SKKN các dl bảo toan

Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc CẤU TRÚC ĐỀ TÀI I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.Cơ sở lý luận 2.Cơ sở thực tiễn. ⇒ Lý do chọn đề tài II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1.Tầm quan trọng của các định luật bảo toàn trong chương trình Vật Lý. 2.Tỷ trọng của phần các định luật bảo toàn trong chương trình Vật Lý lớp 10. 3.Phương pháp giải các bài tâp ứng dụng các định luật bảo toàn. 4.Một số thí dụ minh hoạ. III. KẾT THÚC VẤN ĐỀ 1.Ý nghĩa của việc vận dụng phương pháp. 2.Hiệu quả của việc vận dụng phương pháp so với với trước chưa áp dụng. 1 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TÂP VẬT LÝ ỨNG DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN I.Đặt vấn đề: 1.Cơ sở lý luận: Trong chương trình Vật lý có các định luật bảo toàn. Trong chương trình Vật Lý lớp 10 có các định luật bảo toàn sau: Định luật bảo toàn động lượng. Định luật bảo toàn cơ năng. Định luật bảo toàn năng lượng, tuy nhiên trong chương trình vật lý lớp 10, định luật bảo toàn năng lượng không được nhắc lại bằng văn bản, nhưng nó vẫn hiện hữu như một nguyên lý trong sự biến đổi các dạng năng lượng của vật. Nét đặc trưng của định luật bảo toàn là có tính tổng quát cao. Việc giải các bài toàn ứng dụng các định luật bảo toàn thường rất ngắn gọn, chính xác và đủ nghiệm. Thực tế, nhờ định luật bảo toàn, các nhà vật lý đã phát hiện ra một số hạt và tia, giải thích được rất nhiều các hiện tượng vật lý khác. 2.Cơ sở thực tiễn: Ở THCS các em cung đã được học vật lý, nhưng chương trình còn rất sơ lược. Do nhiều năm không thi tốt nghiệp THCS, tạo ra tâm lý ỷ lại, nên các em chưa thường trực ý thức học môn vật lý. Kỹ năng toán học ứng dụng cho vật lý ở nhiều em còn yếu. Một điều thực tế khó tin mà có thật, ấy la phương trình có biến toán học, các em có thể giải được, nhưng chuyển sang biến thời gian và không gian thì các em không giải được! điều đó bộc lộ khả năng phân tícch các hiện tượng vật lý còn yếu. Bước chân vào trường THPT, thầy mới, bạn mới, chương trình mới, và còn rất nặng do cải cách! Chương trình CHUẨN ngắn, nhưng thực chất là cắt bỏ phần thẩm định kết quả, thay vào đó là phần công nhận kết quả, làm cho học sinh gặp nhiều lúng túng. Thí dụ thì nhiều. Chẳng hạn, ở lớp 10, không phát biểu định luật bảo toàn năng lượng, nhưng khi vận dụng, mặc nhiên coi như học sinh đã biết. Không vận dụng định luật bảo toàn năng lượng thì học sinh không thể tính được công của lực cản của không khí trong bài toán : thả vật rơi từ độ cao H, tới mặt đất nó chỉ nảy lên được độ cao h (h<H). Hay ở lớp 11, nói rất sơ sài về lăng kính có góc chiết quang nhỏ, nhưng lại yêu cầu học sinh vận dụng để tính góc lệch của tia sáng tơi khi đi qua lăng kính nói trên… Lý thuyết thì ngắn, vận dụng thì phức tạp. Cái bất hợp lý này dành cho thầy. Mặt khác, để vào được Đại học, học sinh phải nắm đươc sâu sắc các hiện tượng vật lý, phải có kỹ xảo làm bài tập trắc nghiệm. Do yêu cầu học tập và rèn luyện toàn diện, khối lượng kiến thức học sinh phải tiếp nhận rất đồ sộ, thì thời gian lại là một thách thức! Vì vậy, trong từng phần, thầy phải hương cho học