ứng dụng định luật bảo toàn động lượng

Đối với môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng một vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lý là một hoạt động dạy học, một công việc khó khăn, vì[r]

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬT LÝ 10 CƠ BẢN

VẬN DỤNG

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN CƠ HỌC

Giáo viên : Phan Văn Tình Tổ : Lý - KCN Trường THPT Vĩnh Định

Năm học 2013 – 2014 A- ĐẶT VẤN ĐỀ

Mỗi môn học chương trình phổ thơng có vai trị quan trọng việc hình thành phát triển tư học sinh

Trong trình giảng dạy, người thầy ln phải đặt đích giúp học sinh nắm kiến thức bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, tạo thái độ động học tập đắn để học sinh có khả tiếp cận chiếm lĩnh nội dung kiến thức theo xu phát triển thời đại

Môn Vật lý môn khoa học nghiên cứu vật, tượng xảy hàng ngày, có tính ứng dụng thực tiễn cao, cần vận dụng kiến thức tốn học Học sinh phải có thái độ học tập nghiêm túc, có tư sáng tạo vấn đề nảy sinh để tìm hướng giải phù hợp

Trong phần Cơ học lớp 10, Động lượng khái niệm trừu tượng học sinh đại lượng trung gian để xác định vận tốc khối lượng vật Trong toán liên quan đến động lượng học sinh thường gặp khó khăn việc biểu diễn vectơ động lượng hạn chế việc sử dụg tốn học để tính tốn động lượng đại lượng có tính tương đối phụ thuộc vào hệ quy chiếu, học sinh thường quên đặc điểm nên hay nhầm lẫn giải tốn

Động lượng có ý nghĩa quan trọng học sinh giải tập Vật lý có áp dụng Định luật bảo tồn (ĐLBT) động lượng va chạm đàn hồi, va chạm mềm lớp 10 toán phản ứng hạt nhân lớp 12

Mặt khác việc kết hợp ĐLBT để giải tốn Vật lý có ý nghĩa quan trọng việc phát triển tư học sinh, phát huy khả tư sáng tạo học sinh

Qua thực tiễn giảng dạy môn Vật lý hai năm qua lớp 10CB nhận thấy học sinh học yếu mơn vật lí phần ngun nhân em không nắm vững vận dụng kiến thức toán học vào việc giải tập Vật lý Hơn kiến thức có nhiều phần mang tính trừu tượng nên em khó việc phân tích tượng, đánh giá kết vật kết học không cao.p

Để khắc phục khó khăn trên, giáo viên cần đưa yêu cầu bản, ngắn gọn để học sinh nắm phương pháp giải toán động lượng Chính nên việc tóm tắt, nêu dạng tập động lượng để giúp học sinh “Vận dụng định luật bảo toàn động lượng” vào việc giải toán học liên quan đến nội dung quan trọng cần thiết

Triệu Trung, ngày 05 tháng 03 năm 2014

Phan Văn Tình II/ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Giúp học sinh hiểu ý nghĩa ĐLBT động lượng biết vận dụng linh hoạt toán học lớp 10

Giáo dục kỹ thuật tổng hợp: học sinh giải thích tượng va chạm thường gặp đời sống

III/ THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Thực tiết tập tự chọn sau học tiết 37,38 lớp 10CB (theo phân phối chương trình)

IV:ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đề tài SKKN thực giảng dạy hai lớp: 10B6 10B7 TRƯỜNG THPT VĨNH ĐỊNH

- Phân loại học sinh theo lực sau bổ sung kiến thức Động lượng rèn luyện kĩ giải tập học liên quan, giải thích giải toán va chạm thực tế

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: I.Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu:

Đối với môn vật lý trường phổ thơng, tập vật lý đóng vai trò quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm tập Vật lý hoạt động dạy học, cơng việc khó khăn, địi hỏi người giáo viên học sinh phải học tập không ngừng

Bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu sâu qui luật vật lý, tượng vật lý Thông qua tập dạng khác tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức để tự lực giải thành cơng tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc hoàn thiện trở thành vốn riêng học sinh Trong trình giải vấn đề, tình cụ thể tập đề học sinh phải vận dụng thao tác tư so sánh phân tích, tổng hợp khái qt hố để giải vấn đề, từ giúp giải giúp phát triển tư sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập suy nghĩ, suy luận Nên tập Vật lý gây hứng thú học tập cho học sinh

Trong hệ thống tập có liên quan đến động lượng Sách giáo khoa sách Bài tập vật lý lớp 10 đầy đủ, nhiên học sinh thường gặp khó khăn kiến thức tốn học có nhiều hạn chế

Để học sinh nắm phương pháp giải toán động lượng, trước hết giáo viên cần kiểm tra trang bị lại cho học sinh số kiến thức toán học bản, đặc biệt công thức lượng giác

 Sau cung cấp kiến thức “Động lượng Định luật bảo toàn

động lượng”

 Đưa dạng tập giúp học sinh vận dụng kiến thức tốt II Thực trạng học sinh làm tập Vật lý trường THPT Vĩnh Định. 1) Đặc điểm tình hình nhà trường :

- Trường THPT Vĩnh Định có sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, phòng học khang trang, đẹp, phịng thí nghiệm trang bị tốt nên GV thực thí nghiệm để học sinh nắm bắt tượng Vật lí giúp cho em có hứng thú học tập sôi học

- Mặc dù trường nằm vùng có truyền thống hiếu học hai huyện Hải lăng Triệu Phong, năm gần việc tuyển học sinh đầu vào có chất lượng thấp, đa phần học sinh có học lực tương đối mức trung bình,nhiều học sinh dẫn tới học môn Khoa học thực nghiệm mơn Vật lí em thường chán nản học đối phó, tập Vật lí mang tính suy luận em gặp nhiều khó khăn

- Đội ngũ giảng dạy mơn Vật lí trường trẻ, khơng ngừng học hỏi, trau dồi chun mơn thuận lợi lớn cho việc dạy học mơn Vật lí trường THPT Vĩnh định

2) Thực trạng học sinh trước thực đề tài

Qua thực tiễn giảng dạy lớp 10B6 10B7 nhận thấy:

- Phần lớn học sinh không nhớ biểu thức Định lí hàm số cosin, Định lí Pitago, khó khăn việc xác định giá trị hàm số lượng giác ứng với góc đặc biệt (300, 450, 600, 900, 1200,…).

 Trên 40% học sinh khơng có máy tính học, số em sử dụng máy tính bỏ túi để tính phép tính vật lí liên quan đến lượng giác, góc

 Trên 30% học sinh chưa có động học tập đắn

Từ thực tế nên tơi nhận thấy SKKN cần thiết để hướng dẫn em củng cố kiến thức, làm tốt tập liên quan đến vấn đề nói riêng hứng thú học tập tốt mơn Vật lí nói chung

3) Biện pháp thực hiện

 Trang bị cho học sinh kiến thức toán học cần thiết: lượng giác, giá trị hàm số lượng giác, định lí hàm số cosin

 Hướng dẫn học sinh sử dụng thành thạo máy tính bỏ túi để tính giá trị lượng giác

 Yêu cầu học sinh kẻ sẵn số bảng giá trị hàm số lượng giác để tìm kết nhanh chóng

 Trong tập, giáo viên hướng dẫn học sinh trình bày lời giải nhiều học sinh cùg tham gia giải

III– KIẾN THỨC CƠ BẢN 1/ Kiến thức Toán học

1. Định lý hàm số cosin: a2 = b2 + c2 – 2bccosA

2. Giá trị hàm số lượng giác ứng với góc đặc biệt: Hàm\Góc 300 450 600 900 1200

sin 12 √2

2

√3

2

√3

cos √3

2

√2

1

2 −

1

tan

√3 √3 || −√3 2/ Kiến thức Vật lý

a Gia tốc chuyển động thẳng biến đổi đều.

