai vật sau va chạm. Kết luận: biểu thức vừa lập được gọi là định luật bảo toàn động lượng. Nghiên cứu Sgk và cho biết định luật được phát biểu thế nào? Nhấn mạnh: Tổng động lượng của hệ cô lập là một vectơ không đổi cả về hướng và độ lớn. II. Định luật bảo toàn động lượng Định luật bảo toàn động lượng Độ biến thiên động lượng của mỗi vật trong khoảng thời gian ∆t là: ∆(ρ_1 ) ⃗ và ∆(ρ_2 ) ⃗. Ta có ∆(ρ_1 ) ⃗=(F_1 ) ⃗.∆t=m_1 ((v_1) ⃗(v_1 ) ⃗) ∆(ρ_2 ) ⃗=(F_2 ) ⃗.∆t=m_2 ((v_2) ⃗(v_2 ) ⃗) Theo định luật III Niutơn: F1 = F2 →∆(ρ_1 ) ⃗=∆(ρ_2 ) ⃗ →∆(ρ_1 ) ⃗+∆(ρ_2 ) ⃗=0 ⃗=∆ρ ⃗ Hay m_1 (v_1 ) ⃗+m_2 (v_2 ) ⃗=m_1 (v_1 ) ⃗+m_2 (v_2) ⃗
Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí Bài 23 – Tiết 2: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I Mục tiêu I.1 Kết học sinh thu sau học - Học sinh phát biểu định luật bảo toàn động lượng - Học sinh vận dụng định luật bảo toàn động lượng vào giải tập I.2 Mục tiêu trình học Dưới hướng dẫn giáo viên học sinh phải: - Xây dựng biểu thức liên hệ độ biến thiên động lượng hai vật tương tác với hệ cô lập - Đề xuất phương án để kiểm nghiệm kết luận - Học sinh đề xuất tiến trình thí nghiệm Quan sát xử lí số liệu II Chuẩn bị III Tiến trình giảng dạy Ổn định lớp Kiểm tra cũ - Phát biểu định nghĩa động lượng - Định luật II Niu-tơn độ biến thiên động lượng Bài Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí Hoạt động 1: Làm quen khái niệm hệ cô lập Hoạt động học sinh Trợ giúp giáo viên Nội dung Hệ không chịu tác dụng Khi nói đến hệ cô lập, II Định luật bảo toàn lực hệ đứng yên em nghĩ đến điều động lượng Lắng nghe gì? Hệ cô lập Đưa khái niệm hệ cô Một hệ gọi cô lập lập ngoại lực tác dụng lên hệ có ngoại lực can Trong hệ có nội lực tương tác vật Các lực trực đối đôi Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức định luật bảo toàn động lượng đường lí thuyết Hoạt động học sinh Trợ giúp giáo viên Nội dung Chú ý: Đại lượng bảo toàn II Định luật bảo toàn động đại lượng không thay đổi lượng theo thời gian Định luật bảo toàn động Định luật bảo toàn định lượng luật cho biết đại lượng vật lí bảo toàn - Trả lời - Tất em có biết trò chơi bắn bi? Hai viên bi chuyển động Vậy hai viên bi va hai hướng khác chạm vào có Hoặc viên bi chuyển điều xảy ra? động hướng - Đúng - Vận tốc viên bi Vậy từ điều đó, em có thay đổi động thấy vận tốc viên bi lượng viên bi thay đổi thay đổi nào? Nếu có thay đổi động lượng chúng nào? Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí - Hệ hệ cô lập - Nếu cô cho viên bi Vì ma sát, chuyển động ma viên bi chịu tác dụng sát, hệ gồm viên bi trọng lực phản lực, hệ gì? Vì sao? lực cân nên hệ cô lập - Lắng nghe - Thảo luận nhóm Thảo luận nhóm Như em vừa trả lời, động lượng viên bi thay đổi Vậy hệ cô lập, tổng động lượng hệ trước sau va chạm có mối liên hệ nào? Định hướng: + Xác định độ biến thiên - Độ biến thiên động lượng động lượng vật vật khoảng thời + Dựa vào định luật III gian là: Ta có Niu-tơn - Tổng động lượng trước + Nhận xét tổng động sau va chạm lượng hệ trước sau - Theo định luật III Niu-tơn: viên bi va chạm F1 = - F Cho khối lượng viên bi m1 m2 , : vận tốc hai vật trước Hay va chạm , : vận tốc hai vật sau va chạm Kết luận: biểu thức vừa lập gọi định luật bảo toàn động lượng - Nghiên cứu Sgk – 125 Nghiên cứu Sgk cho Phát biểu định luật bảo biết định luật phát toàn động lượng biểu nào? Nhấn mạnh: Tổng động lượng hệ cô lập vectơ không đổi hướng độ lớn Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí Hoạt động 3: Kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng thực nghiệm Hoạt động học sinh - Làm thí nghiệm - Suy nghĩ Đưa phương án: Cho viên bi va chạm Đo vận tốc trước sau va chạm Đo khối lượng vật Thay vào công thức xem có không? - Đo vận tốc: ta dùng thước kẻ đồng hồ bấm Đo khối lượng: dùng cân Trợ giúp giáo viên Từ lí thuyết chứng minh tổng động lượng cuar hệ trước sau va chạm không thay đổi Tuy nhiên để thành kiến thức khoa học ta cần kiểm tra lại Các em có đề xuất phương án kiểm tra? - Thảo luận nhóm Các em đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm nghiệm