sinh cách học, cách vận dụng sao cho hết ít thời gian nhất mà vẫn nắm được nội dung chương trình và các kỹ năng cần thiết mà Bộ GD-ĐT quy định. Trong giới hạn bài viết này, tôi chỉ xin được trao đổi cùng các thầy một vấn đề nhỏ trong phần “các định luật bảo toàn”. Vậy làm thế nào để học sinh nắm vững nội dung các định luật bảo toàn, biết cách vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn vào việc giải các bài tập vật lý? Từ yêu cầu thực tế đó, tôi chọn đề tài: 2 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Phương pháp giải bài tập vật lý ứng dụng các định luật bảo toàn. II.Nội dung chính của đề tài: 1.Vai trò của phương pháp dùng định luật bảo toàn: a.Trong các bài toán cơ học, có thể dùng nhiều phương pháp giải: -Phương pháp động lực học. -Phương pháp véc tơ. -Phương pháp dùng định luật bảo toàn. Phương pháp động lực học có thể coi là “phương pháp vạn năng” để giải các bài toán cơ học. Song gắn với phương pháp động lực học là gắn với các đại lượng véc tơ và các định luật Newton. Để vận dụng tốt phương pháp động lực học, học sinh phải nắm vững bản chất các loại lực, tinh thần các định luật Newton, ngoài ra còn phải sử dụng thành thạo hệ quy chiếu và phép chiếu song song. Đối với học sinh khá, vấn đề này không nghiêm trọng. Nhưng đối với học sinh trung bình, đôi khi còn nhầm lẫn phương trình véc tơ với phương trình chiế trên các trục toạ độ. Vì vậy, giải bài toán cơ, đặc biệt là các bài toán va chạm bằng phương pháp động lực học, nhiều học sinh còn gặp lúng túng. Giải bài toán cơ bằng cách dùng các định luật bảo toàn, học sinh tránh được các rắc rối phức tạp trên. Khi xét bài toán chuyển động của một vật có ma sát, cơ năng của vật thay đổi, trong đó có một phần có một phần cơ năng biến đổi thành nội năng của các vật, làm cho chúng nóng lên. Việc đo nhiệt lượng trong quá trình thay đổi nội năng của vật là vấn đề rất khó thực hiện. Song nếu dùng định luật bảo toàn ta có thể xác định được ngay phần năng lượng biến đổi đó. b.Việc nắm vững các định luật bảo toàn còn tạo cơ hội thuận lợi khi nghiên cứu một số phần vật lý ở lớp trên. Định luật bảo toàn năng lượng đúng cho mọi dạng năng lượng. Lớp 10 học sinh mới chỉ tiếp cận với dạng năng lượng là cơ năng, cuối chương trình có tiếp cận với nội năng và nhiệt lượng, nhưng không sâu. Đến lớp 11 và 12, học sinh còn tiếp xúc với năng lượng điện, năng lượng từ, năng lượng hạt nhân… Nắm vững phương pháp dùng định luật bảo toàn, học sinh có cái nhìn tổng quát hơn về khái niệm năng lượng, việc giải các bài tập sẽ dễ dàng hơn. 2.Nội dung các định luật bảo toàn: a.Định luật bảo toàn động lượng: -Nội dung định luật: Tổng động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. -Biểu thức định luật viết cho hệ hai vật: Dạng véc tơ: , , 1 1 2 2 1 1 2 2 m v m v m v m v+ = + ur uur ur uur . Dạng vô hướng: , , 1 1 2 2 1 1 2 2 m v m v m v m v+ = + . -Điều kiện áp dụng: Định luật bảo toàn động lượng áp dụng cho cô lập (hệ kín): hệ chỉ chịu tác dụng của nội lực. b.Định luật ảo toàn cơ năng: -Cơ năng (gồm động năng và thế năng). 3 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn. -Biểu thức định luật: 2 1 2 d t 2 2 1 1 2 2 W=W W ( ) mv mgz hs hs mv k l hs  + =  + = ⇔  + ∆ =   Trong trọng trường và trong hệ biến dạng đàn hồi, với hai vị trí bất kỳ, ta luôn có: : 1 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) mv mgz mv mgz hs mv mgz hs mv k l mv k l hs mv k l hs  + = + =  + =   ⇔   + ∆ = + ∆ = + ∆ =     -Điều kiện áp dụng: Định luật bảo toàn cơ năng áp dụng cho cô lập (hệ kín): hệ chỉ chịu tác dụng của nội lực. c.Định luật bảo toàn năng lượng: Ở đây SGK không xây dựng định luật bảo toàn năng lượng. Nhưng ta hiểu rằng: khi cơ năng của vật không được bảo toàn nghĩa là một phần cơ năng đã biến thành dạng năng lượng khác. Phần cơ năng mất đi làm xuất hiện dạng năng lượng mới: nội năng…. 3.Phương pháp giải bài toán ứng dụng các định luật bảo toàn: Mỗi định luật bảo toàn, khi ứng dụng làm bài tập đều có một phương pháp riêng đặc trưng. Nhiệm vụ của người thầy là phải giúp học sinh xây dựng được phương pháp chung cho mỗi loại. Để hình thành phương pháp, nên tránh màu sắc áp đặt. Phải từ cơ sở lời giải của một bài toán cụ thể, học sinh tiếp thu tự nhiên không thụ động. Sau đây là một số thí dụ minh hoạ cho việc xây dựng phương pháp chung cho từng loại. a.Phương pháp giải bài toán ứng dụng định luật bảo toàn động lượng: *Phân loại: Bài tập ứng dụng Định luật bảo toàn động lượng có thể chia ra thành 04 dạng sau: -Va chạm hoàn toàn đàn hồi và xuyên tâm. -Va chạm hoàn toàn đàn hồi và không xuyên tâm. -Va chạm mềm (hai vật nhập thành một). -Một vật đang chuyển động thì vỡ thành hai mảnh.(một vật tách thành hai). Sau khi chữa một số thí dụ, có thể hình thành phương pháp chung cho học sinh. Dưới đây là một cách: *Nội dung của phương pháp: Bước 1: Xác định các vật trong hệ thống. (Rất quan trọng). Bước 2: Chứng minh hệ vật là hệ cô lập. Bước 3: Tìm biểu thức của hệ trước và sau va chạm. Bước 4: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: “Tổng động lượng trước va chạm = tổng động lượng sau va chạm.” .*Một số thí dụ minh hoạ: 4 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Thí dụ 1:Va chạm hoàn toàn đàn hồi và không xuyên tâm: Va chạm không xuyên tâm là va chạm mà phương vận tốc ban đầu của một vật không trùng với đường thẳng nối tâm của hai vật. Chú ý: Nếu vật thứ hai chuyển động, thì ta coi nó là đứng yên, sau đó dùng công thức cộng vận tốc để tính vận tốc tương đối của vật thứ nhất. Một vật khối lượng 1,0 kg chuyển động với vận tốc 12 m/s tới va chạm với vật khối lượng 2,0 kg đang ở trạng thái đứng yên. Sau va chạm, vật 1,0 kg bị lệch khỏi phương ban đầu một góc 30 0 và có vận tốc là 11,2 m/s. Tìm: a.Góc lệch θ của vận tốc vật 2,0 kg so với vận tốc ban đầu của vật 1,0 kg? b.Giá trị của vận tốc vật 2,0 kg sau va chạm? B1: Hệ vật gồm 2 vật : m=1kg; M=2kg. B2: Hệ m và M, thời gian va chạm rất ngắn, là hệ cô lập, nên: ' ' 1 1 2 P P P= + uur uur ur (1). Trong đó 1 P ur là động lượng của hệ trước va chạm; ' ' 1 2 P P+ uur uur là động lượng của hệ sau va chạm. Chọn hệ quy chiếu oxy: 0 ≡ 2 m trước va chạm. ox ≡ 1 P ur oy ⊥ ox. Chiếu phương trình (1) lên ox (phương của véc tơ 1 v ur ) ta được: ' o ' 1 1 2 os30 osP P c P c θ = + → o ' 1.12 1.11,2 os30 2 osc v c θ = + Chiếu phương trình (1) lên oy ta được: ' 1 2 0 sin 30 sin o P P θ = − → o ' 1.12 1.11,2sin30 2 sinv θ = + .(2) Ta có hệ: o ' 2 o ' 2 12 11,2 os30 2 os 11,2sin30 2 sin c v c v θ θ  − =   =   cot g θ ⇒ = o 12 11,2 os30 11,2sin30 o c − Giải ra ta được 67,5 o θ = , thay vào (2) ta được ' 2 3,03 /v m s= . 5 v r m M 1 P ur ' 2 P uur ' 1 P uur 1 P ur Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Thí dụ 2: Đạn nổ. Một viên đạn khối lượng 2kg đang bay thẳng lên cao với vận tốc 250m/s thì vỡ thành hai mảnh có khoíi lượng bằng nhau. Một mảnh bay với vận tốc 250m/s theo phương lệch một góc 60 o với đường thẳng đứng. Hỏi mảnh kia bay theo phương nào và với vận tốc bằng bao nhiêu? HD: -Các bước 1,2,3 như trên. -Động lượng hệ được bảo toàn, ta có phương trình: y ' ' 1 1 2 P P P= + uur uur ur (*) Chọn hệ quy chiếu oxy: 0 ≡ trùng với vị trí lúc đạn nổ. 1 P ur Ox 1 v⊥ ur ' 2 P uur ox // 1 v ur ' 1 P uur 60 0 α Chiếu phương trình(*)lên ox ta được: 0 x ' 0 ' 0 ' 1 2 2 0 os60 sin 250. os60 sinP c P c v α α = − + → = Chiếu phương trình (*) lên oy ta được: ' 0 ' 0 1 2 os60 os 500-250cos60 250 osP P c P c c α α = − + → = . Ta có hệ phương trình: 0 ' 2 ' 2 250 os60 sin (1) 500 250 os (2) c v v c α α  =   − =   → 0 0 0 0 250sin 60 500 250 os60 tan 29,98 30 c α α − = → = ≈ Thay vào (1) ta được: ' 2 433,0 /v m s= Thí dụ 3a: Nguyên tắc thử hoạt động của một súng máy tự động là khi bắn thì cò súng bật lại sau và ấn vào lò xo, lò xo bị nén lại, tác dụng lên viên đạn. Hãy tính vận tốc của viên đạn đẻ cò súng có thể bật lại phía sau một đoạn a. Biết khối lượng của đạn là m, của cò súng là m 1 , độ cứng của lò xo là k. HD: Gọi v là vận tốc của đạn, u là vận tốc của cò súng: -Công của lực đàn hồi để làm cò súng bật lại một đoạn a bằng động năng của cò súng khi nó bật trở lại: 2 2 1 1 2 2 m u ka k m u a= → = (1) Định luật bảo toàn động lượng: 1 1 m u m m u mv v= → = (2) Thay (1) vào (2) ta được: 1 a km m v = Thí dụ 3b: Một chiếc thuyền dài AB=L, khối lượng M đậu trên mặt nước. 6 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc a.Một người khối lương m đứng tại A đi đến B, hỏi thuyền dịch chuyển một đoạn bao nhiêu? b.Người đứng ở đầu thuyền nhảy lên với vận tốc 0 v xiên góc α đối với mặt nước và rơi vào giữa thuyền.Tính 0 v ? c.Thuyền đang chuyển động với vận tốc 2 v người ta ném vật m tới phía trước với vận tốc 1 v so với thuyền và nghiêng góc α với mặt nước. Tính vận tốc của thuyền sau khi ném và khoảng cách từ thuyền đến chỗ vật rơi. Bỏ qua sức cản và coi nước đứng yên. HD: a.Tính quãng đường dịch chuyển của thuyền: Động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang: 12 23 23 ( ) 0m v v Mv+ + = 23 12 v m v m M+ → = − (1) 12 23 12 23 v L x v L v t x v t =  → =  =  (2) Từ (1) và (2) suy ra: 23 12 v m v m M x L L + = = − Dấu (-) cho biết thuyên chuyển động ngược chiều so với người. y b.Tính vận tốc v o của người: 13 0 osx v c α = x v 1 0 sin y v v gt α = − α Thời gian chuyển động của người: 0 2 sinv g t α = 2 0 sin 2 13 v g x α = (1) Bảo toàn động lượng theo phương ngang: 0 os 0 23 23 os -Mv 0 mv c M mv c v α α = → = − 2 0 sin 2 23 23 . mv Mg x v t α = = − (2) Theo đề ra thì : 13 23 2 L x x− = (3) Từ (1),(2) và (3) ta có : 0 2( )sin 2 mgL m M v α + = c.Vận tốc của thuyền sau khi ném: -Áp dụng định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang: ' ' 13 2 2 1 2 2 2 ( ) ( os +v ) ( ) x mv Mv m M v m v c Mv m M v α + = + ⇒ + = + 2 1 2 ( ) ( os +v ) ' 2 m M v m v c M v α + − ⇒ = 2 1 1 os ' 2 Mv m v c M v α − ⇒ = Khoảng cách từ thuyền đến chỗ vật rơi: -Xét hệ quy chiếu gắn với thuyền: 7 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc 12 1 12y 1 os .t v sin x v c v gt α α = = − Thời gian vật chuyển động: 2 1 1 2 sin sin 2 12 v v g g t x α α = ⇒ = Thí dụ 3c: Người ta bắn một viên đạn theo phương ngang vào một tấm bảng hình vuông được treo tự do. Nếu vận tốc v của viên đạn lớn hơn giá trị 0 v thì viên đạn xuyên qua tấm bảng. Hỏi tấm bảng sẽ chuyển động với vận tốc bằng bao nhiêu nếu vận tốc của viên đạn bằng 0 0 2 ; v nv ? Với vận tốc nào của viên đạn thì vận tốc của tấm bảng sẽ cực đại ? Cho biết khối lượng của đạn làm, khối lượng của bảng là M. Lực cản của tấm bảng đôi với đạn không phụ thuộc vận tốc của đạn. HD: Gọi vận tốc của tấm bảng là V. Hệ bảo toàn động lượng theo phương ngang: ' mv mv MV= + (1) 2 ' 2 2 2 2 2 mv mv MV Q= + + (2) c Q A F d= = (3) Lực cản không phụ thuộc vận tốc ban đầu, nên như nhau với mọi giá trị của v -Trường hợp vận tốc ban đầu 0 v (giá trị nhỏ nhất để đạn qua được tấm bảng), khi đó đạn bảng có cùng vận tốc là u: 0 ( )mv m M u= + (4) 2 2 0 ( ) 2 2 mv M M u Q + = + (5) Suy ra: 2 0 2( ) mMv m M Q + = (6) Kết hợp (1), (2) và (6) rút ra phương trình: 2 2 ( ) 2 0 mQ mv m M M m M v V + + − + = 2 2 2 2 ( ) ( ) mQ mv m v m M M m M m M V + + + ⇒ = ± − 2 2 0 ( m m M V v v v + = ± − (7) Ta có : . c P F t∆ = ∆ Hiển nhiên rằng vận tốc ban đầu của đạn càng lớn thì đạn xuyên càng nhanh qua bảng, nghĩa là t ∆ càng nhỏ. Vậy vận tốc bảng cực đại khi vận tốc đạn bằng 0 v . Vận tốc v của đạn càng tăng thì vận tốc V của bảng càng giảm. Vậy ta chọn: 2 2 0 ( m m M V v v v + = − − (8) Khi 0 2v v= thì: 0 (2 3) m m M V v + = − Khi 0 v nv= thì: 2 0 ( 1) m m M V n n v + = − − ax 0 m m m M V v + = Trở lại bài toán va chạm mềm. Thí dụ 3d: 8 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Hai vật 1,2 cùng khối lượng m gắn chặt vào lò xo dài 0 l , độ cứng k nằm yên trên mặt phẳng ngang nhẵn. Vật thứ 3 chuyển động với vận tốc V đến va chạm hoàn toàn đàn hồi với vật. a.Nếu khối lương vật 3 cùng bằng m: -Chứng tỏ vật 1 và 2 luôn chuyển động về cùng một phía. -Tìm vận tốc vật 1 va 2 và khoảng cách giữa chúng vào thời điểm lò xo biến dạng lớn nhất. b.Xét bai toán nếu 3 3 m m = HD: a. *Chứng minh vật 1 và 2 luôn chuyển động cùng chiều: Gọi vân tốc của vật 1 và 2 sau va chạm là 1 v và 2 v , độ biến dạng của lò xo là x . Định luật bảo toàn động lượng: 1 2 ( )mV m v v= + 1 2 ( )V v v→ = + . (1) Định luật bảo toàn năng lượng: 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 mV mv mv kx= + + 2 2 2 2 1 2 ( ) kx m V v v⇒ = − + (2) Thế (1) vào (2) ta được: 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 ( ) ( ) 2 kx m v v v v v v= + − + = (3) 2 1 2 0 , kx m v v⇒f cùng dấu. Vậy sau va chạm hai vật 1 và 2 luôn chuyển động về một phía. *Tính vận tốc của hai vật và khoảng cách giữa chung: Khi lò xo biến dạng nhiều nhất tức 2 kx m cực đại, từ (3) ta suy ra: 1 2 ;v v cực đại. Ta có 1 2 v v V hs+ = = vậy khi đó 1 2 2 V v v= = Thay vào (3) ta được ax 2 m m k x V= . Vậy khoảng cách vật 1 và 2 khi lò xo biến dạng nhiều nhất là: 12 0 ax 0 2 m m k l l x l V= ± = ± (4) b. Với 3 3 m m = Từ (1) ta có 1 2 3( )V v v= + …(HS tự giải tiếp). b.Phương pháp giải bài toán ứng dụng định luật bảo toàn cơ năng: Cần lưu ý: Cơ năng gồm động năng và thế năng. t d W=W W hs+ = d tmax tmax dmax t dmax W 0 W W W W W 0 W W = → =  ⇒ ⇒ =  = → =  Cơ năng của một vật phụ thuộc vào toạ độ và vận tốc của nó. Vận tốc và toạ độ phụ thuộc vào việc chọn mốc-tức là phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Định luật bảo toàn cơ năng áp dụng cho hệ cô lập, không có ma sát. Nếu hệ vật chuyển động có ma sát, thì cơ năng không bảo toàn. Phần cơ năng mất đi biến thành công của lực ma sát. 9 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Phương pháp chung: *Chọn mốc thế năng ( t (W 0)= . Tuỳ từng bài toán cụ thể mà chọn mốc (đòi hỏi sự nhạy cảm). *Xác định các biểu thức cơ năng ở các vị trí cần xét *Chứng minh hệ cô lập *Lập phương trình của định luật nảo toàn cơ năng, giải để tìm các thông số chưa biết. *Một số thí dụ minh hoạ: Thí dụ 1: Một vật nặng m nằm trên tấm ván M dài L . Mặt sàn nhẵn, hệ số ma sát giữa vật và tấm ván là µ . 1.Nếu truyền cho m vận tốc ban đầu 0 v thì vật đi được quãng đường bao nhiêu đối với tấm ván? 2.Nếu truyền cho M vận tốc 0 v thì giá trị của 0 v phải bằng bao nhiêu để vật m trượt hết chiều dài L của ván? Áp dụng: 0 1 ; 3 ; 0,2; 1,5 ; 2 /m kg M kg L m v m s µ = = = = = m 0 v M 12 s v HD: 1.Quãng đường vật đi được: Do có lực ma sat giữa vật và tấm ván nên: -Lực ma sát làm m chuyển động chậm dần đều. -Phản lực ma sát làm cho tấm ván M chuyển động nhanh dần đều. Tại thời điểm hai vật có cùng vận tốc v : Định luật bảo toàn động lượng: 0 . ( )m v M m v= + (1) Định lý động năng: 2 2 1 1 0 12 2 2 ( ) ms M m v mv A mgs µ + − = = − (2) Từ (1) và (2) suy ra: 2 0 12 2 ( ) Mv g M m s µ + = Thy số ta được kết quả: 12 0,75s m= 2.Tính 0 V để vật trượt hết chiều dài tấm ván: -Do ma sát giữa vật m và tấm ván mà vật m chuyển động nhanh dần đều còn tấm ván chuyển động chậm dần đều -Xét trường hợp hai vật có cùng vận tốc 0 ( )v v vp , nghĩa là vật m không trượt trên tấm ván M , khi đó: 10 [...]... phương pháp định luật bảo toàn để thay thế phương pháp động lực học Mặt khác, phương pháp dùng địn luật bảo toàn còn hỗ trợ phương pháp động lực học Phải hướng dẫn học sinh nắm được những bước cơ bản để vận dụng Ngoài ra việc ứng dụng phương pháp dùng định luật bảo toàn, còn góp phần rèn luyện tư duy, khả năng phân tích các hiện tượng vật lý Kết quả: (Đánh giá qua bài kiểm tra chương) CÁC LỚP TỔNG SỐ HS... không khí, cơ năng bảo toàn, WB = WA 2 Ta có phương trình: 1 ( M + m)u = ( M + m) gl (1 − cosα ) 2 (1) Định luật bảo toàn đông lượng: mv = ( M + m)u ⇒ u = (2) mv M +m + *Thế (2) vào (1) ta được: v = ( Mm m ) 2 gl (1 − cosα ) ⇒ v = ( M +m) m ) gl sin α 2 III.Kết luận: Như đã trình bày ở trên, định luật bảo toàn có tính tổng quát Làm bài tập vật lý ứng dụng phương pháp dùng định luật bảo toàn rất ngắn... nhẵn a.Lập công thức liên hệ giữa h và H để vòng đệm A bay ra đạt được khoảng cách s lơn nhất? Khoảng cách đó bằng bao nhiêu? b.Tính tổng công của các lực ma sát, biết tấm ván có khối lượng M và do ma sát giữa vòng đệm A và tấm ván M nên vòng đệm bị hãm chậm lại cho đến khi cả hai cùng chuyển động A H A B h M C HD: a *Định luật bảo toàn cơ năng: 13 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc WB = WA → 1 mv 2 +... cho thấy, đổi mới cách dạy mang lại hiệu quả cao Một điều đáng phấn khởi là khi thẩm tra trong học sinh, một số lượng đông các em trả lời: “Học “khổ” hơn, nhưng chúng em thích!” Tôi thiết nghĩ, có thể đây cũng là một khía cạnh tạo ra “môi trường thân thiện” chăng? Trong hạn chế của thời gian, có thể phần trình bày còn có khiếm khuyết, rất mong nhận được sự góp ý của cácquý thầy cô và các bạn đông nghiệp... và v b M , m và V m v V α HD: 1.Hệ bảo toàn động lượng theo phương ngang: mv ' = MV (1) Bảo toàn cơ năng: 2 '2 2 1 1 1 (2) 2 mv = 2 mv + 2 MV 1 2 mv 2 = mgh (3) Từ (1) (2) và (3)suy ra: V = m 2 gh M (M +m) 2.a.Tính độ cao cực đại mà quả cầu đạt tới: mv = MV (4) 2 '2 2 1 1 1 (5) 2 mv = 2 mv + 2 MV mv V=M (6) '2 2 − Thay vào (5) suy ra: v = MM m v (7) Định luật bảo toàn cơ năng cho vật m : v2 −m mgh... = vt ⇒ s = v 2gh  Thế (1) vào (2) ta được s = 2 H2 4 − ( H − h) 2 (1) (3) S lớn nhất khi H − h = 0 ⇒ h = H ; S max = H 2 2 b.Công tổng cộng của lực ma sát: 2 2 *Định luật bảo toàn cơ năng: mgh = 1 mv → v = 2 gh (1) 2 *Định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang: mv = (m + M )v ' → v ' = mmv (2) +M *Định lý động năng: 2 A = ( m + M ) v '2 − mv (3) 2 2 Thế (1) và (2) vào (3) ta được: mM A = − m... khi: a.Vật về tới vị trí lò xo không biến dạng b.Vật về tới vị trí lò xo dãn 3cm HD: a.Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đàn hồi: W= 1 mv 2 + 1 k (∆l ) 2 2 2 12 Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc Tại vị trí ban đầu: vận tốc của vật bằng 0, độ biến dạng của lò xo bằng ∆l0 = 5cm W0 = k ( ∆l0 ) 2 Cơ năng bảo toàn: 2 2 2 1 1 1 2 mv + 2 k ( ∆l ) = 2 k ( ∆l0 ) 1 2 2 2 2 k Suy ra: v = m { (∆l0 ) − (∆l ) } a.Với... dốc được một đoạn đường bao nhiêu mét thì dừng? Xét trong hai trường hợp: a.Trên mặt dốc không có ma sát b.Hệ số ma sát trên mặt dốc là µ = 0, 433 ( ≈ 43 ) Lấy g = 10m/s2 HD: a Bỏ qua ma sát cơ năng bảo toàn: 2 v2 1 2 mv = mgh ⇒ h = 2 g l h α Mặt khác: h = l sin α nên: 2 l = 2 gvsin α b.Có ma sát: 2 l' 1 1 2 mv = mgh '+ Ams = mgh '+ µ mg (cosα )l ' = mg sin α + µ mgl ' = mg ( sin α + µ cosα )l ' l'=...Sáng kiến kinh nghiệm Trần Duy Sắc +Theo định luật bảo toàn động lượng: Mv0 = ( M + m)v (1) +Theo địng lý động năng: 2 2 1 1 2 ( M + m)v − 2 Mv0 = A = − Fms s12 = − µ mgs12 (2) -Từ (1) và (2) ta có: v2 s12 = 1 ( MM m ) µ0g 2 + -Điều kiện để vật m trượt . đổi cùng các thầy một vấn đề nhỏ trong phần các định luật bảo toàn”. Vậy làm thế nào để học sinh nắm vững nội dung các định luật bảo toàn, biết cách vận. DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN I.Đặt vấn đề: 1.Cơ sở lý luận: Trong chương trình Vật lý có các định luật bảo toàn. Trong chương trình Vật Lý lớp 10 có các