b. Sự tương tự giữa giải bài tập vấn đề của HS và nghiên cứu khoa học của nhà Vật lý [7, 62]
2.3. Nội dung cơ bản của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 ban cơ bản
Bảng 2.3. Phân tích nội dung dạy học chương “Các định luật bảo toàn”
TT
Đơn vị kiến thức
cơ bản
Nội dung khoa học Nội dung dạy học lớp 10 ban cơ bản
1 Xung lượng của lực
Xung lượng của một lực trong khoảng thời gian ∆t đặc trưng cho tác dụng của lực trong khoảng thời gian đó.
Khi một lực F tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ∆t
thì tích F ∆t được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian ∆t
ấy.
2 Hệ cô lập Một hệ nhiều vật gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng hoặc các ngoại lực tác dụng lên hệ cân bằng nhau.
3 Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng a./ Động lượng:
K = mv: Véc tơ động lượng của chất điểm
b./ Định luật bảo toàn động lượng
Tổng động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.
(m1v1 +m2v2 + ………mnvn ) =
const
c./ Bảo toàn động lượng theo phương
a./ Động lượng: Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại lượng xác định bởi công thức: p=mv
b./ Định luật bảo toàn động lượng
Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn
21 p 1 p
TT
Đơn vị kiến thức
cơ bản
Nội dung khoa học Nội dung dạy học lớp 10 ban cơ bản
ngang
Trường hợp một hệ chất điểm không cô lập, nghĩa là F ≠0 nhưng hình chiếu của F lên một phương x nào đó luôn luôn bằng không.
Chiếu phương trình véc tơ:
dt d
(m1v1+m2v2 + ………mnvn ) =
F lên phương x ta được
(m1v1x +m2v2x + ………mnvnx ) =
const
Vậy: Hình chiếu của tổng động lượng của hệ lên phương x là một đại lượng bảo toàn.
4 Va chạm mềm.
Sau va chạm hai vật nhập làm một, chuyển động với cùng vận tốc.
5 Công.Công suất
a./ Công
Công A do lực F sinh ra trong chuyển dời MM' là đại lượng có trị số cho bởi: A = F .MM' cos(F , MM')
A= Fs cosα
b./ Công suất:
*Công suất trung bình
Ptb =∆∆At gọi là công suất trung bình
a./ Công
Khi lực F không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức:
A = F s cosα b./ Công suất Công suất: là đại lượng đo bằng công
TT
Đơn vị kiến thức
cơ bản
Nội dung khoa học Nội dung dạy học lớp 10 ban cơ bản
của lực đó trong khoảng thời gian ∆t
*Công suất tức thời: P= dA∆t
Công suất có giá trị bằng đạo hàm của công theo thời gian.
Mặt khác ta có: dA = F ds
Vậy P =F dt ds
Suy ra P = F V
Công suất bằng tích vô hướng của lực tác dụng với véc tơ vận tốc của chuyển dời.
c./ Công và công suất của lực tác dụng trong chuyển động quay.
*Công của lực tác dụng trong chuyển động quay.
dA = M dα
Công suất của lực tác dụng trong chuyển động quay.
P = M
dt dα Hay P = M .w
sinh ra trong một đơn vị thời gian.
P= At P = F V
6 Năng lượng Tất cả các dạng cụ thể của vật chất vận động đều có năng lượng. Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho mức độ vận động của vật chất.
Một vật ở trạng thái xác định thì có một năng lượng xác định.
Mọi vật xung quanh ta đều mang năng lượng. Khi một vật tương tác với các vật khác thì giữa chúng có thể trao đổi năng lượng.
7 Động năng *Động năng là phần cơ năng tương ứng với sự chuyển động của các vật.
Động năng của chất điểm có khối lượng
*Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận
TT
Đơn vị kiến thức
cơ bản
Nội dung khoa học Nội dung dạy học lớp 10 ban cơ bản m vận tốc v cho bởi: Wđ = 2 2 mv
*Định lý về động năng: Độ biến thiên động năng của một chất điểm trong một quãng đường nào đó có giá trị bằng công của ngoại lực tác dụng lên chất điểm sinh ra trong quãng đường đó.
A = 2 2 2 mv - 2 2 1 mv
* Động năng trong trường hợp vật rắn quay
Wđ = 1 2
2Iω
* Động năng của vật rắn vừa quay vừa tịnh tiến Wđ = 2 2 mv + 1 2 2Iω tốc v là năng lượng (kí hiệu Wđ ) mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức: Wđ = 2 2 mv *Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng: Vật đang chuyển động dưới tác dụng của lực F từ vị trí có động năng 2 2 1 mv đến vị trí có động năng 2 2 2 mv thì công do lực F
sinh ra được tính theo công thức: A = 2 2 2 mv - 2 2 1 mv
TT
Đơn vị kiến thức
cơ bản
Nội dung khoa học Nội dung dạy học lớp 10 ban cơ bản
* Động năng của vật rắn đối xứng tròn xoay lăn không trượt
Wđ = 2 2 2 1 v R I m + 8 Trọng trường
Xung quanh trái đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường.
9 Thế năng a.)Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
Khi một vật khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật được định nghĩa bằng công thức: Wt = mgz
b.)Thế năng đàn hồi * Công của lực đàn hồi: A = 2 2 l k∆ * Thế năng đàn hồi Wt = 2 2 l k∆ 10 Cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng.
a.) Cơ năng
Tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng.
b.) Định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường:
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.
W= 2 1
mv2+ mgz = hằng số
c.) Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo
TT
Đơn vị kiến thức
cơ bản
Nội dung khoa học Nội dung dạy học lớp 10 ban cơ bản toàn. W = 2 1 mv2 + 2 1 k(∆l)2 = hằng số