nội dung định luật này? Kết luận nói lên mối liên hệ vận tốc trước sau va chạm vật hệ cô lập - Phương án em xác Vậy muốn đo vận tốc khối lượng ta làm nào? - Đúng Tuy nhiên, việc va chạm viên bi xảy thời gian nhỏ việc đo vận tốc giai đoạn trước sau va chạm khó xác - Như cô có phương khác, ta chuyển công thức sang dạng tương đương khác Ta xem + Ta cho viên bi khối lượng 2m chuyển động Nội dung II Định luật bảo toàn động lượng V1 h M’ M N Tiến hành thí nghiệm sau: - Cho viên bi có khối lượng 2m chuyển động mặt bàn nhẵn với vận tốc Khi đến mép bàn, viên bi rơi xuống đất chuyển động vật bị ném ngang khoảng thời gian t, tầm bay xa IM - Nếu đến mép bàn, viên bi va vào viên bi thứ khối lượng m đứng yên Sau va chạm, viên bi có tầm bay xa IM Viên bi có tầm bay xa IN Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí mặt bàn nhẵn nằm ngang với vận tốc Khi - Viên bi chuyển động đến mép bàn viên bi vật bị ném ngang chuyển động nào? + Nếu đến mép bàn viên - viên bi va chạm bi va chạm với viên bi Cả chuyển động vật khối lượng m, viên bị ném ngang bi chuyển động nào? - Bằng + Thời gian rơi viên bi Theo công thức tính thời có nhau? Vì sao? gian chuyển động vật bị ném ngang , h g không đổi nên thời gian rơi t - L = xmax = v0t + Công thức tính tầm bay xa? + Từ công thức, tính vận tốc vật trước sau va chạm mối liên hệ tầm bay xa Gợi ý: Cho viên bi khối lượng 2m không va chạm với viên bi khối lượng m tầm bay xa vận tốc trước va chạm - Phát biểu lại định luật - Nếu đo tầm bay xa kết phù hợp, lí thuyết ta vừa đưa ; Kết thí nghiệm (Trong phạm vi sai số) IM(cm) Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí Hoạt động 4: Va chạm mềm Hoạt động học sinh - Lắng nghe Trợ giúp giáo viên - Xét ví dụ: Vật m1 chuyển động với vận tốc đến va vào vật m2 đứng yên Sau vật chuyển động với vận tốc Xác định ? (Bỏ qua ma sát) - Xét vật trước sau va chạm Trước va chạm: Vật m1: chuyển động vận tốc Vật m2: đứng yên Sau va chạm: Vật m1 + m2 chuyển động vận tốc - Là hệ cô lập - Đây có phải hệ cô lập? Bỏ qua ma sát Vật chịu Vì sao? tác dụng trọng lực phản lực Theo định luật III Niu-tơn, lực cân - Từ định luật BTĐL, rút vận tốc - Định nghĩa va chạm mềm Nội dung II Định luật bảo toàn động lượng Va chạm mềm Va chạm mềm va chạm mà sau va chạm vật nhập lại làm chuyển động với vận tốc Hoạt động 5: Chuyển động phản lực Hoạt động học sinh Trợ giúp giáo viên - Ở chỗ thổi có khí ra, - Đã em thổi bóng bay bay lên cao rơi bóng bay không thắt xuống nút? Hiện tượng xảy ra? - Khí bóng đẩy - Các em có biết bóng lên Hết không khí có điều đó? bên bóng rơi xuống - Từ thực tế đó, em hình dung chuyển động phản lực Nội dung II Định luật bảo toàn động lượng Chuyển động phản lực Chuyển động phản lực chuyển động vật tự tạo phản lực cách phóng hướng phần nó, phần lại Phạm Minh Thoa – K41A Sư phạm Vật lí - Nghiên cứu Sgk Lắng nghe ghi nhớ chuyển động theo hướng - Nghiên cứu Sgk – 125, ngược lại 126 - Nhìn vào hình 23.3, lượng khí m với vận tốc , đẩy khối lượng M lên với vận tốc Trong Sgk chứng minh Dấu “-” chứng tỏ hai vật - Do tượng bảo toàn chuyển động ngược chiều động lượng Trước bắn: súng + đạn - Trả lời câu hỏi C3 đứng yên tổng động lượng Sau bắn: viên đạn - Tại phải ghì súng chuyển động vận tốc vào vai? Nếu muốn bảo toàn động Để giảm vận tốc M lượng súng phải chuyển phải lớn ghì súng vào động theo hướng ngược lại vai để M lớn với vận tốc cho Hoạt động 6: Củng cố, vận dụng Đọc ghi nhớ cuối Làm tập nhà ... đôi Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức định luật bảo toàn động lượng đường lí thuyết Hoạt động học sinh Trợ giúp giáo viên Nội dung Chú ý: Đại lượng bảo toàn II Định luật bảo toàn động đại lượng không... thay đổi lượng theo thời gian Định luật bảo toàn động Định luật bảo toàn định lượng luật cho biết đại lượng vật lí bảo toàn - Trả lời - Tất em có biết trò chơi bắn bi? Hai viên bi chuyển động Vậy... thức vừa lập gọi định luật bảo toàn động lượng - Nghiên cứu Sgk – 125 Nghiên cứu Sgk cho Phát biểu định luật bảo biết định luật phát toàn động lượng biểu nào? Nhấn mạnh: Tổng động lượng hệ cô lập