Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương các định luật bảo toàn vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm mathematica

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HOÀNG MƠ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ”- VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HOÀNG MƠ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Tôn Tích Ái HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn kết trình học tập nghiên cứu Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội Với tình cảm chân thành, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cô trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội quan tâm, giúp đỡ trình học tập thực đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo GS.TS TơnTích Ái Mặc dù bận nhiều công việc, thầy quan tâm, khích lệ, để em có cách làm việc khoa học , hiệu hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo tổ vật lí trường THPT Lý Tử Tấn, cảm ơn bạn học viên thạc sĩ Lý luận phương pháp dạy học Vật lý, em học sinh, người thân gia đình bạn bè tạo điều kiện thuận lợi, động viên thực đề tài Đặc biệt, em gửi tình cảm lời cám ơn đến anh Vương Minh bên động viên hai mẹ hoàn thành luận văn Cuối cùng, dù tâm huyết cố gắng xong luận văn chắn cịn nhiều thiếu sót Kính mong dẫn nhà khoa học bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Học Viên Nguyễn Thị Hoàng Mơ i DANH MỤC VIẾT TẮT ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông CNTT Cơng nghệ thơng tin BTVL Bài tập Vật lí THPT Trung học phổ thông TBDH Thiết bi dạy học PTDH Phương tiện dạy học ii MỤC LỤC Lời cảm ơn ……… ……………….………………………………………… i Danh mục viết tắt…… ………….…………………………………………… ii Mục lục…………… ……… ……………………………………………… iii Danh mục bảng…… …………………………………………………… vi Danh mục hình … ………………………………………………… .vii MỞ ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Quan điểm đại dạy học 1.1.1 Bản chất trình dạy học 1.1.2 Các nhiệm vụ trình dạy học 1.1.3 Phương pháp dạy học 1.2 Cơ sở lí luận dạy giải tập vật lý phổ thông 1.2.1 Khái niệm tập vật lý 1.2.2 Tác dụng tập vật lý dạy học vật lý 1.2.3 Phân loại tập vật lí 1.2.4 Lựa chọn tập vật lí 12 1.2.5 Hướng dẫn hoạt động giải tập vật lí 13 1.2.6 Những yêu cầu chung dạy học tập vật lí 16 1.3 Vai trò, ý nghĩa Công nghệ thông tin dạy học 17 1.3.1 Dạy học theo quan điểm CNTT 17 1.3.2 CNTT với vai trò PTDH, TBDH 18 1.4 Vài nét Mathematica 18 1.4.1 Mathematica hệ thống thực phép tính 18 1.4.2 Vẽ đồ thị 19 1.4.3 Mathematica ngôn ngữ lập trình 20 1.4.4 Mathematica hệ thống biểu diễn kiến thức toán học 21 1.4.5 Mathematica mơi trường tính tốn 21 1.4.6 Các lệnh Mathematica 22 1.4.7 Các lệnh Mathematica tính tốn số 22 iii 1.4.8 Đồ họa Mathematica 25 Kết luận chương 33 Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VỚI HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATHEMATICA VÀO CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” SGK VẬT LÍ 10 THPT 34 2.1 Phân tích nội dung khoa học kiến thức chương “ Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT 34 2.1.1 Động lượng 34 2.1.2 Công công suất 36 2.1.3 Động 37 2.1.4 Trường lực 39 2.1.5 Thế 40 2.1.6 Định luật bảo toàn trường lực 40 2.2 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo tồn” chương trình vật lý 10 41 2.2.1 Vị trí chương “Các định luật bảo tồn chương trình vật lý phổ thông 41 2.2.2 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo tồn” chương trình vật lý 10 42 2.2.3 Nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 44 2.3 Mục tiêu dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” 48 2.3.1 Mục tiêu kiến thức trình độ nhận thức 48 2.3.2 Kỹ học sinh học chương “Các định luật bảo toàn” 52 2.4 Phân loại tập vật lý chương “Các định luật bảo toàn” 53 2.5 Xây dựng hệ thống tập chương “ Các định luật bảo toàn” 54 2.5.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập 54 2.5.2 Hệ thống tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 55 2.6 Dự kiến sử dụng hệ thống tập soạn thảo dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 62 2.7 Lựa chọn số tập chương “Các định luật bảo tồn” có sử dụng phần mềm Mathematica 62 iv 2.8 Giáo viên sử dụng phần mềm Mathematica để hướng dẫn học sinh giải tập chương “ Các định luật bảo toàn” 63 2.8.1 Phương pháp chung 63 2.8.2 Hướng dẫn học sinh 63 Kết luận chương 82 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 83 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 83 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 83 3.4 Thời điểm thực nghiệm sư phạm 84 3.5 Phân tích kết thực nghiệm sư phạm 84 3.5.1 Tiêu chí để đánh giá 84 3.5.2 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 84 3.5.3 Sơ đánh giá hiệu tiến trình dạy học soạn thảo 85 3.5.4 Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức học sinh 86 Kết luận chương 91 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC 96 v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 : Kết kiểm tra 30 phút 87 Bảng 3.2: Các thông số đặc trưng xử lý sau tiến hành TNSP nhóm TN nhóm ĐC 88 Bảng 3.3: Giá trị tham số trung bình cộng ( X ), phương sai (S2), độ lệch chuẩn (S), hệ số biến thiên (V) 88 Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất (Wi) 88 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần số tích lũy (  i ) 89 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ mơ tả đặc điểm phương pháp dạy học Hình 1.2 Sơ đồ phân loại tập vật lí Hình 1.3: Đồ thị hàm Cos(xy) dạng 3D 20 Hình 1.4: Đồ thị hàm 1+sin(2t) hệ tọa độ cực 20 Hình 1.5: Đồ thị hàm số f(x)= 4x^3+6x^2-9x+2 25 Hình 1.6: Đồ thị hàm f(x), g(x), h(x) 27 Hình 1.7 : Đồ thị hàm y(x) với x= sint ; y=sin2t 28 Hình 1.8 Đồ thị hàm hai biến ba chiều f(x,y) = x2/4 +y2/16 đoạn [-5,5] 28 Hình 1.9 : Đồ thị tham số : x=cost, y=sint, z=t/5 khoảng biến thiên t từ : 0, 8Pi 29 Hình 1.10 : Đồ thị tham số x=tcos2t, y=tsin2t, z=t/5 khoảng biến thiên t từ : 0, 8Pi 29 Hình 1.11: Đồ thị động sóng hình Sin 31 Hình 1.12: Đồ thị đường xoắn ốc động 31 Hình 2.1 Vectơ động lượng p⃗ 34 Hình 2.2 Hình vẽ hệ kín gồm chất điểm 35  Hình 2.3 Chất điểm khối lượng m chịu tác dụng lực F chuyển dời từ vị trí sang vị trí 37 Hình 2.4 Chất điểm chuyển động từ vị trí M đến vị trí N 39 Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo tồn” 45 Hình 2.6 Sơ đồ phân loại tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 53 Hình 2.7 Hình cho 14 58 Hình 2.8 Hình cho 15 58 Hình 2.9 Hình cho 16 59 Hình 2.10 Mô cho tập 65 