SKKN: Sử dụng các định luật bảo toàn để giải các bài toán va chạm

Mục tiêu nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm này là hhệ thống kiến thức cơ bản, phân loại các dạng bài cơ bản, nâng cao về các bài toán va chạm trong chuyển động cơ học trong một hệ cô lập, nhằm giúp cho học sinh lớp 10 tiếp thu dễ dàng, tạo tiền đề để giải được các bài toàn về phản ứng hạt nhân trong chương trình vật lí lớp 12 - ôn thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH - CĐ. Sau khi áp dụng chuyên đề, học sinh thấu hiểu hiện tượng, biết cách làm các bài tập đáp ứng các yêu cầu trong các kỳ thi .

Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng định luật bảo tồn để giải tốn va chạm I Phần Mở Đầu Cơ sở khoa học: 1.1 Cơ sở lý luận: Các định luật Bảo tồn có vai trị vô quan trọng việc giải vấn đề vật lí nói chung giải tốn vật lí chương trình THPT nói riêng Đối với học sinh, vấn đề khó Các toán va chạm đa dạng phong phú Tài liệu tham khảo thường đề cập tới vấn đề cách riêng lẻ Do học sinh thường khơng có nhìn tổng quan tốn va chạm Hơn toán va chạm em thường xun phải tính tốn với động lượng đại lượng có hướng, loại đại lượng em thường lúng túng viết dạng véc tơ, viết dạng đại số, chuyển từ phương trình véc tơ phương trình đại số nào, đại lượng véc tơ bảo tồn yếu tố bảo toàn 1.2 Cơ sở thực tiễn: Các tốn va chạm khó với học sịnh lớp 10 – THPT Kiến thức nhiều tác đề cập đến tài liệu tham khảo Tuy nhiên tốn va chạm khơng cho trọng tâm chương định luật bảo tòan Học sinh tham khảo khơng có phương pháp tổng quát dạng tập Để phần tháo gỡ khó khăn góp phần tăng tự tin em học tập mạnh dạn đưa đề tài : “ Sử dụng định luật bảo tồn để giải tốn va chạm.” 2.Mục đích nghiên cứu: Hệ thống kiến thức bản, phân loại dạng bản, nâng cao toán va chạm chuyển động học hệ cô lập, nhằm giúp cho học sinh lớp 10 tiếp thu dễ dàng , tạo tiền đề để giải toàn phản ứng hạt nhân chương trình vật lí lớp 12- ơn thi tốt nghiệp THPT, thi tuyeern sinh ĐH - CĐ Sau áp dụng chuyên đề, học sinh thấu hiểu tượng, biết cách làm tập đáp ứng yêu cầu kỳ thi Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Học sinh THPT - Sự vận dụng định luật bảo toàn vào tốn va chạm - Định luật bảo tồn động lượng bảo tồn động tốn va chạm, kiến thức toán va chạm chương trình THPT Kế hoạch nghiên cứu: - Chuẩn bị phương pháp, thư viện tập thuộc chủ đề va chạm, biên soạn cách có hệ thống theo chuyên đề định - Sau học sinh lĩnh hội kiến thức định luật bảo toàn tượcg va chạm chương trình SGK vật lý 10, giảng dạy tập va chạm tập, tự chọn hay chuyên đề triển khai phương pháp đề tài - Kiểm tra, đối chứng trình độ học sinh trước sau học chuyên đề Đánh giá tính hiệu đề tài rút học kinh nghiệm Phương pháp nghiên