Trường thực tập: THPT Nguyễn Thông
GVHD: Lê Thị Tú Anh
SVTT: Trần Thanh Tuyền
Ngày soạn: 26/02/2011
Ngày dạy: 02/03/2011
BÀI 39. BÀI TẬP VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Tiết
I – MỤC TIÊU:
1. Kiến thức
- Nắm vững các định luật bảo toàn và điều kiện vận dụng các định luật bảo toàn.
2. Kỹ năng
- Vận dụng được các định luật bảo toàn để giải bài tập và giải thích các hiện tượng liên
quan.
II – CHUẨN BỊ
1.Giáo viên
Một số bài toán vận dụng các định luật bảo tòan.
- Phương pháp giải bài tập các định luật bảo toàn.
2.Học sinh
- Ôn lại các định luật bảo tòan.
III- THIẾT KẾ BÀI DẠY
1. Ổn định lớp (1 phút)
2. Tiến Trình Dạy:
Hoạt động 1: Ôn lại các kiến thức chương IV
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Nhắc lại các định lý, định
luật bảo tòan đã học, điều
kiện áp dụng, viết biểu thức
theo yêu cầu của GV:
1. Động lượng:
+ Động lượng là gì? Công
thức
+ Định luật bảo tòan động
lượng.
+ Cách phát biểu khác của
- HS lắng nghe, nhớ lại kiến
thức đã học, nhắc lại cho cả
lớp nghe.
- HS lên bảng viết lần lượt
các biểu thức
- Kiến thức cũ
1. Động lượng:
+ Động lượng là gì? Công
thức
Động lượng của một
vật có khối lượng m đang
chuyển động với vận tốc
v
r
là
đại lượng được xác định bởi
công thức:
P mv=
ur r
+ Định luật bảo tòan động
lượng.
Động lựơng của một
hệ cô lập là đại lượng bảo
tòan.
Biểu thức:
truoc sau
he he
P P=
r r
Điều kiện áp dụng:
tổng ngoại lực tác dụng lên
vật bằng 0; hoặc ngoại lực rất
nhỏ so với nội lực; hoặc thời
gian tương tác ngắn.
+ Cách phát biểu khác của
định luật II Newton
2. Công - Công suất:
+ Định nghĩa công trong
trường hợp tổng quát? CT
+ Định nghĩa công suất? CT
3. Động năng:
+ Định nghĩa động năng?CT
+ Độ biến thiên động năng.
4. Thế năng:
+ Định nghĩa thế năng trọng
trường? CT
+ Định nghĩa thế năng đàn
định luật II Newton
Độ biến thiên động
lượng của một vật trong một
khoảng thời gian nào đó bằng
xung lượng của tổng các lực
tác dụng lên vật trong khoảng
thời gian đó.
P F t∆ = ∆
ur ur
2. Công – Công suất
+ Định nghĩa công trong
trường hợp tổng quát? CT
Khi lực
F
ur
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
( )
¼
,F s
α
=
ur r
+ Định nghĩa công suất? CT
Công suất là một đại
lượng đo bằng công sinh ra
trong một đơn vị thời gian.
Công thức:
A
P
t
=
3. Động năng
+ Định nghĩa động năng?CT
Năng lượng một vật có
được do nó chuyển động.
Dạng năng lượng ấy gọi là
động năng.
Công thức:
2
1
2
d
W mv=
+ Độ biến thiên động năng.
Động năng của một vật
biến thiên khi các lực tác
dụng lên vật sinh công.
2 1
2 1
1 1
2 2
A mv mv= −
4. Thế năng
+ Định nghĩa thế năng trọng
trường? CT
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.
Công thức:
t
W mgz=
+ Định nghĩa thế năng đàn
hồi? CT
+ Công thức liên hệ giữa độ
giảm thế năng và công của
trọng lực.
5. Cơ năng:
+ Công thức cơ năng tổng
quát.
+ Công thức cơ năng của vật
chuyển động trong trọng
trường.
+ Cơ năng của vật chịu tác
động của lực đàn hồi.
+ Định luật bảo tòan cơ năng
+ Định lý biến thiên cơ năng
- GV nhận xét, chỉnh sửa.
hồi? CT
Thế năng đàn hồi là
dạng năng lượng của một vật
chịu lực tác dụng của lực đàn
hồi.
Công thức:
2
1
( )
2
t
W k l= ∆
+ Công thức liên hệ giữa độ
giảm thế năng và công của
trọng lực.
Khi vật chuyển động
trong trọng trường từ vị trí M
-> vị trí N thì công của trọng
lực của vật có giá trị bằng
hiệu thế năng trọng trường tại
M và tại N.
W
t
(M) – W
t
(N) = A
MN
5. Cơ năng
+ Công thức cơ năng tổng
quát.
W = W
đ
+ W
t
+ Công thức cơ năng của vật
chuyển động trong trọng
trường.
2
1
2
W mv mgz= +
+ Cơ năng của vật chịu tác
động của lực đàn hồi.