2

2

v v v

a

t t t

          Độ lớn: v a t    b Chuyển động thẳng biến đổi đều

- Gia tốc:

v a

t  

 số - Vận tốc tức thời: v v 0a t t(  0)

- Phương trình tọa độ:

   2

0 0

1

x x v t t t t

2a

    

- Phương trình đường đi:

   2

0 0

1 x =v t t t t

2

s x    a 

- Hệ thức độc lập với t là:

2

0 2aS 2a( 0)

v  v   x x

Chú ý: Nếu chọn điều kiện đầu cho x0=0 t0=0

0

v v at và

2

1 x

2

s v t at

  

- Tính chất chuyển động:

+ Nhanh dần đều: v.a>0 hay v a chiều (a,v dấu) + Chậm dần đều: v.a<0 hay v a ngược chiều (a,v trái dấu)

c Động lượng vật:

Một vật cso khối lượng m chuyển động với vận tốc v, động lượng vật p mv

 

Trường hợp hệ vật, động lượng hệ: ppi m vi i

  

d Định luật bảo toàn động lượng:

- Hệ kín: vật hệ tương tác với nhàu, khơng tương tác với vật ngồi hệ, có ngoại lực cân

- Định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng hệ kín bảo tồn

1

i i

p  m v 

   

- Biểu thức áp dụng cho hệ vật: m1.v1+m2.v2=m1.v '1+m2.v '2

IV – BÀI TOÁN CƠ BẢN A CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: : Tính động lợng vật, hệ vật. a, Động lượng vật:

Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v, động lượng vật p mv

 

Trường hợp hệ vật, động lượng hệ: ppi m vi i

  

- Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1.

- Động lượng đại lượng véc tơ có giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu

b,Động lượng hệ vật : Nếu hệ gồm vật có khối lượng m1, m2 vận tốc lần lượt làv1



, v2



Động lượng hệ: pp1p2

  

Nếu: p1  p2 pp1p2

 

Nếu: p1  p2 pp1 p2

 

Nếu: p1 p2  p p12p22

 

Nếu:  

 2

1, 2 os1

p p   p p p  p p c   

                         

c.Bài tập vận dụng.

Bài 1 : Một vật khối lượng m = 500g chuyển động thẳng theo chiều âm trục tọa độ x với vận tốc 43,2 km/h Động lượng vật có giá trị là:

Đổi: v = 43,2km/h = 12m/s m=500g =0,5 kg

ADCT: p = mv = 0,5*12= 6kgm/s

Nhận xét: Học sinh thường không nắm việc đổi đơn vị khối lượng vận tốc nên giáo viên cần nêu cách đổi hướng dẫn em, đặc biệt học sinh yếu?

Bài 2: Tìm tổng động lượng (hướng độ lớn) hệ hai vật có khối lượng m1 = m2 = 1kg Vận tốc vật có độ lớn v1 = 1m/s có hướng khơng đổi Vận tốc vật có độ lớn v2 = 2m/s và:

a) Cùng hướng với vật b) Cùng phương, ngược chiều

c) Có hướng nghiêng góc 600 so với v1. Yêu cầu:

+ Biết áp dụng Định lí hàm số cosin Tóm tắt:

m1 = m2 = 1kg v1 = 1m/s

v2 = 2m/s

⇒P=? Trong trường hợp sau: a) v2↑↑v1

b) v2↑↓v1

c) (v1;v2)=600=α Lời giải: Động lượng hệ: P=P1+P2=m1v1+m2v2 Trong đó: P1 = m1v1 = 1.1 = (kgms-1)

P2 = m2v2 = 1.2 = (kgms-1) a) Khi v2↑↑v1 ⇒ P

2↑ ↑P1 ⇒ P = P1 + P2 = (kgms-1) b) Khi v2↑↓v1 ⇒ P

2↑ ↓P1 ⇒ P = P2 – P1 = (kgms-1) c) Khi (v1;v2)=600 ⇒ (P1;P2)=600=α

Áp dụng ĐLHS cosin: P2=P12+P22−2P1P2cosβ ¿P12+P22−2P1P2cos(π − α) ¿12+22−2 cos 1200=7 (kgms-1)

Nhận xét :

+ Học sinh thường gặp khó khăn xác định vectơ tổng động lượng hệ vectơ P

1,P2 .