Hình 2.11 Mơ cho tập 2ª 67 Hình 2.12 Mơ cho tập 2b 68 Hình 2.13 Mơ cho tập 2c 69 Hình 2.14 Mơ cho tập 71 Hình 2.15 Mơ cho tập 15 74 vii Hình 2.16 Hình cho lời giải 16 74 Hình 2.17 Mơ cho 16 75 Hình 2.18 Hình cho lời giải 17 76 Hình 2.19 Mơ cho 17 78 Hình 2.20 Mơ cho 20 81 Hình 3.1 Đồ thị đường phân bổ tần suất 89 Hình 3.2 Đồ thị đường phân bố tần suất tích lũy  i % 90 viii KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Đối chiếu với mục đích nghiên cứu, đề tài luận văn hoàn thành nhiệm vụ đặt - Nghiên cứu quan điểm dạy học đại dạy học, đặc biệt trọng sở lí luận việc dạy giải BTVL, nghiên cứu nội dung phân phối chương trình kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” sách giáo khoa vật lý 10 tài liệu có liên quan nhằm xác định nội dung kiến thức kỹ học sinh cần đạt - Soạn thảo hệ thống tập chương “Các định luật bảo toàn” hướng dẫn học sinh giải hệ thống tập soạn thảo với giúp đỡ phần mềm Mathematica giúp học sinh vận dụng kiến thức, kĩ biết, mà cịn giúp học sinh hình thành kiến thức, kĩ phát triển lực giải vấn đề - Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học soạn thảo để đánh giá hiệu hệ thống tập xây dựng hoạt động hướng dẫn giải BTVL giáo viên giáo viên sử dụng phần mềm Mathematica phát triển tính tích cực học tập lực sáng tạo học sinh Tuy vậy, đề tài tồn số hạn chế sau: - Khi thực giảng có hỗ trợ phần mềm Mathematica thời gian cần thiết để chuẩn bị nhiều giáo viên phải có trình độ hiểu biết định tin học ngoại ngữ, đặc biệt phải nắm rõ phần mềm Mathematica - Tính ứng dụng đề tài chưa phổ biến với lí do: Để giảng dạy với hỗ trợ phần mềm Mathematica cần phải có phịng học trang bị máy chiếu, tối thiểu phải có máy chiếu Projecter máy vi tính cài đặt phần mềm Mathematica Do đó, việc ứng dụng hạn chế trường có đầy đủ điều kiện tối thiểu - Các chuyển động thực phần mềm magn tính mơ Ở đó, người viết chương trình lí tưởng hóa điều kiện xảy tượng, yếu tố khách quan tác động tới q trình thí nghiệm bỏ qua Do điều kiện thời gian, không gian khuôn khổ thực luận văn nên chắc tránh khỏi hạn chế, thiếu xót, tơi mong nhận ý 92 kiến đóng góp thày giáo bạn đồng nghiệp để luận văn tơi hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tơn Tích Ái,Phương pháp số, NXB ĐHQG Hà Nội, 2001 Tơn Tích Ái,Phần mềm tốn cho kỹ sư, NXB ĐHQG Hà Nội, 2005 Tơn Tích Ái,Sử dụng phần mềm Mathematica vật lý phổ thông, NXB ĐHQG Hà Nội, 2001 Tơn Tích Ái, Cơ sở Vật lý tập I: Cơ học – Nhiệt họ, NXB Văn hóa dân tộc, 2013 Lương Dun Bình (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi – Tô Giang – Vũ Quang – Bùi Gia Thịnh,Sách giáo viên vật Lý 10, Nxb Giáo dục, 2012 Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên kiêm Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi – Tô Giang – Trần Chí Minh – Vũ Quang – Bùi Gia Thịnh,Vật Lý 10, Nxb Giáo dục, 2006 Lương Duyên Bình,Vật lý đại cương, NXB Giáo dục, 1998 Vũ Cao Đàm,Phương pháp luận nghiên cứu Khoa học, NXB KH&KT, Hà Nội, 1998 Vũ Thanh Khiết (Chủ biên), Đỗ Hương Trà –Vũ Thị Thanh Mai – Nguyễn Hoàng Kim,Phương pháp giải tốn Vật lí 10, NXB Giáo dục Việt Nam, 2009 10 Ngô Diệu Nga,Bài giảng chuyên đề phương pháp nghiên cứu khoa học dạy học Vật Lý, 2003 11 Ngơ Diệu Nga, Bài giảng chun đề phân tích chương trình vật lý phổ thơng, 2005 12 Phạm Xn Quế, Sử dụng máy tính hỗ trợ việc xây dựng mơ hình dạy học vật lý, Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục, số 4/2000 13 Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng – Phạm Xuân Quế, Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng, NXB Đại học Sư phạm,2003 14 Đỗ Hương Trà,Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy học Vật Lý, Hà Nội, 2008 94 15 Đỗ Hương Trà (Chủ biên), Phạm Gia Phách,Dạy học tập vật lý trường phổ thông, Nxb Đại học sư phạm, 2009 16 Thái Duy Tuyên,Phương pháp dạy học truyền thống đổi mới, NXBGD, Hà Nội, 2008 95 PHỤ LỤC Phụ lục 1:BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Câu 1: Chọn câu trả lời đúng: A Xung lực (F.∆ ) lớn lực tác dụng lâu B Xung lực luôn biến đổi động lượng vật C Động lượng vật phụ thuộc vào tốc độ thay đổi vận tốc D Động lượng có hướng với vận tốc E Với xung lực, vật nặng có động lượng lớn vật nhẹ F Khi biết vận tốc vật ta xác định động lượng khơng biết khối lượng G Một bong đập vào tường nảy trở lại với vận tốc lớn vận tốc trước đập vào tường Động lượng khơng thay đổi H Va chạm mềm khơng tn theo định luật bảo tồn động lượng Câu 2: Khi prôtôn đến va chạm với nơtron, bị notron hấp thụ tạo thành đơ-te-ron Giả sử va chạm thế,prôton chuyển động theo phương ngang hướng sang phải nơtron chuyển động theo phương thẳng đứng hướng lên Khối lượng prôton khối lượng nơtron : m = 1,67.10-27 kg Khối lượng đơ-te-ron 3,34.10-27 kg Vận tốc proton là: 6.106 m/s Vận tốc nơtron :3.106 m/s Độ lớn động lượng proton là: A 5,01.10-27 kg.m/s C 10,0 kg.m/s -21 B 10,0.10 kg.m/s D.10,0.1027 kg.m/s Độ lớn động lượng nơton là: A 5,01.10-21 kg.m/s C.10,0.1021 kg.m/s B 10,0.10-27 kg.m/s D.5,01 kg.m/s Độ lớn động lượng đơ-te-ron là: A 5,01.10-21 kg.m/s C.11,2.10-21 kg.m/s B 6,1.10-21 kg.m/s D 10.10-21 kg.m/s Hướng vecto động lượng đơ-te-ron so với phương nằm ngang là: A 10,00 B 26,50 C 63,50 D 116,50 Vận tốc đơ-te-ron sau va chạm là: A 3,35.106 m/s C 6.106 m/s B 33,5.106 m/s D.3.106 m/s Câu 3: Hai viên bi chuyển động lại gần với vận tốc m/s Chúng có khối lượng 0,25 kg 0,5 kg 96 Biết va chạm va chạm mềm, vận tốc chung hai viên bi sau va chạm là: A m/s B.2,67 m/s C.4,67 m/s D.8 m/s Chiều vecto vận tốc có chiều với vecto vận tốc viên bi có khối lượng 0,25kg trước va chạm khơng? A Có B Khơng C Khơng xác định Câu Đánh giá công thực trường hợp sau, vecto AB biểu diễn vecto dịch chuyển lực ln có giá trị 10N B B (a) (c) ⃗ A B 60 (b) ⃗ A ⃗ A 20 m 30 (d) 15 m 20 m 135 B A Trường hợp Công (J) (a) (b) ⃗ (c) (d) Câu 5: Một lị xo có độ cứng k = 80N/m Khi bị nén ngắn lại 10 cm so với chiều dài tự nhiên ban đầu Khi xuất lực đàn hồi có độ lớn là: A N B N C 80 N D 800 N Lị xo có đàn hồi là: A J B 0,4 J C 0,8 J D 4000 J Câu 6: Một lực 25N tác dụng giây lên vật kg đặt mặt phẳng nhẵn nằm ngang ( không ma sát) Gia tốc vật là: A m/s2 B.5 m/s2 C.10 m/s2 D 25 m/s2 Xung lực tác dụng là: A N.s B.25N.s C.125N.s D.250N.s Độ biến thiên động lượng vật là: A 0kg.m/s B.25 kg.m/s C 125 kg.m/s D 250 kg.m/s Độ biến đổi vận tốc vật là: A 0m/s B.5 m/s C.25 m/s D 250 m/s 97 Sự thay đổi động vật là: A J B 25 J C 625 J D 1562,5 J Câu 7: Một viên bi khối lượng 100g lăn vòng xiếc ( hình) với vận tốc ban đầu Lấy g = 9,8 m/s2 A Thế bi A so với mặt nằm ngang qua B: 4m A 0J B 1,96J C.3,92J Động vật A: A 0J B 1,96J C.3,92J Động vật B: A 0J B 1,96J C.3,92J Động vật C ( điểm cao vòng tròn): A.0J B 1,96J C.3,92J Vận tốc vật C: A 0m/s B 3,13 m/s m/s C 6,26 m/s 98 C D=2 D 39,2J m D 39,2JB D 39,2J D 39,2J D 19,6 PHỤ LỤC BÀI GIẢI TÓM TẮT VÀ ĐÁP SỐ CÁC BÀI TẬP KHƠNG HƯỚNG DẪN GIẢI I BÀI GIẢI TĨM TẮT CÁC BÀI TẬP TỰ LUẬN KHÔNG HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 3: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: m1 ⃗ + 0⃗ = ( m1 + m2) ⃗ => ⃗ = ⃗ Thay số vào ta được: v = , ≈ 1,45 (m/s) = Bài 4: Coi người xe hệ kín, chọn chiều dương chiều chuyển động xe ban đầu m1 ⃗ + m2 ⃗ = ( m1 + m2) ⃗ => ⃗ = ⃗ ⃗ a Khi người xe chuyển động chiều : ⃗ ↑↑ ⃗ => v= = ≈ 3,38 ( m/s) b Khi người xe chuyển động ngược chiều : ⃗ ↑↓ ⃗ => v= = ≈ 0,31 ( m/s) Bài 5: Bỏ qua lực ma sát, lực cản… hệ (súng + đạn) coi hệ lập Vì vậy, động lượng hệ trước sau bắn bảo toàn   Ban đầu hệ đứng yên, tổng động lượng hệ khơng: p   Khi đạn có khối lượng m bắn với vận tốc v sung có khối lượng M chuyển     m  v M  động với vận tốc V , tổng động lượng hệ bằng: p '  mv  MV    Theo định luật bảo toàn động lượng: mv  MV   V    Vậy súng chuyển động với vận tốc V ngược với chiều đạn bay Bài6 : 99   Vận tốc thuyền V phụ thuộc vào vận tốc nước v theo công thức:  m  V   v chứng tỏ thuyền chuyển động ngược chiều người M Bài :  Vận tốc chuyển động tên lửa sau khí V phụ thuộc vào vận tốc   khí v theo công thức: V   m  v , chứng tỏ tên lửa chuyển động M ngược với chiều chuyển động khí Bài 8: p O t Bài 9: ⃗ Công lực thùng trượt là: AF = F.s cos α = 150 15 cos 45o = 1125.√2 (J) Công trọng lực : AP = (J) Bài 10: 45 Thời gian rơi vật 2h  g t 2.10  1.41s > 1.2s => Tại thời điểm t1 = 1.2s vật chưa chạm đất 10 Quãng đường vật rơi sau t = 1.2s s gt  10.1.2  7.2m 2 Công trọng lực thực khoảng thời gian t = 1.2s A = P.s = m.g.s = 2.10.7.2 = 144J Cơng suất trung bình trọng lực thời gian 1.2s  tb  A 144 =  120W t 1.2 Công suất tức thời trọng lực thời điểm t = 1.2s 100  tt  Pv  mg t  2.100.1,2  240W Bài 11: Người ta dùng khái niệm công suất để biểu thị tốc độ thực công vật (người, máy…) Nói cách khác cơng suất đại lượng đặc trưng cho khả thực công nhanh hay chậm vật Một máy có cơng suất lớn thời gian để thực công cho trước ngắn Bài 12: Áp dụng công thức:    A = Fv với cơng suất không đổi động ô t tô, xe máy lực kéo tỉ lệ với vận tốc ô tô, xe máy Khi xe lên dốc, cần có lực kéo khoẻ phải chuyển đổi bánh hộp số số nhỏ cho trục quay chậm Ngược lại, xe chạy đường phẳng cần lực kéo nhỏ, người lái xe gài số lớn để trục quay nhanh khiến xe đạt vận tốc lớn Bài 13: h = g t2 A = P h = mgh = mg2t2 Vẽ đồ thị: A A Bài 18: h O O t Lời giải : Tính độ cứng k lò xo: F = kx 60 = k.0,2  k= 300 (N/m) a Khi số đọc 40N: 40 = 300.x x = = (m) ; = 300 ( ) =2,67 (J) b Khi lò xo bị nén 20 cm: = = 300 (0,2) = (J) c Khi treo vật khối lượng m =4kg; F= 9,8 = 39,2 ( N) Ta có: 39,2 = 300 xx = , 101 = = 300 ( , ) = 2,56 ( J) Bài21: a) Công lực kéo lực ma sát là: AF = F.s.cos α = 300 20 cos 30o = 5196,2 (J) Ams = Fms s cos 180o = - Fms s = - 200 20 = - 4000 (J) b) Áp dụng định lý động năng, ta có: A = Wđ - Wđo  AF + Ams = Wđ - Wđo Wđ = AF + Ams = 5196,2 + (-4000) = 1196,2 (J) Bài 22: Áp dụng công thức Wt = m.g.z => z  Wt   0.1m mg 1.10 Hướng dẫn giải 23: mv02= mghmax => hmax = a) = = 2,45 (m) b) Wt = Wđ , mà Wt +Wđ = W => Wt =  mgh1 = mghmax h1 = = 1,225 (m) c) W’t = 4.W’đ , mà W’t +W’đ = W => W’t= W  mgh’= mghmax h’ = hmax h’ = 1,96 (m) Bài 24: a) Wđ = Mv2 = 10000 ( )2 = (J) b) W’đ = Wđ  mv’2=  v’= ( ) = 300 (km/h) 102 Bài 25: Áp dụng định luật bảo toàn cho vật thời điểm ném vật thời 2 điểm vật rơi xuống chạm mặt đất ta có: Wo = W => mvo2  mv => v = vo Như vậy, vận tốc vật chạm đất có độ lớn vận tốc vật lúc ném từ mặt đất lên Bài 26: Ở độ cao h, bóng Wo, Khi bóng rơi chạm đất bóng chịu thêm tác dụng lực ma sát bóng sàn nên bóng khơng bảo tồn mà phần bóng chuyển hố thành nhiệt Do đó, bóng độ cao h’ W < Wo  mgh’ < mgh  h’ < h Vậy bóng nảy lên với độ cao h’ ln nhỏ h Bài 27: Lời giải: Wđ  mv  mgh Wđ  1 mv  mg t 2 - Từ công thứcliên hệ động Wđ với quãng đường h (động Wđ tỉ lệ thuận với h) ta vẽ đồ thị động Wđ theo h đường thẳng qua gốc tọa độ - Từ công thứcliên hệ động Wđ với thời gian t vật rơi tự (động Wđ tỉ lệ thuận với t ) ta vẽ đồ thị động Wđ theo t nửa prabol có đỉnh gốc tọa độ Wd Wd t h O II.ĐÁP SỐ CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN O Câu 1: A, B, D Đáp án: Câu 2: 1.B; 2.A; 3.C; 4.B; 5.A 103 Câu 3: 1.B; 2.B Câu Trường hợp (a) Công (J) (b) 75 (c) 173 Câu 5: 1.B ; 2.B Câu 6: 1.B; 2.C; 3.C; 4.C; 5.D Câu 7: 1.C; 2.A; 3.C; 4.B; 5.C 104 (d) -141 PHỤ LỤC NỘI DUNG, ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM BÀI KIỂM TRA Bài 1: (4 điểm) Tìm tổngđộng lượng hệ hai vật m1 = 3kg, m2 = 6kg chuyểnđộng với vận tốc v1 = m/s, v2 = m/s ba trường hợp: a Cùng chiều b Ngược chiều c Vng góc với * Đáp án thang điểm Bài 2(6 điểm) : Một búa máy khối lượng M = 500kg rơi từ độ cao z = 3.6m xuống đập vào cọc bê tông khối lượng m = 100kg Va chạm mềm búa cọc chuyển động lún xuống đất a) Tìm vận tốc búa chạm cọc b) Tìm vận tốc sau va chạm hệ búa – cọc c) Xác định phần động tiêu hao chuyển thành nhiệt * Đáp án thang điểm Đápán Thang điểm Bài a Tínhđược tổngđộng lượng hệ: p = m1v1 + m2v2 = 36(kg.m/s) 1đ b Tínhđược tổngđộng lượng hệ: p = m1v1 – m2v2 = 1đ c Tínhđược tổngđộng lượng hệ: 2đ p  (m1v1 )  (m2 v2 )  18 (kg.m / s) Bài 2: a Viết biểu thức định luật bảo toàn cho búa từ lúc bắt đầu rơi đến chạm cọc: Mgz  MV Tínhđược vận tốc búa 1đ chạm cọc: 1đ V  gz  2.10.3.6  2m / s 105 b Viếtđược biểu thức củađịnh luật bảo toànđộng lượng cho hệ búa 1đ - cọc trước sau va chạm: MV = (M + m)v Tínhđược vận tốc sau va chạm hệ búa - cọc: 1đ M 500 v V   2m / s M m 600 c Tínhđược phầnđộng bị tiêu hao:  Wd = MV M  m 500.(6 ) 600 (5 )  v    3000 J 2 2 Tổng điểm 106 2đ 10đ ... HOÀNG MƠ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG... ? ?Các định luật bảo toàn? ?? 53 2.5 Xây dựng hệ thống tập chương “ Các định luật bảo toàn? ?? 54 2.5.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập 54 2.5.2 Hệ thống tập chương ? ?Các định luật bảo toàn? ??... phần bổ trợ cho việc giảng dạy tập vật lý phổ thông Xuất phát từ vấn đề trên, chọn đề tài: ? ?Xây dựng hướng dẫn giải tập chương “ Các định luật bảo toàn? ?? Vật lý 10 với hỗ trợ phần mềm Mathematica? ??