cứu Khi xác định vấn đề, nhiệm vụ nghiên cứu sử dụng phương pháp sau: - Nghiên cứu sở lý luận tâm lý trình học - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp thống kê Thời gian bắt đầu nghiên cứu hoàn thành đề tài: - Bắt đầu nghiên cứu : Tháng 12 năm 2009 - Hoàn thành: Tháng năm 2010 II Nội dung Tóm tắt lý thuyết 1.1 Các khái niệm  Hệ kín: Hệ không trao đổi vật chất môi trường bên ngồi  Hệ lập : Hệ khơng chịu tác dụng ngoại lực, chịu tác dụng ngoại lực cân  Các định luật bảo toàn ( ĐLBT) : Nói tính bảo tồn đại lượng vật lý vật hệ nhiều vật ( Tính bảo tồn đại lượng vec tơ bảo toàn hướng độ lớn.) 1.2 Động lượng, định luật bảo toàn động lượng  Động lượng vật:  Động lượng vật khối lượng m , chuyển động với vận tốc v :   p  mv • • •   p   v Độ lớn: p = mv Đơn vị: kg m s  Động lượng hệ:   Nếu hệ gồm vật có khối lượng m1, m2, …, mn; vận tốc v1 , v2 ,      p  p1 p2   p n … Động lượng hệ:     Hay: p  m1 v1  m2 v2   mn  Định luật bảo tồn động lượng Hệ kín, lập động lượng hệ bảo tồn * Chú ý: • Động lượng hệ bảo tồn nghĩa độ lớn hướng động lượng khơng đổi • Nếu động lượng hệ bảo tồn hình chiếu véc tơ động lượng hệ lên trục bảo tồn – khơng đổi • Theo phương khơng có ngoại lực tác dụng vào hệ ngoại lực cân theo phương động lượng hệ bảo tồn 1.3 Động năng, năng, định luật bảo toàn  Động : - Động năng lượng mà vật có chuyển động - Động vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v : Wd  m.v2 Đơn vị động năng: J ( jun)  Cơ năng: Cơ vật bao gồm động vật : W = Wđ + Wt - Trong trường trọng lực: Wt= m.g.h trọng trường - Vật chịu tác dụng lực đàn hồi: Wt = k.x2 đàn hồi - Khi tính cần chọn mốc tính Trong cơng thức trên, h – khoảng cách từ vật đến mốc tính năng, x độ biến lệch vật khỏi vị trí chọn làm mốc  Định luật bảo toan : - Cơ vật chịu tác dụng lực bảo toàn W1 + W2 + W3 + … = const Hay W1 + W2 + W3 + … + Wn = W1’ + W2’ + W3’ + … + Wn’ - Trong trường trọng lực, tác cuat trọng lực mà khơng cịn lực khác, bảo toàn m.v W   m.g h  constn - Khi vật bị biến dạng đàn hồi, tác dụng lực đàn hồi bảo toàn m.v k x W    const 2 - Trong trường hợp vị trí vật so với mốc tính khơng đổi ( h; khơng đổi) năg khơng đổi Khí ĐLBT rút gọn ĐLBT động m1 v12 m2 v 22 m v m v ' m v ' m v '2    n n  1  2   n n 2 2 2 1.4 Các khái niệm va chạm:  Va chạm đàn hồi: va chạm động hệ va chạm bảo toàn Như va chạm đàn hồi động lượng động bảo tồn  Va chạm khơng đàn hồi : va chạm kèm theo biến đổi tính chất trạng thái bên vật Trong va chạm không đàn hồi, nội nhiệt độ, hình dạng vật bị thay đổi - Va chạm mền trường hợp va chạn không đàn hồi: Sau va chạm, hai vật dính vào chuyển động với vận tốc - Trong va chạm khơng đàn hồi có chuyển hố động thành dạng lượng khác (ví dụ nhiệt năng) Do tốn va chạm khơng đàn hồi động khơng bảo tồn Thực trạng việc áp dụng định luật bảo toàn vào toán va chạm: - Đa số học sinh khẳng định coi tượng va chạm hệ kín áp dụng ĐLBT động lượng , ĐLBT để giải - Khi bước vào giải, học sinh lại mắc vào việc xử lý dấu vận tốc vật hệ trước sau va chạm dẫn đế n không kết - Việc xử lý biểu thức ĐLBT động lượng dạng vectơ, biếu đổi toán học học sinh lớp 10 thiếu chuẩn xác lúng túng Để khắc phục trạng sau tơi đưa giải pháp phân loại tập tượng va chạm, nêu phương pháp cụ thể áp dụng ĐLBT vào loại tập Các toán va chạm 3.1 Bài toán vật chuyển động trục: 3.1.1 Phương pháp: Bước 1: Chọn hệ trục toạ độ Bước 2: Lập phương trình hệ phương trình + Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dạng đại số + Viết phương trình bảo tồn động (nếu va chạm đàn hồi) Bước 3: Giải phương trình hệ phương trình để suy đại lượng vật lí cần tìm * Chú ý: - Động lượng, vận tốc nhận giá tri (+) véc tơ tương ứng chiều với chiều (+) trục toạ độ - Động lượng, vận tốc nhận giá tri (-) véc tơ tương ứng ngược chiều với chiều (+) trục toạ độ - Trong thực tế không thiết phải chọn trục toạ độ Ta ngầm chọn chiều (+) chiều chuyển động vật hệ 3.1.2.Các dạng tập va chạm:  Xác định vận tốc vật trước sau va chạm  Tính phần có bị suy giảm sau va chạm không đàn hồi  Xác định hướng chuyển động vật sau va chạm 3.1.3 Các tốn ví dụ: Bài 1:( BTVL 10 - Cơ bản) : Va chạm mền Một xe chở cát có khối lượng 38 kg chạy đường nằm ngang không ma sát với vận tốc 1m/s Một vật nhỏ khối lượng kg bay ngang với vận tốc m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát nằm yên Xác định vận tốc xe Xét hai trường hợp a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy b) Vật bay đến chiều xe chạy Lời giải: - Chọn chiều (+) trục toạ độ Ox chiều chuyển động xe cát Gọi: V: vận tốc hệ xe cát + vật sau va chạm V0: vận tốc xe cát trước va chạm v0: vận tốc vật trước va chạm - áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ( M  m).V  M V0  m.v - Chiếu lên trục toạ độ  M  m V  MV0  mv0 V  MV0  mv0 mM a) Vật bay ngược chiều xe chạy: v0  7m / s V 38.1  2(7)  0, 6m / s 38  b) Các vật bay chiều xe chạy: v0  7m / s V 38.1  2.7  1, 3m / s 40 Nhận xét: Trong va chạm mền hệ vật động lượng hệ bảo tồn Để tìm vận tốc hai vật sau va chạm, cách đơn giản áp dụng định luật Phương pháp giải là: Bước1: Căn chuyển động vật trước va chạm, chọn hệ trục toạ độ phù hợp ( Học sinh phải định xem dấu vận tốc rồi) Bước 2: Viết Biểu thức ĐLBT động lượng dạng vec tơ m1 v1  m v  m1 v1 ' m v ' Bước 3: Chiếu biểu thức vectơ lên hệ trục chọn Thay số vào biểu thức đại số , xác định đại lượng cần tìm Bài 2: ( BTVL 10 – Nâng cao): Va chạm đàn hồi: Tính vận tốc hai vật sau va chạm Vật m1 = 1,6 kg chuyển động với vận tốc v1 = 5,5 m/s đến va chạm đàn hồi với vật m2 = 2,4 kg chuyển động chiều với vận tốc 2,5 m/s Xác định vận tốc vật sau va chạm Biết vật chuyển động không ma sát trục nằm ngang Bài giải: Chọn chiều (+) chiều chuyển động vật (1) trước vận chuyển áp dụng định luật bảo tồn động lượng ta có: m1 v1  m v  m1 v1 ' m v ' Chiếu lên trục toạ độ: m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’ (1) Va chạm đàn hồi nên, hệ bảo toàn: 1 1 m1v12  m v 22  m1v '21  m v '22 (2) 2 2  m ( v  v ' )  m ( v 2'  v ) (1) (2)   1 1' ' ' '  m1 ( v1  v )( v1  v1 )  m ( v  v )( v  v )  v1  v1'  v2  v2' Thay số, kết hợp với (1) ta có: 5,5  v1'  2,5  v2'  ' ' 8,8   1, 6.v1  2, 4.v2 Giải hệ ta có:  v '  , m / s   2'  v  1, m / s Nhận xét: Trong va chạm đàn hồi vật : Cả động lượng ( Động năng) hệ bảo tồn Để tìm vận tốc hai vật sau va chạm, cách đơn giản áp dụng hai định luật giải hệ phương trình đại số Phương pháp giải là: Bước 1: Căn chuyển động vật trước va chạm, chọn hệ trục toạ độ phù hợp ( Học sinh phải định xem dấu vận tốc rồi) Bước 2: Viết Biểu thức ĐLBT động lượng dạng vec tơ m1 v1  m v  m1 v1 ' m v ' ( 1) Chiếu biểu thức vectơ (1) lên hệ trục chọn m1 v1  m v  m1 v1 ' m v ' Viết biểu thức ĐLBT năng: 1 1 m1v12  m v 22  m1v '21  m v '22 ( 2) 2 2 Bước 3: Đưa hệ (2), (3) dạng m1(v1  v1' )  m2 (v2'  v2 )  ' ' ' ' m1(v1  v 1)(v1  v1 )  m2 (v2  v2 )(v2  v2 ) Từ rút biểu thức v1’ v2’ v1 '  (m1  m2 )v1  2m2 v (m  m1 )v  2m1v1 v '  m1  m2 m1  m Thay số vào biểu thức đại số , xác định đại lượng cần tìm Bài 3: Một cầu thép khối lượng 0,5kg treo sợi dây dài 70cm, đầu cố định thả rơi lúc dây nằm ngang cầu tới vị trí, phương dây treo thẳng đứng va trạm với khối thép 2,5kg đứng yên mặt bàn không ma sát, va chạm đàn hồi Tìm vận tốc cầu khối lượng sau vận chuyển Bài giải: Gọi v0 vận tốc cầu trước va chạm Theo định luật bảo toàn 1 m o  m g l  m v 02  o 2  v0  gl  2.9, 8.0,  3, m / s - Xét trình trước sau va chạm xem vật chuyển động trục, chọn chiều (+) chiều chuyển động cầu thép trước va chạm - áp dụng định luật bảo tồn động lượng ta có: m1.v0  m2  m1.v1  m2 v2 (1) - Va chạm đàn hồi nên động bảo toàn nên: 1 m1v02  m1v12  m2v22 2 m v  m (v  v ) (1) (2)   22 1  v2  v0  v1 m2v2  m1 (v0  v1 )(v0  v1 ) m v  m1.v1  m2 v2 Kết hợp với (1) ta  v2  v0  v1 Giải ta có: v0 (m1  m2 )  v1  m  m   m v v   m1  m2 (2) (*) Thay số: 3, 7(0,  2, 5)    2, 47 m / s  v1  0,  2,   v  2.0, 5.3,  1, 233 m / s  0,  2, * Nhận xét: v2  chứng tỏ vật chuyển động theo chiều (+) (chiều chuyển động vật m1 ban đầu); v1  : vật chuyển động theo chiều âm (ngược chiều so với chiều chuyển động trước va chạm) - Từ (*) ta thấy: m1  m2  ( v1  ): vật m1 chuyển động theo chiều chuyển động trước va chạm - m1  m2  ( v1  ) vật m1 chuyển động ngược trở lại - m1  m2  ( v1  ) vật m1 đứng yên sau va chạm Bài : Xác định khối lượng vật: Hai cầu tiến lại gần va chạm đàn hồi trực diện với với vật tốc Sau va chạm hai cầu có khối lượng 300g dừng hẳn lại Khối lượng cầu bao nhiêu? Bài giải: Gọi m1 , m2 khối lượng vật, v1 , v2 vận tốc tương ứng - Chọn chiều (+) chiều chuyển động vật m1 trước va chạm - áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: m1v1  m2 v2  m1v1'  m2 v2' (1) Với: v1  v2  v (2) Giả sử: v1'  vật m1 sau va chạm nằm yên Từ (1) (2)  (m1  m2 )v  m2 v2' (3) ' '  v2 phải chuyển động ngược trở lại v2  Điều xảy m1  m2 - Va chạm đàn hồi nên động bảo tồn đó: 1 m1v12  m2v22  m2 v2' (v1'  0) 2 2   m1  m2  v  m2v2' Lấy (5) chia (3) ta được: v2'  (4) (5) m1  m2 v m1  m2 Thay vào (3) ta có:  m1  m2  v  m2 m1  m2 v m1  m2   m1  m2   m2 (m1  m2 )  m1 (m1  3m2 )  m  m2   100 g ( m1 = vơ lí) Quả cầu khơng bị dừng có khối lượng 100 (g) 3.2 Bài tốn vật khơng chuyển động không trục 3.2.1 Phương pháp Cách 1: - Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dạng véc tơ:     p1  p2  p1'  p 2' ( hệ hai vật) - Vẽ giản đồ véc tơ - Thiết lập phương trình hệ phương trình: + áp dụng định lí hình học( pitago, định lí hàm số sin, định lí hàm số cosin, ) lập mối quan hệ độ lớn động lượng hệ trước sau va chạm +Viết phương trình bảo tồn động lượng ( va chạm đàn hồi) - Giải phương trình hệ phương trình tìm đại lượng đề yêu cầu Cách 2: - Chọn trục toạ độ ox hệ toạ độ oxy - Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dạng véc tơ:     p1  p2  p1'  p 2' - Thiết lập phương trình hệ phương trình: Vẽ giản đồ véc tơ chiếu véc tơ lên trục toạ độ, chuyển phương trình véc tơ phương trình đại số Phương trình bảo tồn động lượng( va chạm đàn hồi) - Giải hệ phương trình tìm đại lượng đề yêu cầu 3.2.2 Các tốn ví dụ: Bài 1: ( BTVL 10 – Nâng cao) Một xe cát có khối lượng M chuyển động với vận tốc V mặt nằm ngang Người ta bắn viên đạn có khối lượng m vào xe với vận tốc v hợp với phương ngang góc  ngược lại hướng chuyển động xe Bỏ qua ma sát xe mặt đường Tìm vận tốc xe sau đạn nằm yên cát Bài giải: - Chọn chiều (+) chiều chuyển động của xe  - Xe chịu tác dụng hai lực: trọng lực p , phản lực N đó:   p+ N = Theo phương ngang khơng có lực tác dụng nên động lượng hệ bảo toàn    MV  mv  (M  m)u (1) Chiếu (1) lên ox: MV  mvcos  ( M  m)u u  MV  mvcos M m * Trong thực tế không thiết người làm phải chọn trục ox, trình làm người ngầm chọn chiều (+) chiều chuyển động vật ví dụ chiều chuyển động xe trước va chạm Bài 2: Một xà lan có khối lượng 1,5.105 kg xi dịng sông với tốc độ 6,2 m/s trọng sương mù dày, va chạm vào mạn xà lan hướng mũi ngang dịng sơng, xà lan thứ có khối lượng 