+ Khơng nhớ ĐLHS cosin, xác định góc tạo vectơ (P

1,P2)

Sau hướng dẫn làm dạng tập trên, giáo viên yêu cầu học sinh giải bài tập tương tự

Bài 3: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v1 = m/s v2 = m/s Tìm tổng động lượng ( phương, chiều độ lớn) hệ trường hợp :

a) v v hướng

b) v v phương, ngược chiều c) v v vng góc

Lời giải:

a) Động lượng hệ :

p = p + p  Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1.3 + 3.1 = kgm/s b) Động lượng hệ : p = p + p  Độ lớn : p = m1v1 - m2v2 = c) Động lượng hệ : p = p + p  Độ lớn: p = √p12+p22 = = 4,242 kgm/s

Bài 4:

Tìm động lượng hệ hai vật có khối lượng m1 = 1,5kg m2 = 0,5kg chuyển động với vận tốc

v1 = 2m/s v2 = 6m/s trường hợp hai vận tốc

a) Cùng chiều b.Ngược chiều c.Vng góc d Hợp với góc 300 Lời giải:

a) Động lượng hệ : p = p + p

 Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1,5.2 + 0,5x6 = kgm/s b) Động lượng hệ : p = p + p

 Độ lớn : p = m1v1 - m2v2 =

c) Động lượng hệ : p = p + p  Độ lớn: p =

2

1 2 cos1

p  p  p p 

= 5,328 kgm/s



1 P

  

P

2

Dạng 2: Độ biến thiên động lượng vật; xung lượng lực; lực tác dụng lên vật.

a.Phương pháp

- Xác định động lượng vật trước chịu tác dụng lực F : p1 mv1

 

sau chịu tác dụng lực p2 mv2

                           

áp dụng độ biến thiên động lượng

p p p

     

=F t. 

Dạng độ lớn: p12p22  2p p1 2cos ( F t )2 (*)

- Từ (*) xác định đại lượng vận tốc lực tác dụng lên vật b.Bài tập vận dụng

Bài (23.2/tr53/SBT) Một vật có khối lượng kg rơi tự xuống đất trong khoảng thời gian 0,5 s Độ biến thiên động lượng vật thời gian bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:  p F t.  P t

 p mg t 1.9,8.0,5  p 4,9(kgm s/ )

Bài (23.4/tr53/SBT) Tính lực đẩy trung bình thuốc súng lên đầu đạn ở nòng súng trường binh, biết đầu đạn có khối lượng 10 g, chuyển động nịng súng nằm ngang khoảng 10-3 s, vận tốc đầu 0, vận tốc đến đầu nòng súng v=865 m/s

Lời giải: Ta có

3

10.10 865

8650( ) 10

p p mv

F F N

t t t

              

Bài (23.5/tr54/SBT) Một toa xe khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v=54 km/h Người ta tác dụng lên toa xe lực hãm theo phương ngang Tính độ lớn trung bình lực hãm toa xe dừng lại sau:

a/ phút 40 giây b/ 10 giây Lời giải:

a/ Lực hãm phanh trung bình toa xe dừng lại sau phút 40 giây:

4

10 15

1500( ) 100

p p mv

F F N

t t t

 

      

  

 

b/ Lực hãm phanh trung bình toa xe dừng lại sau 10 giây:

4 10 15 15000( ) 10 mv F N t     

Nhận xét:Qua thực tế giảng dạy tập dạng học sinh vận dụng nhanh, làm bài tập tốt trình bày nhiều lúc chưa hay sử dụng biểu thức có véc tơ

c.Bài tập bổ sung yêu cầu học sinh nhà làm:

Bài 1: Một toa xe khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v=54km/h Người ta tác dụng lên toa xe lực hãm theo phương ngang Tính độ lớn trung bình lực hãm toa xe dừng lại sau:

Bài 2: Một viên đạn khối lượng 10 g bay với vận tốc 600 m/s gặp tường Đạn xuyên qua tường thời gian

