Bài 38. Va chạm đàn hồi và không đàn hồi

Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng? Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho trường hợp trọng lực và lực đàn hồi. Hãy phát biểu định luật bảo toàn động lượng? Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng cho tương tác giữa hai vật trong một hệ kín.  Cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực thế luôn được bảo toàn. - Trường hợp trọng lực: W d1 + W t1 = W d2 + W t2 Hay: - Trường hợp lực đàn hồi: W = W d + W dh = = hằng số 2 2 1 2 1 2 2 2 mv mv mgz mgz+ = + 2 2 2 2 mv kx +  Véctơ tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn: 'p p= r r - Đối với tương tác giữa hai vật trong một hệ kín: 1 2 1 2 ' 'p p p p+ = + r r r r Hay: 1 1 2 2 1 1 2 2 ' 'mv m v mv m v+ = + r r r r Bài 38: Bài 38: VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI 1.Phân loại va chạm: * Đối với tất cả các va chạm, có thể vận dụng định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng của hai vật trước và sau va chạm thì bằng nhau. Khi hai vật va chạm hãy cho biết: - Khoảng thời gian tương tác giữa hai vật? - Nội lực của hệ như thế nào? - Hệ có phải là hệ kín hay không? * Có hai loại va chạm: - Va chạm đàn hồi: + Sau va chạm hai vật trở lại hình dạng ban đaàu. + Động năng toàn phần không thay đổi. + Hai vật tiếp tục chuyển động tách rời nhau với vận tốc riêng biệt. - Va chạm mềm: Bài 38: VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI 1.Phân loại va chạm: + Sau va chạm hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng một vận tốc. + Biến dạng không được phục hồi. + Một phần động năng của hệ chuyển thành nội năng (toả nhiệt) và tổng động năng không được bảo toàn. Nhận xét: - Hình dạng của hai viên bi sau va chạm? - Vận tốc của hai viên bi sau va chạm? Bài 38: VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI 1.Phân loại va chạm: 2.Va chạm đàn hồi trực diện: Hai quả cầu khối lượng là m 1 và m 2 , chuyển động với vận tốc v 1 và v 2 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm. Xác định vận tốc v 1 ’ và v 2 ’ của mỗi quả cầu sau khi va chạm. O m 2 m 1 1 'v uuuur 2 'v uuuur Sau va chạm x Trước va chạm O m 1 m 2 1 v r 2 v r x - Theo định luật bảo toàn động lượng: m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 ’+m 2 v 2 ’(1) - Theo định luật bảo toàn động năng: 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 ' ' 2 2 2 2 mv m v mv mv + = + (2) Suy ra vận tốc của từng quả cầu: 1 2 1 2 2 1 1 2 ( ) 2 ' m m v m v v m m − + = + 2 1 2 1 1 2 1 2 ( ) 2 ' m m v mv v m m − + = + Bài 38: VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI 1.Phân loại va chạm: 2.Va chạm đàn hồi trực diện: * Lưu ý: - Nếu hai quả cầu có khối lượng bằng nhau: v 1 ’ = v 2 và v 2 ’ = v 1 - Nếu quả cầu có khối lượng rất chênh lệch m 1 >>m 2 và vật 1 ban đầu đứng yên, ta có: 2 1 0 m m ≈ → v 1 ’= 0 → v 2 ’= - v 2 Giải bài toán trên khi: - Hai quả cầu có khối lượng bằng nhau. - Quả cầu có khối lượng rất chênh lệch m 1 >>m 2 và vật 1 ban đầu đứng yên. Trắc nghiệm Câu 1: Một quả đạn pháo đang chuyển động thì nổ ra làm hai mảnh. Cho biết đáp án nào sau đây là đúng: A. Động lượng và cơ năng toàn phần đều không bảo toàn. B. Động lượng và động năng được bảo toàn C. Chỉ cơ năng được bảo toàn. D. Chỉ động lượng được bảo toàn. Tiết 55: Va chạm đàn hồi không đàn hồi Maởt Trụứi m P A B Tit 55: Va Chm n Hi V Khụng n Hi Phõn loi va chm ng lng thay i t ngt Tng tỏc H hai vt Ni lc ln Tc thi Thi gian tng tỏc H kớn Va chm n hi B A Va chm khụng n hi A B Va chm n hi Tit 55: Va Chm n Hi V Khụng n Hi Phõn loi va chm Cú hai loi gii hn l va chm n hi v va chm khụng n hi ( va chm mm ) Lỳc va chm Bin dng H W(tp)=hs C tỏch ri Hai vt va chm Sau va chm Sau va chm Va chm n hi HD ban u W(tp)#hs C dớnh vo C cựng tc Va chm mm 2.Va chạm đàn hồi trực diện m1 m2 m1 m2 VA CHM1 v Va Chm2 Va chm n hi trc din Trc din ngha l cỏc tõm qu cu trc v sau chuyn ng luụn cựng trờn ng thng goi m1,m2 l lng bi V1; V2 l tc trc va chm V'1,V'2 tc sau va chm m1 v1 v2 m2 Trc va chm v1 m1 m2 v2 Sau va chm Xỏc nh tc ca mi qu cu sau va chm? Va chm n hi trc din p dng nh lut bo ton ng lng m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2 (1) p dng nh lut bo ton ụng nng 1/2m1v 21+1/2m2v22= 1/2m1v' 21+1/2m2 v'22 (2) Vn tc sau va chm ca hai bi v' = (m1 m2) v1 + 2m2 v2 m1 + m2 v' = (m2 m1) v2 + m1v1 m+ m 2 Va chm n hi trc din v' = (m1 m2) v1 + 2m2 v2 v' = m1 + m2 (m2 m1) v2 + m1v1 m+ m Nu m1=m2 thỡ ta cú:v'1=v2 v v'2=v1 ta thy cú s trao i tc ca hai qu cu Nu m1>>m2 thỡ m2/m1=0 ta cú: v'1=0;v'2=-v2 Chỳ ý : v12 = v ' 12 Trong va chm n hi, tc tng i gia vt trc v sau va chm cú cựng ln nhng i chiu CNG C Va chm n hi l va chm m: A.Sau va chm hai vt dớnh vo nhau, chuyn ng vi cựng tc B.ng nng ton phn ca h khụng bo ton C.ng nng ton phn ca h c bo ton D.C A v B u ỳng CNG C Chn cõu sai: Va chm mm l va chm m: A.Sau va chm hai vt dớnh vo nhau, chuyn ng vi cựng tc B.ng nng ton phn ca h khụng bo ton C.ng nng ton phn ca h c bo ton D.C A v B u ỳng CNG C Bn mt viờn bi ve cú lng m vi tc v1 = m/s vo mt hũn bi thộp ng yờn cú lng bng 2m.Tỡm tc ca hai viờn bi sau va chm Bit va chm l n hi trc din Túm tt: m1 = m m2 = 2m v1 = m/s v2 = v1 = ? v2 = ? Kiểm tra bài cũ Kiểm tra bài cũ Câu 1: Động lượng của một hệ vật Câu 1: Động lượng của một hệ vật được bảo toàn và biến thiên khi nào? được bảo toàn và biến thiên khi nào? Phát biểu các định luật và viết các Phát biểu các định luật và viết các phương trình tương ứng phương trình tương ứng 1 2 ' ' 1 2 1 2 1 2 m m m mv v v v+ = + r r r r Khi các vận tốc cùng phương: Khi các vận tốc cùng phương: 1 2 ' ' 1 1 2 2 1 2 m m m mv v v v+ = + Kiểm tra bài cũ Kiểm tra bài cũ  Cơ năng của một hệ vật bảo toàn và biến Cơ năng của một hệ vật bảo toàn và biến thiên khi nào? Phát biểu định luật bảo toàn thiên khi nào? Phát biểu định luật bảo toàn và biến thiên cơ năng và biến thiên cơ năng Bài 38 Bài 38 VA CHẠM ĐÀN HỒI VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI (Tiết 1) (Tiết 1) I. Phân loại va chạm I. Phân loại va chạm 1. 1. Định nghĩa Định nghĩa 2. 2. Đặc điểm Đặc điểm 3. Hai trường hợp giới hạn: 3. Hai trường hợp giới hạn: Va chạm đàn hồi Va chạm đàn hồi Bảo toàn động lượng Bảo toàn động năng Va chạm mềm Bảo toàn động lượng Là hiện tượng trong đó 2 vật gặp nhau trong chuyển động tương đối, tương tác với nhau thông qua tiếp xúc trực tiếp + Thời gian tương tác rất ngắn +Nội lực tương tác rất lớn so với ngoại lực 1. 1. Đặc điểm của va chạm đàn hồi trực diện Đặc điểm của va chạm đàn hồi trực diện giữa 2 quả cầu đồng chất giữa 2 quả cầu đồng chất II. Va chạm đàn hồi trực diện II. Va chạm đàn hồi trực diện m 1 m 2m 1 m 2 Là va chạm đàn hồi mà các tâm của 2 quả cầu trước và sau va chạm luôn nằm trên cùng một đường thẳng x x ’ 2. Vận tốc của 2 vật sau va chạm 2. Vận tốc của 2 vật sau va chạm  Gọi :m Gọi :m 1 1 , m , m 2 2 là khối lượng của 2 vật là khối lượng của 2 vật v v 1 1 , v , v 2 2 là vận tốc của 2 vật trước va chạm là vận tốc của 2 vật trước va chạm 1 2 ' ' 1 1 2 2 1 2 m m m mv v v v+ = + ' 1 v ' 2 v là vận tốc của 2 vật sau va chạm Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: Áp dụng định luật bảo toàn động năng: 2 2 ' 2 ' 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 m v m v m v m v+ = + (1) (2) Giải hệ phương trình: Giải hệ phương trình: 1 2 ' ' 1 1 2 2 m ( ) m ( )v v v v− = − 2 ' 2 ' 2 2 1 1 1 2 2 2 ( ) ( )m v v m v v− = − (3) (4) Chia (4) cho (3) , được : ' ' 1 1 2 2 v v v v+ = + ' 2 v (5) Rút từ (5) , thay vào (3), thu được kết quả: ' 1 2 1 2 2 1 1 2 ' 2 1 2 1 1 2 1 2 ( ) 2 ( ) 2 m m v m v v m m m m v m v v m m − + = + − + = + (6) Chú ý Chú ý ' ' 1 2 1 2 ( )v v v v− = − − Từ phương trình Ta có: ' ' 1 1 2 2 v v v v+ = + Nhận xét : Trong va chạm đàn hồi, vận tốc tương đối giữa 2 vật trước và sau va chạm có cùng độ lớn nhưng đổi chiều ' 12 12 v v= − Một số trường hợp riêng: Một số trường hợp riêng: 2 0v = ' 1 2 1 1 1 2 ( )m m v v m m − = + ' 1 1 2 1 2 2m v v m Bài 38: VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI (2T) 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Có kiến thức chung về va chạm và phân biệt được va chạm đàn hồi và va chạm mềm (hoàn toàn không đàn hồi) 1.2. Kĩ năng: - Vận dụng các định luật bảo toàn động lượng và cơ năng cho cơ hệ kín để khảo sát va chạm của hai vật. - Nắm vững cách tính vận tốc các vật sau va chạm đàn hồi và phần động năng của vật bị giảm sau va chạm mềm. 1.3. Thái độ (nếu có): 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-3 SGK. - Dụng cụ thí nghiệm về va chạm các vật. - Tranh vẽ hình trong SGK. 2.2. Học sinh: - Ôn kiến thức định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Động lượng là gì? - Phát biểu định luật bảo toàn động lượng. - Nêu câu hỏi. - yêu cầu học sinh trả lời. - Nhận xét câu trả lời. - Nhận xét câu trả lời cả bạn. Hoạt động 2 ( phút): Phân loại va chạm. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK, tìm hiểu va chạm, phân loại va chạm. - Trả lời câu hỏi về tính chất của va chạm . - Trả lời câu hỏi C1. - Yêu cầu đọc SGK phần mở đầu và phần 1. - Hướng dẫn học sinh tìm hiểu về va chạm, tính chất của va chạm. - Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 3 ( phút): Va chạm đàn hồi trực diện. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK. phần 2, tìm hiểu va chạm đàn hồi trực diện. - Lấy ví dụ thực tiễn. - Yêu cầu học sinh đọc SGK phần 2 - Hướng dẫn học sinh tìm hiểu về tính chất va chạm đàn hồi và tìm vận tốc. - Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 4 ( phút) Va chạm mềm. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Xem SGK phần 3, tìm hiểu va chạm mềm. chứng tỏ động năng giảm một lượng. - Yêu cầu đọc SGK phần 3. - Hướng dẫn học sinh tìm hiểu về tính chất va chạm mềm. Hoạt động 5 ( phút) Vận dụng cũng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 4 SGK. - Trình bày câu, lời giải. - Trả lời câu hỏi SGK. - Nhận xét lời giải. - Yêu cầu học sinh làm bài tập phần 4. - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi trong SGK. - Nhận xét các câu trả lời. - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. Hoạt động 6 ( phút) Hướng dẫn về nhà . Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những sự chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu Bài 38:VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI CHÀO MỪNG CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC CHÀO MỪNG CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI: BẠN ĐẾN VỚI: I.Phân loại va chạm 1. Định nghĩa - Va chạm là hiện tượng 2 vật gặp nhau trong chuyển động tương đối,tương tác với nhau thông qua tiếp xúc trực tiếp. 2. Đặc điểm và phân loại - Đặc điểm chung: + Thời gian tương tác ngắn. +Nội lực xuất hiện rất lớn . - Phân loại: Có 2 loại va chạm: Va chạm đàn hồi. Va chạm mềm. Va chạm đàn hồi khác với va chạm mềm ở điểm nào?? -Va chạm đàn hồi: Khi va chạm có thể xuất hiện biến dạng đàn hồi trong khoảng thời gian rất ngắn sau đó vật trở về hình dạng ban đầu và 2 vật chuyển động tách rời nhau với vận tốc riêng biệt. Do biến dạng được phục hồi, Động năng toàn phần bảo toàn - Va chạm mềm: Sau khi va chạm 2 vật dính vào nhau thành 1 khối chung và chuyển động với cùng vận tốc. Do biến dạng không phục hồi ,một phần động năng của hệ đã chuyển thành nội năng(tỏa nhiệt). Tổng động năng của hệ KHÔNG bảo toàn - Vì tương tác giữa 2 vật xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn và trong khoảng thời gian đó xuất hiện các nội lực rất lớn nên có thể bỏ qua các ngoại lực thông thường (như trọng lực) và coi hệ là hệ kín trong thời gian va chạm. Tổng động lượng của hệ trước và sau va chạm bảo toàn Trong phần 1 CẦN NHỚ: - Va chạm đàn hồi: + Động lượng bảo toàn + Động năng bảo toàn - Va chạm mềm: + Động lượng bảo toàn Thực tế,các va chạm thường ở giữa 2 dạng nói trên. Bây giờ chúng ta sẽ cùng nhau xét từng dạng cụ thể . 2.Va chạm đàn hồi trực diện - Bài toán: Cho 2 quả cầu khối lượng m1=m2=0,2kg chuyển động ngược chiều với vận tốc v1=3m/s và v2=4m/s tới va chạm vào nhau.Biết va chạm là hoàn toàn đàn hồi.Tìm vận tốc của 2 quả cầu sau va chạm? m1 = m2 = 0,2kg v1 = 3m/s v2 = 4m/s v1’=? v2’=? m1 m2 O x 1 v uur 2 v uur 1 ' v uur 2 ' v uuur [...]... vận tốc bằng vận tốc ban đầu Thế nào là va chạm đàn hồi? Thế nào là va chạm mềm? Tại sao hệ vật va chạm được coi là hệ kín? Trong mỗi va chạm, đại lượng nào bảo toàn?Vì sao? Chúng ta cùng làm 1 bài tập về va chạm đàn hồi nhé: Cho xe 1 có khối lượng m1=1kg chuyển động với vận tốc 1m/s tới va chạm với xe 2 có khối lượng m2 đang đứng yên.Tìm vận tốc mỗi xe sau va chạm trong trương hợp m2 = 0,7kg;1kg;1,4kg...Đây là va chạm đàn hồi thì đại lượng nào bảo toàn??? ĐỘNG LƯỢNG và ĐỘNG NĂNG bảo toàn! - Theo định luật bảo toàn động lượng: r r r r ' ' m1 v1 + m 2 v 2 = m1 v 1 + m 2 v 2 Chiếu lên phương Ox đã chọn: 0,2x3 + 0,2x(- 4) = m1 x (-v1’) + m2x... hợp m2 = 0,7kg;1kg;1,4kg BÀI TẬP VỀ NHÀ - Bài tập vận dụng T181(sgk) - Bài 1,2 – T181(sgk) Nhớ làm bài tập nhé!!! Trực diện là gì? - Va chạm trực diện nghĩa là các tâm của 2 quả cầu trước và sau va chạm luôn chuyển động trên cùng 1 đường thẳng vì thế còn gọi là va chạm xuyên tâm ... + m2v2 = m1v1 + m2v2 2 2 2 2 (2) Thay các giá trị m1,m2,v1,v2,v2’ vào (2) ta sẽ tìm được v1’,v2’ Đ/S: v1’ = 4m/s,v2’ = 3m/s - Nhận xét: + Với trường hợp khối lượng 2 vật bằng nhau ta thấy có sự trao đổi vận tốc v1’=v2 v2’ = v1 + Với trường hợp m1 >> m2 thì ta thấy: v1’ = 0 v2’ = -v2 Nhận xét thứ 2 chính là trường hợp 1 viên bi tới va chạm với 1 quả tạ sắt chẳng hạn,quả tạ vẫn đứng yên còn viên bi sẽ Tại sao hệ vật va chạmđược coi là hệ kín? Thế nào là va chạm đàn hồi?Thế nào là va chạm mềm? Trong mỗi va chạm,đại lượng nào bảo toàn?Vì sao? KiỂM TRA BÀI CŨ Hệ vật va chạm được coi là hệ kín vì nội lực rất lớn xuất hiện trong thời gian va chạm nên có thể bỏ qua ngoại lực thông thường hoặc các ngoại lực triệt tiêu nhau Va chạm đàn hồi là va chạm có xuất hiện biến dạng đàn hồi,sau va chạm biến 2 vật chuyển động tách rời nhau.Va chạm mềm là va chạm mà sau đó 2 vật dính vào nhau và cùng chuyển động. Trong cả 2 va chạm,động lượng bảo toàn vì hệ là hệ kín.Trong va chạm đàn hồi thì động năng cũng bảo toàn vì biến dạng được phục hồi.Trong va chạm mềm động năng không bảo toàn vì biến dạng không phục hồi. Bài 38: VA CHẠM ĐÀN Bài 38: VA CHẠM ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI VÀ KHÔNG ĐÀN HỒI (tiếp) HỒI (tiếp) 3. Va chạm mềm. - Bài toán: Hòn bi 1 và hòn bi 2 có khối lượng là = 0,1kg và =0,6kg. Hòn bi 1 lăn với vận tốc = 1m/s tới va chạm vào hòn bi 2 đang đứng yên. Tìm biến thiên động năng của hệ. 2 m 1 m 1 v W ? d ∆ = 1 0,1m kg= 2 0,6m kg= 1 1 /v m s= 2 0v = 1 m 2 m 1 v r v r Trong va chạm mềm, đại lượng nào bảo toàn? ĐỘNG LƯỢNG bảo toàn Theo định luật bảo toàn động lượng: Chiếu lên phương Ox đã chọn, ta có: 1 1 2 2 1 2 ( )m v m v m m v+ = + ur uur r 1 1 1 2 ( )m v m m v= + 1 1 1 2 m v v m m ⇒ = + 2 1 2 2 1 2 1 1 ( ) W W W 2 2 d d d m m v m v+ ⇒ ∆ = − = − Đ/S: -0,043 J nghĩa là động năng sau nhỏ hơn động năng trước va chạm .Vậy phần năng lượng đó đi đâu? W 0 d ∆ < Phần động năng này đã chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, như nhiệt tỏa ra… 4.Bài tập vận dụng Từ những ví dụ đã xét,nguyên tắc chung khi giải bài tập va chạm là gì? Đối với va chạm đàn hồi: - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng. Chiếu phương trình lên truc đã chọn (chú ý chiều của vecto vận tốc đối với chiều dương đã chọn. ) - Áp dụng động năng bảo toàn. Đối với va chạm mềm: - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng Chú ý: các định luật trên được áp dụng cho hệ vật tại thời điểm NGAY TRƯỚC và NGAY SAU va chạm. [...]...Chúng ta cùng làm 1 bài tập về va chạm: ` = 1kg Cho xe 1 có khối lượng m1chuyển động với vận tốc 1m/s tới va chạm đàn hồivới xe 2 có khối lượng đang đứng yên.Tìm vận m2 tốc mỗi xe sau va chạm trong m2 = trường hợp 0,7kg;1kg;1,4kg.Giải bài tập với trường hợp va chạm là va chạm mềm BÀI TẬP VỀ NHÀ - Bài tập vận dụng T181(sgk) - Bài 1,2,3 – T181(sgk) Nhớ làm bài tập nhé!!! - Nhận xét: ... V Khụng n Hi Phõn loi va chm Cú hai loi gii hn l va chm n hi v va chm khụng n hi ( va chm mm ) Lỳc va chm Bin dng H W(tp)=hs C tỏch ri Hai vt va chm Sau va chm Sau va chm Va chm n hi HD ban u... Sau va chm Va chm n hi HD ban u W(tp)#hs C dớnh vo C cựng tc Va chm mm 2 .Va chạm đàn hồi trực diện m1 m2 m1 m2 VA CHM1 v Va Chm2 Va chm n hi trc din Trc din ngha l cỏc tõm qu cu trc v sau chuyn... Tit 55: Va Chm n Hi V Khụng n Hi Phõn loi va chm ng lng thay i t ngt Tng tỏc H hai vt Ni lc ln Tc thi Thi gian tng tỏc H kớn Va chm n hi B A Va chm khụng n hi A B Va chm n hi Tit 55: Va Chm n