2,78.105 kg chuyển động với tốc độ 4,3m/s, Ngay sau va chạm thấy hướng xà lan thứ bị lệch 180 theo phương xi dịng nước tốc độ tăng tới 5,1 m/s Tốc độ dòng nước thực tế 0, vào lúc tai nạn xảy Tốc độ phương chuyển động xà lan thứ sau va chạm bao nhiêu? Bao nhiêu động bị va chạm? Bài giải: y áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có :   ' ' mv  m v  mv  m v 1 2 1 2  P2'  Ph  P2 Chiếu (1) lên trục ox oy ta có : m1v1  m1v1' cos  m2 v2' sin180  ' ' m2 v2  m2 v2 cos18  m1v1 sin  m2 '  , v cos   v  v sin18 1  m1   v , sin   m2  v  v ' cos180 ) 2  m1 180 O  m2 2,78.105 ' v  v cos18 ) 2 4,3  5,1cos180 m 1,5.10  tan     0,311 m 2, 78.105 v1  v2' sin180 6,  5,1.sin18 m1 1,5.105     17,30 Thay vào ta có: v1'  3, 43 m / s + Động hệ trước sau va chạm    P P1 ' x 1 m1v12  m2v22 2 1 Es  m1v12  m2 v,22 2 Et  Động bị sau va chạm : 1 E  Et  Es  m1(v12  v1,2 )  m1(v22  v2,2 ) 2 Thay số : E  1 1,5.105 (6, 2  3, 432 )  2, 78.105 (5,12  4,32 ) 2 E = 0,955 MJ Bài 3: Hai cầu A B có khối lượng m1 m2 với m1 = 2m2 , va chạm với Ban đầu A đứng yên B có vận tốc v Sau va chạm B có vận tốc v/2 có phương chuyển động vng góc so với phương chuyển động ban đầu Tìm phương chuyển động cầu A sau va chạm vận tốc cầu A sau va chạm Biết v = m/s = 2,24 m/s Bài giải  Gọi: p động lượng cầu B trước va chạm   p1, p2 động lượng cầu A B sau va chạm áp dụng định luật bảo tồn động lượng ta có:    p  p1  p2 Ta có giản đồ véc tơ hình vẽ: p12  p2  p22  p2  m1v12  m2v  m22v22 v   m v  m1v  m2   2 1   p m2  v1  v  m s m1  p1 + Phương chuyển động A: v m2 p2 1 tan    p m2 v    26, 570 Sau va chạm phương chuyển động B bị lệch 26,750 so với phương chuyển động ban đầu Bài 4: (Cơ sở vật lí tập I - ĐAVI HALLIDAY – ROBERTRESNICK JEARLWALKER) Trong ván bi a, bi a bị chọc va vào bi a khác đứng yên Sau va chạm bi bi a bị chọc chuyển động với vận tốc 3,5 m/s theo đường làm với góc 220 phương chuyển động ban đầu cịn thứ hai có vận tốc 2m/s Hãy tìm: a Góc phương chuyển động bi a thứ hai phương chuyển động ban đầu bi a chọc b Tốc độ ban đầu bi a chọc c Động có bảo tồn khơng ? Bài giải A P1 Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:    p  p1  p2 Theo hình vẽ: O B   P p  p1cos  p2cos  mv  m v1cos  mv2cos Chia vế cho m ta có: v  v1cos  v2 cos (m1  m2  m) (1) P2 Mặt khác OAB có: P2 P v2 v    sin  sin  sin  sin  v 3,5  sin   sin   sin 220  0, 6556 v2    410 Góc phương chuyển động bi a thứ bi a thứ lúc chưa va chạm vào bi a thứ   410 b) Thay  vào (1) ta có: v  3, 5cos 220  2.cos 410  4, 755 m / s c) Động hệ trước sau va chạm mv 1 E '  mv12  mv 22 2 E Nếu động lượng bảo tồn E  E ' 1 m v  m v12  m v22 2 2 2  mv  m v1  m v2   m v  m v12  m v22 hay  p  p12  p22   p1  p2   v1  v2 Nghĩa :   đây: ( v1 , v2 ) =     220  410  630 trái với (*) Vậy động lượng không bảo tồn Bài 5: (Cơ sở vật lí tập I JEARLWALKER) (*) ĐAVI HALLIDAY – ROBERTRESNICK – Một proton chuyển động với tốc độ 500 m/s va chạm đàn hồi với proton khác đứng nghỉ proton ban đầu bị tán xạ 600 phương ban đầu Xác định phương chuyển động proton bia sau va chạm, vận tốc hai proton sau va chạm Bài giải  Gọi: - p động lượng prôton đạn trước va chạm  - p1 động lượng prôton đạn sau va chạm - p2 động lượng prôton bia sau va chạm áp dụng định luật bảo tồn động lượng ta có:  p A    p  p1  p2 áp dụng định luật cosin OBC ta có: O 600  B C  p2  p p22  p12  p  p1 pcos 600  m v22  m12 v12  m 2v  2m v1v  v22  v12  v  v1v (1) Mặt khác va chạm đàn hồi nên động lượng bảo toàn 2 mv  mv1  mv2 2 2 2  v  v1  v2 (2) Từ (1) (2) ta có: v1 (2v1  v)   v1  (Loại trừ không phù hợp với điều kiện đề bài.) v v1   250m / s Thay vào (1) ta có: v 500 3  433 m/s 2 + Tính góc  v2  Từ định luật bảo toàn Hay 2 mv  mv1  mv2 2 2  (mv)  (mv1 )  (mv1 )2   P  P12  P22  p1  p2    900  600  300 Vậy góc hợp phương chuyển động proton bi a sau va chạm hợp với phương chuyển động proton ban đầu 300 * Nhận xét: Đạn bia khối lượng sau va chạm đàn hồi vật khơng chuyển động trục hướng chuyển động phải vng góc với 3.3 Bài tập Bài 1: (BTVL 10 Nâng cao) Một proton có khối lượng mp = 1,67.10-27kg chuyển động với vận tốc vp = 107 m/s tới va chạm vào hạt nhân heli nằm yên Sau va chạm proton giật lùi với vận tốc vp, = 6.106 m/s hạt heli bay phía trước với vận tốc 4.106 m/s Tìm khối lượng hạt heli Bài 2: (BTVL 10 Nâng cao) Bắn viên đạn có khối lượng 10g vào mẫu gỗ có khối lượng 390g đặt mặt phẳng nhẵn Đạn mắc vào gỗ chuyển động với vận tốc 10 m/s a Tìm vận tốc đạn lúc bắn b Tính động đạn chuyển sang dạng khác Bài 3: Một xe có khối lượng m1 = 1,5kg chuyển động với vận tốc v1 = 0,5 m/s đến va chạm vào xe khác có khối lượng m2 = 2,5 kg chuyển động chiều Sau va chạm hai xe dính vào chuyển động với vận tốc v = 0,3m/s Tìm vận tốc ban đầu xe thứ hai độ giảm động hệ hai xe Bài 4: Sau va chạm hồn tồn khơng đàn hồi, hai vật có khối lượng tốc độ ban đầu chuyển động xa với nửa tốc độ ban đầu chúng Hãy tìm góc giữ vận tốc ban đầu hai vật Bài 5: Sau va chạm hồn tồn khơng đàn hồi, hai vật có khối lượng tốc độ ban đầu chuyển động xa với nửa tốc độ ban đầu chúng Hãy tìm góc vận tốc ban đầu hai vật 4.Kết Trong trình dạy học sinh khối 10 phần kiến thức tơi thử nghiệm với hai nhóm học sinh đánh giá tương đương nhiều mặt trước dạy (kiến thức, tư duy, điều kiện học tập, số lượng ) Nhóm tơi dạy kiến thức không phân dạng bài, không hệ thống hố Nhóm tơi dạy theo phương pháp Kết điểm kiểm tra đối kiến thức tốn va chạm sau: Nhóm 1: ( Tổng số HS :15) Giỏi SL % Khá SL % 