1

1000s Sau xuyên qua tường, vận

tốc đạn cịn 200 m/s Tính lực cản tường tác dụng lên đạn

Bài 3:Một bóng 2,5kg đập vào tường với vận tốc 8,5m/s bị bật ngược trở lại với vận tốc 7,5m/s Biết thời gian va chạm 0,25 s Tìm lực mà tường tác dụng lên bóng

Bài 4: Xác định độ biến thiên động lượng vật có khối lượng 4kg sau khoảng thời gian 6s Biết vật chuyển động đường thẳng có phương trình chuyển động : x = t2- 6t + (m) Đs:

Bài 5: Một viên đạn khối lượng 10 g bay với vận tốc 600 m/s gặp bức

tường Đạn xuyên qua tường thời gian

1

1000s Sau xuyên qua tường, vận

tốc đạn 200 m/s Tính lực cản tường tác dụng lên đạn

Bài 6:Một bóng 2,5kg đập vào tường với vận tốc 8,5m/s bị bật ngược trở lại với vận tốc 7,5m/s Biết thời gian va chạm 0,25 s Tìm lực mà tường tác dụng lên bóng

Bài 7: Một bóng có khối lượng 450g bay với vận tốc 10m/s theo phương ngang đập vào mặt sàn nằm nghiêng góc 450 so với phương ngang Sau bóng nảy lên thẳng đứng Tính độ biến thiên động lượng bóng lực sàn tác dụng lên biết thời gian va chạm 0,1s

Dạng 3: Bài tập định luật bảo toàn động lượng. a.Phương pháp

Bớc 1: Chọn hệ vật cô lập khảo s¸t

Bớc 2: Viết biểu thức động lợng hệ trớc sau tợng

Bớc 3: áp dụng định luật bảo toàn động lợng cho hệ: pt ps

                           

(1)

Bíc 4: Chun ph¬ng trình (1) thành dạng vô hớng (b vecto) cách:

+ Phơng pháp chiếu + Phơng pháp hình học

Bc 5: Gii phng trình độ lớn tìm, biện luận đại lượng ẩn số.

*Những lưu ý giải toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng:

+ Trường hợp vector động lượng phương, biểu thức định luật bảo toàn động lượng viết lại: m1v1 + m2v2 = m1 v1' + m2 v2'

Trong trường hợp ta cần quy ước chiều dương chuyển động. - Nếu vật chuyển động theo chiều dương chọn v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương chọn v < 0.

+ Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) khơng phương, ta cần sử dụng hệ thức véc tơ biểu diễn hình vẽ sau sử dụng phương pháp tổng hợp véc tơ Dựa vào tính chất hình học để tìm u cầu toán.

+Khi giải toán áp dụng định luật bảo toàn động lượng cần nắm rõ va chạm mềm va chạm đàn hồi.

*Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ không

- Nếu Fngoai luc 0



nhưng hình chiếu Fngoai luc



trên phương khơng động lượng bảo tồn phương

b.Bài tập vận dụng.

Bài 1:Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg Vận tốc viên đoạn khỏi nịng súng 600m/s Tìm vận tốc súng sau bắn

Lời giải:

Xem hệ hệ kín, chọn chiều “+” chiều chuyển động đạn - Động lượng súng chưa bắn

- Động lượng hệ sau bắn súng là: mS.vS+mđ.vđ - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng mS.vS+mđ.vđ=0 - Vận tốc súng là: v=−mđ.vđ

mS

=1,5(m/s)

Dấu “-” chứng tỏ súng chuyển động giật lùi ngược chiều viên đạn.