2 2
1 1
( )
2 2
W mv k l= + ∆
+ Định luật bảo tòan cơ năng
Điều kiện áp dụng:
không có lực ma sát, lực cản
của môi trường ( chỉ chịu tác
dụng của lực thế)
W
1
+ W
2
= const
+ Định lý biến thiên cơ năng
Điều kiện áp dụng: Khi
chịu tác dụng của lực không
thế.
W
2
– W
1
= A
lực không thế
Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập chương IV
HOẠT ĐỘNG CỦA
GV
HOẠT ĐỘNG CỦA
HS
NỘI DUNG
1. Làm bài tập trắc nghiệm
- Làm bài tập trong
SGK bài tập vật lý 10.
- Hướng dẫn HS giải bài
- Xem bài tập SGK,
suy nghĩ làm bài.
tập:
+ Câu 1: vật nằm yên có
vận tốc không?
Nhận xét, chỉnh
sửa (nếu cần): vật nằm
yên-> không vận tốc.
Động lựơng, động năng
phụ thuộc vận tốc. Vậy
đại lượng có thể có là
thế năng.
chọn câu D
+ Câu 2: Ngược lại vật
chuyển động cần phải
có gì?
Nhận xét: vật
chuyển động cần phải
có vận tốc, động lựơng,
động năng lại phụ thuộc
vận tốc=> vật chuyển
động cần phải có vận
tốc, động năng, động
lượng. Còn thế năng
không nhất thiết phải
có.
chọn câu d
+ Câu 3: Ở câu 2 ta đã
biết, động lượng sẽ phụ
thuộc vào vận tốc. Nên
ở đây động lượng sẽ
liên hệ với động năng và
liên hệ với quãng
đường. Vậy đại lượng
nào liên hệ chặc chẽ
nhất?
Nhận xét: quãng
đường còn phụ thuộc
nhiều yếu tố như gia
tốc, vận tốc, thời gian,
… động lượng, động
năng của cùng một vật
chỉ phụ thuộc vào vận
tốc nên liên hệ chặt chẽ
nhau hơn.
chọn câu a
+ Câu 4: viết các công
thức ra khi ban đầu vật
có vận tốc là v, lúc sau
vật có vận tốc là 2v để
so sánh tìm đáp án.
chọn câu B
- HS lắng nghe gợi ý,
chọn đáp án và giải
thích lựa chọn.
- Lắng nghe, ghi
nhận
- HS lắng nghe gợi ý,
chọn đáp án và giải
thích lựa chọn.
- Lắng nghe, ghi
nhận
- HS lắng nghe gợi ý,
chọn đáp án và giải
thích lựa chọn.
- Lắng nghe, ghi
nhận
- HS lắng nghe gợi ý,
chọn đáp án.
Câu 1: Một vật nằm yên, có thể có:
a. vận tốc
b. động lượng
c. động năng
d. thế năng
Câu 2: Một vật chuyển động không nhất
thiết phải có:
a. vận tốc
b. động lượng
c. động năng
d. thế năng
Câu 3: Động lượng của vật liên hệ chặt
chẽ nhất với:
a. động năng
b. thế năng
c. quãng đường đi được
d. công suất
Câu 4: Khi vận tốc của một vật tăng gấp
đôi, thì
a. Gia tốc của vật tăng gấp đôi
b. Động lượng của vật tăng gấp đôi
c. Động năng của vật tăng gấp đôi.
d. Thế năng của vật tăng gấp đôi
Nhận xét. - Lắng nghe, ghi
nhận
2. Làm bài tập vận dụng
- Cho HS làm bài tập
trong phiếu học tập
Bài tập 1
- HD:
+ Phân tích đề: + Trước
hết, dựa vào kiến thức
đã học và yêu cầu đề
bài, xem nên vận dụng
kiến thức nào để giải bài
tập? Ở đây, đề bài chỉ
cho mình m và v của 2
vật. Vì là hai vật riêng
biệt nên không thể áp
dụng kiến thức động
năng để giải => sử dụng
kiến thức về động
lượng. Vì thời gian xe 1
đến va chạm xe 2 ngắn
=> áp dụng định luật
bảo tòan động lượng để
giải bài.
+ Vẽ hình
- Đọc, tìm hiểu, làm
bài trong phiếu học
tập.
- HS lắng nghe, tiếp
thu sự hướng dẫn của
GV
- Quan sát hình vẽ
Bài tập
Bài tập 1:
Một toa xe có khối lượng 4 tấn chuyển động
đến va chạm vào toa xe thứ hai đang đứng
yên (rất gần). Sau đó, cả hai cùng chuyển
động với vận tốc 2m/s. Hỏi toa xe thứ nhất
có vận tốc là bao nhiêu ( trước khi va
chạm). Cho biết xe thứ 2 có khối lượng 2
tấn.
+ Tóm tắt đề theo trật tự
để thuận tiện giải bài.
+ Giải bài
- HS tóm tắt vào tập
- HS lên bảng giải bài
tập
**Tóm tắt:
m
1
= 4 tấn = 4000 kg
v
1
=?
m
2
= 2 tấn = 2000 kg
v
2
=0
v= 2m/s
v
1
= ?