26,7 TB SL % 53,3 Yếu SL % 40 Yếu SL % 20 Kém SL % % Kém SL % Nhóm 2: ( Tổng số HS :15) Giỏi SL % 20 Khá SL % 40 TB SL III Kết luận Qua thời gian giảng dạy thấy với việc phân loại tập giúp học sinh có nhìn đắn gặp tốn va chạm Các em khơng cịn túng túng bỡ ngỡ gặp tập Chính mà kết thi đại học thi học sinh giỏi có hiệu định Trong thực tế giảng dạy tơi thấy cịn có nhiều câu hỏi liền với tốn tìm độ nén cực đại lò xo sau va chạm, độ cao cực đại vật, tìm biên độ dao động Tuy nhiên trình độ thời gian có hạn nên chưa thể đề cập tới vấn đề cách sâu rộng mong góp ý đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Tài liệu tham khảo: o Bài tập học ( Dương Trọng Bái – Tô Giang) o 121 Bài tập Vật lý Nâng cao ( Vũ Thanh Khiết – Phạm Quý Tư – Nguyễn Đức Hiệp, …) o Giải toán vật lý 10 ( Bùi Quang Hân) o Bài tập vật lí 10 – Cơ (Lương Duyên Bình – Nguyễn Xn Chi – Tơ Giang - Vũ Quang – Bùi Gia Thịnh) o Bài tập vật lí 10 – Nâng cao( Lê Trọng Tương – Lương Tất Đạt – Lê Chân Hùng – Phậm Đình Thiết – Bùi Trọng Tuân) o Từ điển vật lí ( Dương Trọng Bái – Vũ Thanh Khiết) o Cơ sở vật lí tập I - ĐAVI HALLIDAY – ROBERTRESNICK – JEARLWALKER Mục lục I Phần Mở đầu Cơ sở khoa học ……………………………………………………… 2.Mục đích nghiên cứu………………………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu………………………… ……… Kế hoạch nghiên cứu……………………………………………… … Phương pháp nghiên cứu………………………………… ………… Thời gian bắt đầu nghiên cứu hoàn thành đề tài……… ………… II Nội dung 1 2 2 Tóm tắt lý thuyết …………………………………………….……… 1.1 Các khái niệm ……………………………………….……… 1.2 Động lượng, định luật bảo toàn động lượng………….…… 1.3 Động năng, năng, định luật bảo toàn năng…… ……… 1.4 Các khái niệm va chạm ………………………… ……… Thực trạng việc áp dụng định luật bảo tồn vào tốn va chạm… Các toán va chạm ……………………………………………… 3.1 Bài toán vật chuyển động trục …………… 3.1.1 Phương pháp: 3.1.2.Các dạng tập va chạm 3.1.3 Các tốn ví dụ 3.2 Bài tốn vật khơng chuyển động khơng trục …………………………………………………………… ………… 10 3.2.1 Phương pháp 3.2.2 Các tốn ví dụ 3.3 Bài tập …………………………………….……………… 16 Kết ……………………………………………….……… ……… 17 III Kết luận ………………………………………………………………… 18 ...  2   n n 2 2 2 1.4 Các khái niệm va chạm:  Va chạm đàn hồi: va chạm động hệ va chạm bảo toàn Như va chạm đàn hồi động lượng động bảo toàn  Va chạm không đàn hồi : va chạm kèm theo biến đổi... áp dụng định luật bảo toàn vào toán va chạm? ?? Các toán va chạm ……………………………………………… 3.1 Bài toán vật chuyển động trục …………… 3.1.1 Phương pháp: 3.1.2 .Các dạng tập va chạm 3.1.3 Các tốn ví dụ 3.2 Bài. .. vi nghiên cứu - Học sinh THPT - Sự vận dụng định luật bảo tồn vào tốn va chạm - Định luật bảo toàn động lượng bảo toàn động toán va chạm, kiến thức toán va chạm chương trình THPT Kế hoạch nghiên