Bài 2: Một xe ơtơ có khối lượng m1 = chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 1,5m/s, đến tơng dính vào xe gắn máy đứng yên có khối lượng m2 = 100kg Tính vận tốc xe

Giải - Xem hệ hai xe hệ cô lập

- Áp dụmg địmh luật bảo toàn động lượng hệ: m1.v1=(m1+m2) v 

v phương với vận tốc v1 . - Vận tốc xe là: v= m1.v1

m1+m2 = 1,45(m/s)

Bài 3: Một người khối lượng m1 = 50kg chạy với vận tốc v1 = 4m/s nhảy lên xe khối lượng m2 = 80kg chạy song song ngang với người với vận tốc v2 = 3m/s sau đó, xe người tiếp tục chuyển động theo phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu xe người chuyển động: a/ Cùng chiều

b/ Ngược chiều

Giải Xét hệ: Xe + người hệ kín

Theo định luật BT động lượng: m v m v1 1 2 m m v1 2

  

a/ Khi người nhảy chiều thì:

1 2

50.4 80.3 3,38 / 50 80

m v m v

v m s

m m

 

  

 

- Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 3,38 m/s

b/ Khi người nhảy ngược chiều thì:

/ 1 2

50.4 80.3 0,3 / 50 80

m v m v

v m s

m m

   

  

 

Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 0,3m/s

Nhận xét: Qúa trình làm em chưa xác định dấu vận tốc vật, vậy nên giáo viên hướng dẫn tận tình, làm mẫu chuẩn để học sinh nắm vững phương pháp, cách làm vận dụng cơng thức.

Một số tốn va chạm thực tế, chuyển động phản lực: b1: Sau va chạm vật chuyển động phương

Bài tập

Một toa xe khối lượng m1 = 3T chạy với tốc độ v1 = 4m/s đến va chạm vào toa xe đứng yên khối lượng m2 = 5T Toa chuyển động với vận tốc v2’ = 3m/s Toa chuyển động sau va chạm?

1

v

m1 m2

Tóm tắt:

m1 = 3T v1 = 4m/s m2 = 5T v2 = v2’ = 3m/s v1'

=? Hướng dẫn:

+ Nêu điều kiện hệ kín

+ Nêu kiến thức ĐLBT động lượng cho hệ vật + Giả sử chiều chuyển động xe sau va chạm + Chiếu biểu thức động lượng xác định vận tốc v1,

Lời giải: + Xét va chạm xảy thời gian ngắn

+ Chọn chiều dương theo chiều chuyển động xe ( v1 ). + Áp dụng ĐLBT động lượng ta có: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' (*)

+ Giả sử sau va chạm xe chuyển động theo chiều dương v1 ( 

v2↑↑v1 )

+ Chiếu PT (*) lên chiều dương ta có: m1v1 + = m1v1’ + m2v2’

⇒v1'

=m1v1− m2v2 '

m1 =

3 4−5 3 =−1

v1’ < chứng tỏ sau va chạm chuyển động theo chiều ngược lại

Nhận xét: Học sinh gặp khó khăn chuyển biểu thức động lượng dạng vectơ sang biểu thức đại số để tính tốn

b2: Sau va chạm vật chuyển động khác phương Bài tập 2:

Một viên đạn khối lượng 2kg bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s nổ thành mảnh khối lượng Mảnh thứ bay lên với vận tốc 250m/s theo phương lệch góc 600 so với đường thẳng đứng

Tóm tắt:

m = 2kg v = 250m/s m1 = m2 = 1kg v1 = 500m/s

(v1;v2)=60

0 v 2=? Hướng dẫn:

+ Vẽ hình biểu diễn vectơ động lượng + Vận dụng ĐLHS cosin xác định P2 + Xác định góc β=(P2,P)

Lời giải: - Hệ viên đạn trước sau nổ hệ kín do: + Nội lực lớn nhiều so với ngoại lực

+ Thời gian xảy tương tác ngắn

- Động lượng hệ trước va chạm: p = m.v = 2.250 = 500 (kgms-1) - Động lượng mảnh thứ nhất: p1 = m.v = 1.500 = 500 (kgms-1) = P - Áp dụng ĐLBT động lượng ta có: P=P

1+P2 Theo định lý hàm số cosin cho tam giác OAB ta có:

P2

=P12+P22−2P1P2cosα ¿2P2(1−cosα) P2=P√2(1−cosα)=500√2(1−1

2)=500 (kgms

-1) ⇒P

2=P=m2v2⇒v2=500 (m/s)

⇒ ∆OAB ⇒ = 600

1

P O

α

A B

β

2

P

Vậy sau đạn nổ mảnh thứ hai bay lên với vận tốc v2 = 500m/s tạo với phương thẳng đứng góc = 600

Nhận xét:

+ Học sinh khó khăn biểu diễn vectơ động lượng xác định vectơ tổng. + Không xác định phương chuyển động mảnh thứ 2.