Giải Bài
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động
( hoặc chọn chiều như hình vẽ)
- Áp dụng định luật bảo tòan động lượng:
1 2
(*)p p p+ =
uur uur ur
- Chiếu (*) lên chiều dương:
p
1
= p
m
1
v
1
= (m
1
+m
2
)v
1
p
uur
2
0p
=
O
(+)
p
ur
+ Nhận xét bài giải
- HS lắng nghe, sửa
bài
=>
1 2
1
1
4000 2000
. .2 3 /
4000
m m
v v m s
m
+ +
= = =
Vậy v
1
= 3m/s
Bài tập 2
- HD:
+ Phân tích đề: Trước
hết, dựa vào kiến thức
đã học và yêu cầu đề
bài, xem nên vận dụng
kiến thức nào để giải bài
tập?
Hiện tượng ở đây
là chiếc xe ô tô tắt máy
và xuống dốc nghiêng
một gốc 30
0
so với mặt
đường nằm ngang. Khi
đó ô tô sẽ chịu tác dụng
của các lực gì? Các định
luật bảo toàn đã học còn
áp dụng được trong
trường hợp này hay
không?
+ Vẽ hình:
- HS đọc, tìm hiểu,
suy nghĩ để giải bài
tập
- Lắng nghe các câu
hỏi gợi ý của giáo
viên để suy nghĩ hiện
tượng, hình thành tư
duy logic.
- Quan sát hình vẽ
Bài tập 2
Một ô tô có khối lượng m đang chuyển động
với vận tốc v
0
= 36km/h thì tắt máy và
xuống dốc, đi hết dốc trong thời gian 10s,
góc nghiêng 30
0
, hệ số ma sát lăn giữa dốc
và xe là 0.05. tính:
a. gia tốc của xe ở trên dốc
b. chiều dài của dốc
Xe lúc này chịu
tác dụng của trọng lực,
phản lực và cả lực ma
sát => có lực không thế
=> không áp dụng được
các định luật bảo tòan.
Nên bài này ta có thể áp
dụng được định lý biến
thiên động năng ( định
lý này được áp dụng
trong tất cả các trường
hợp) hoặc định lý biến
thiên cơ năng.
- HS lắng nghe, ghi
nhận để định hướng
giải bài tập
h
α
B
A
P
ur
MS
F
uuur
N
uur
+ Tóm tắt:
+ Giải bài
+ Nhận xét, chỉnh sửa
- HS tóm tắt bài vào
tập
- HS lên bảng giải bài
- HS theo dõi sửa bài
** Tóm tắt:
v
0
= 36km/h = 10m/s
t = 10s
α = 30
0
µ = 0.05
g = 10m/s
2
a. a = ?
b. l =?
Bài giải
Chọn chiều dương là chiều chuyển
động
a. Gia tốc của xe ở trên dốc:
Cách 1: Dùng định lý biến thiên động năng:
2 2
1 1
2 2
ms
B A
P F
mv mv A A− = +
ur uuuur
2 2
1
( ) ( cos ).
2
B A A
m v v mgh mg S
µ α
− = −
2 2
1
( ) sin ( cos )
2
B A
m v v mgS mg S
α µ α
− = −
2 2
1
( ) (sin cos )
2
B A
m v v mgS
α µ α
− = −
Mà
2 2
2
B A
v v aS− =
a = g(sin α-µcosα)
=
2
1 3
10( 0,05. ) 9,1 /
2 2
m s− =
Cách 2: Sử dụng định lý biến thiên cơ
năng:
- Chọn gốc thế năng tại B
Tại A:
2
1
,
2
tA A dA A
W mgh W mv= =
Tại B:
2
1
0,
2
tB dB B
W W mv= =
Áp dụng định lý biên thiên cơ năng:
W
B
– W
A
= A
Fms
( công của lực không thế)
=>
2 2
1 1
.
2 2
B A A
mv mv mgh N S
µ
− − = −
2 2
1
( ) .sin ( cos ).
2
B A
m v v mgS mg S
α µ α
<=> − − = −
2 2
1
( ) (sin cos )
2
B A
m v v mgS
α µ α
− = −
Mà
2 2
2
B A
v v aS− =
a = g(sin α-µcosα)
=
2
1 3
10( 0,05. ) 9,1 /
2 2
m s− =
b. Chiều dài của dốc:
2
0
1
2
s v t at= +
với v
0
= v
A
=> s = 10.10 + ½.9,1.10
2
= 555m
Hoạt động 3: Củng cố, dặn dò:
- Nắm vững các định luật bảo tòan: động lượng, bảo tòan cơ năng, điều kiện áp dụng
- Nắm vững các định lý biến thiên động lượng, định lý biến thiên động năng, định lý biến
thiên cơ năng.
- Làm bài tập còn lại trong phiếu bài tập, bài tập SGK.
IV.RÚT KINH NGHIỆM:
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
PHÊ DUYỆT CỦA GIÁO VIÊN
LÊ THỊ TÚ ANH
Ngày 25 tháng 02 năm 2011
Sinh viên ký tên
TRẦN THANH TUYỀN