+ Đây tốn tương đối khó nên học sinh khó nắm bắt u cầu học sinh trình làm cần nắm kĩ phương pháp chốt kiến thức quan trọng

b3: Bài toán chuyển động tên lửa Bài tập 3:

Một tên lửa có khối lượng tổng cộng 100T bay với vật tốc 200m/s Trái đất (tức thời) 20T khí với tốc độ 500m/s tên lửa Tính vận tốc tên lửa sau khí phía sau (ngược chiều bay)

Tóm tắt:

M = 100T V = 200m/s

m = 20T v = 500m/s Khi v ↑↓V Tìm V’ = ? Lời giải:

- Hệ tên lửa khí trước sau hệ kín - Gọi M, M’ khối lượng tên lửa trước sau khí

- Gọi V ,V ' là vận tốc tên lửa so với trái đất trước sau khí có khối lượng m

- v vận tốc lượng khí so với tên lửa

⇒ Vận tốc lượng khí so với Trái đất là: (V+ v)

- Áp dụng ĐLBT động lượng ta có: MV=(M −m)V '+m(V+v) (*) Chọn chiều dương theo chiều chuyển động tên lửa

Khi khí phía sau: tên lửa tăng tốc

Do v ↑↓V⇒ (*): MV = (M – m).V’ + m(V – v)

⇔V '=MV− m(V − v) M −m =V+

m

M − m.v ¿200+ 20

100−20 500=325 (m/s) > V Nhận xét:

+ Đây tập tương đối khó học sinh khó hình dung q trình tăng tốc tên lửa nhờ khí ra.

Nên để học sinh làm tốt cần hướng dẫn:

+ Nêu nguyên tắc chuyển động tên lửa + Chọn gốc quy chiếu chiều dương

+ Biết vận dụng công thức vận tốc để xác định vận tốc tên lửa sau khí

c.Các tập bổ sung dạng tập yêu cầu học sinh nhà làm : Bài 1: Một toa xe có khối lượng m = 5,4 T chạy với vận tốc v1 = 5m/s đến va chạm vào toa xe đứng yên có khối lượng m2 = 4T Toa xe chuyển động với vận tốc v2 = 4,5m/s Hỏi toa xe thứ chuyển động sau va chạm

Bài : Bắn bi thủy tinh (1) có khối lượng m với vận tốc m/s vào hịn bi thép (2) đứng n có khối lượng 3m Tính độ lớn vận tốc hịn bi sau va chạm? Cho va chạm trực diện, đàn hồi

Bài 4: Một viên bi có khối lượng m1 = 500g chuyển động với vận tốc v1 = 4m/s đến va chạm vào bi thứ hai có khối lượng m2 = 300g Sau va chạm chúng dính lại với chuyển động theo hướng vng góc với viên bi m1 ban đầu với vận tốc v = 3m/s Tính vận tốc v2 viên bi m2 trước va chạm

Bài 5: Một người có khối lượng 50kg đứng toa xe 200kg chạy đường ray nằm ngang với vận tốc 4m/s Bỏ qua ma sát xe Tính vận tốc xe sau người nhảy xuống trường hợp sau :

a) Nếu người nhảy phía sau với vận tốc 2m/s b) Nếu người nhảy phía trước xe với vận tốc 3m/s

Trên dạng tập áp dụng giảng dạy hai lớp 10B6,7 Có một số dạng tập yêu cầu cao giáo viên hướng dẫn kĩ hướng dẫn cho học sinh phương pháp giải đa số học sinh tiếp thu hiểu

bài.Trong trình giảng dạy giáo viên hướng dẫn học sinh kĩ tính tốn, sử dụng máy tính để đạt hiệu cao làm tập.

C KẾT LUẬN CHUNG I Hiệu sáng kiến kinh nghiệm :

Qua thực tế dạy lớp 10B6,7 với thời lượng tiết tập giáo viên minh hoạ bước giải toán qua tập cho học sinh nghiên cứu nhà Kết quả, học sinh tích cực tham gia giải tập, nhiều em tiến nhanh, nắm vững kiến thức thu kết sau cho làm kiểm tra tự luận với nội dung áp dụng định luật bảo toàn động lượng, cụ thể :

Tổng số học

sinh Từ – 6,4

Từ 6,5 -7,9

trên

10B6 39(hs) (hs) 10(hs) 9(hs) 13(hs)

10B7 37(hs) 3(hs) 7(hs) 15(hs) 12(hs)

II.Bài học thực tế :

- Học lực học sinh chủ yếu trung bình, khả tư cịn hạn chế, mong muốn em tiếp thu lúc toàn kiến thức mà phải đưa dạng tốn, ví dụ cụ thể, cách nhận dạng tốn sau đưa cách giải hướng dẫn em làm để có kết cao

- Đến tiết tập, giáo viên tổ chức hướng dẫn học sinh trình bày giải chi tiết, nhiều em tham gia giải tập, kích thích khả độc lập, sáng tạo học sinh

- Thông qua kiểm tra, đánh giá, sau lần kiểm tra em giữ lại đề tự nghiên cứu nhà, thông báo cụ thể thang điểm học sinh tự chấm điểm sau đợt kiểm tra, thông qua cách tự xem lại kiểm tra lần ôn lại kiến thức

III Kiến nghị :

Sau thực đề tài thực tế giảng dạy, xin có đề xuất sau để giúp em có nhìn tổng quan phương pháp giải tập Vật lý nói chung tập liên quan đến ĐLBT động lượng nói riêng Tạo hứng thú say mê học tập môn Vật lý Từ phát huy khả tự giác, tích cực học sinh, giúp em tự tin vào thân gặp tốn mang tính tổng qt

Thứ 1: Rất mong BGH tạo điều kiện trang bị thêm phịng học vật lí đa năng để học sinh học tiếp cận tự làm thí nghiệm giáo viên thuận tiện trong cơng tác chuẩn bị làm thí nghiệm biểu diễn.

Thứ 2: Trong kiểm tra dù kiểm tra tiết nên tổ chức kiểm tra chung để em có tính độc lập, khơng trao đổi làm bài, cọ xát giúp cho em có thức học nữa.

Thứ 3: GVCN lớp cần có tác động cụ thể để em học phụ đạo đầy đủ hiệu hơn.

Cuối đề tài nằm phạm vi nhỏ chương trình Vật lí 10CB hy vọng giúp đỡ học sinh nắm vững dạng tập cơ bản dạng tập Tôi mong nhận xét q lãnh đạo, đồng nghiệp để tơi hồn thiện Sáng kiến kinh nghiệm

Tơi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Sách giáo khoa Sách tập Vật lí 10CB

2.Sách giáo khoa Sách tập Vật lí 10NC

3.Bài tập nâng cao VẬT LÍ THPT TẬP I Vũ Thanh Khiết

NXB Đại học Quốc gia Hà nội

4.Phương pháp giải tốn nâng cao Vật lí 10 Lê Văn Thơng

NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

MỤC LỤC

A – ĐẶT VẤN ĐỀ :

I Lí chọn đề tài Trang II Mục tiêu đề tài Trang III Thời gian thực ………Trang IV Đối tượng phạm vi nghiên cứu……… Trang B- GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:

I Cơ sở lí luân nghiên cứu……….Trang II Thực trạng học sinh……… Trang III.Kiến thức Trang 1.Kiến thức toán học

2.Kiến thức vật lí

IV.Các toán Trang A CÁC DẠNG

Các dạng tập

Dạng 1: Tính động lợng Trang Dạng 2: Độ biến thiờn động lượng Trang Dạng 3: Bài tập định luật bảo toàn động lượng Trang 11 C- KẾT LUẬN CHUNG: