Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
Ngày soạn 20 / 12 / 2014
CHUYÊN ĐỀ : CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Chuyên đề gồm 10 tiết (từ tiết 43 đến tiết 52)
Tiết 1 : Động lượng. Định lý biến thiên động lượng.
Tiết 2 : Định luật bảo toàn động lượng.
Tiết 3 : Ứng dụng định luật bảo toàn động lượng
Tiết 4 : Công cơ học
Tiết 5 : Công suất
Tiết 6 : Động năng
Tiết 7 : Thế năng
Tiết 8 : Cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng
Tiết 9 : Phương pháp bảo toàn cơ năng
Tiết 10 : Bài tập
Tiết 43 : ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LÝ BIẾN THIÊN ĐỘNG LƯỢNG
I. Mục tiêu:
1. Về kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa động lượng, đơn vị đo của động lượng.
- Nêu được hệ quả: lực với cường độ đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian ngắn
có thể làm cho động lượng của vật biến thiên.
(∆p = F∆t )
(F = ma)
- Viết được biểu thức của định lý biến thiên động lượng
từ định luật II Niutơn
2. Về kỹ năng: Vận dụng định lý biến thiên động lượng để giải các bài tập liên quan.
II. Chuẩn bị: Học sinh: Ôn lại các định luật Niu-tơn.
Giáo viên: Một số ví dụ
III. Phương pháp: Nêu vấn đề, thảo luận nhóm
IV. Tiến trình dạy học:
1) Ổn định: Kiểm tra sĩ số
2) Bài cũ:
Phát biểu và viết biểu thức định luật II Niu tơn
3) Hoạt động dạy – học:
Đặt vấn đề:
Ngoài cách viết biểu thức định luật II Niutơn mà chúng ta đã biết thì định luật II Niu tơn còn được
viết dưới dạng nào nữa hay không? Để trả lời câu hỏi này chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài mới
Họat động 1: Tìm hiểu khái niệm xung lượng.
Hoạt động của giáo viên và HS
Nội dung cơ bản
- GV nêu một số ví dụ về quan hệ giữa tác dụng của
1. Xung lượng của lực:
lực và thời gian tác dụng đến vật (cầu thủ dùng chân
F
∆t - Khái niệm: Khi một lực không đổi tác
tác dụng lực vào quả bóng trong khoảng thời gian
∆t
đẩy quả bóng bay đi, …)
dụng lên vật trong khoảng thời gian
thì
- HS tìm thêm í dụ tương tự
F∆t
- GV đưa ra khái niệm xung của lực.
tích
được gọi là xung lượng của lực F
- HS ghi nhận
∆t
-GV: xung lượng của vật là đại lượng vô hướng hay
trong khoảng thời gian
đại lượng vectơ ?Nếu là đại lượng vectơ thì cho biết
phương, chiều của đại lượng này ?
- HS trả lời
- Đặc điểm: Xung lượng của lực là đại lượng
-Đơn vị của xung lượng là gì ?
F
véctơ, cùng phương chiều với véctơ lực
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
- Đơn vị là: N.s
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm Động lượng. Định lý biến thiên động lượng
GV đưa ra bài toán:
Xét một vật khối lượng m chịu
2) Động lượng:
F
F
tác dụng của lực trong khoảng thời gian ∆t làm vật
Bài toán: Giả sử lực không đổi tác dụng
lên vật khối lượng m làm vật thay đổi vận tốc
v1
v2
v1
v2
thay đổi vận tốc từ
đến .
∆t
HS trả lời các câu hỏi sau:
từ
đến
trong khoảng thời gian
- Viết biểu thức tính gia tốc mà vật thu được:
Gia tốc của vật:
v 2 − v1
v 2 − v1
a=
a=
∆t
∆t
F = ma
v 2 − v1
- Viết biểu thức định luật II Niu-tơn:
⇒ F = m ∆t
F = ma
- Thay a từ biểu thức trên xuống biểu thức dưới, biến
Mà
đổi sao cho xuất hiện đại lượng xung của lực
⇒ F∆t = m v 2 − m v 1
⇒ F∆t = mv 2 − mv1
()
p = mv
Đặt:
GV đưa ra định nghĩa động lượng
HS ghi nhận định nghĩa, nêu đặc điểm của vectơ
động lượng. Đơn vị.
gọi là động lượng.
Định nghĩa: Động lượng của một vật có khối
v
lượng m chuyển động với vận tốc là đại
lượng được xác định bằng Công thức:
p = mv
Biểu thức:
HS nêu nhận xét các giá trị ở hai vế của đẳng thức,
phát biểu thành lời biểu thức vừa rút ra
GV khái quát thành định lý biến thiên động lượng
Biểu thức này được xem như một dạng khác của
định luật II Niu-tơn.
r
r
p ↑↑ v
Đơn vị Kg.m/s
∆p = F∆t
Từ ():
3.Định lí biến thiên động lượng:
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.
4. Củng cố, vận dụng
Củng cố: Khái niệm xung của lực. Khái niệm động lượng và cách diễn đạt thứ hai của định luật II Niu-tơn.
Vận dụng:
Câu 1: Đơn vị của động lượng là:
A.N/s
B.N.s
C.N.m
D.N.m/s
Câu 2: Một viên bi khối lượng 2kg đang chuyển
động với vận tốc 4m/s. Tính động lượng của viên bi
p
Câu 3: Một quả bóng bay với động lượng đập vuông góc vào một bức tường thẳng sau
đó bay ngược trở lại với cùng vận tốc. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là:
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
0
p
2p
A.
B.
5. Dặn dò:
- làm bài tập 5, 6, 8, 9 SBT
- Chuẩn bị: Mục II của bài
C.
− 2p
D.
Tiết 44 : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
I. Mục tiêu:
1. Về kiến thức:
Phát biểu được định nghĩa hệ cô lập.
Phát biểu và viết được biểu thức của định luật bảo toàn động lượng.
2. Về kỹ năng:
Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải bài toán đơn giản.
II. Chuẩn bị:
Giáo viên: Mô hình tự tạo về chuyển động bằng phản lực
Học sinh: Ôn lại các định luật Niu-tơn.
III. Phương pháp: Nêu vấn đề, thảo luận nhóm
IV. Tiến trình dạy học:
1) Ổn định: Kiểm diện
2) Kiểm tra bài cũ:
Động lượng: Định nghĩa, công thức, đơn vị đo
Phát biểu và viết biểu thức định lý biến thiên động lượng
3) Hoạt động dạy – học:
Đặt vấn đề:
Khi một hệ vật không chịu tác dụng cuả ngoại lực hay hợp lực của ngoại lực tác dụng lên hệ cân bằng
thì biểu thức dạng 2 của định luật hai Niutơn sẽ được viết như thế nào?
Hoạt động 1: Làm quen với khái niệm hệ cô lập.
Hoạt động của GV và HS
Nội dung cơ bản
- GV lấy ví dụ hệ vật, ngoại lực, nội lực. Đưa ra khái 1.Hệ cô lập:
niệm hệ cô lập (hệ kín)
- Hệ nhiều vật được coi là cô lập nếu:
- HS lấy thêm ví dụ về cô lập:
+ Không chịu tác dụng của ngoại lực. Nếu
+ Hệ vật rơi tự do - Trái đất
có thì các ngoại lực phải cân bằng nhau.
+ Hệ 2 vật chuyển động không ma sát trên mặt
+ Chỉ có các nội lực tương tác giữa các vật
phẳng nằm ngang.
trong hệ. Các nội lực này trực đối nhau từng
- GV lấy ví dụ trong các hiện tượng như nổ, va
đôi một.
chạm, các nội lực xuất hiện thường rất lớn so với các - Chú ý: Hệ vật vẫn được coi là cô lập nếu
ngoại lực thông thường, nên hệ vật có thể coi gần
ngoại lực rất nhỏ so với nội lực.
đúng là kín trong thời gian ngắn xảy ra hiện tượng.
- Ví dụ:
- GV: Khi các vật trong hệ cô lập tương tác thì động + Hệ vật chuyển động trên mặt phẳng ngang
lượng của hệ sẽ như thế nào?
không có ma sát
+ Hệ vật chuyển động trong vũ trụ rất xa các
hành tinh
Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức của định luật bảo toàn động lượng.
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
- GV đưa ra bài toán:
Xét hệ cô lập gồm 2 vật tương tác lẫn nhau:
Viết biểu thức biến thiên động lượng cho từng vật,
mối liên hệ giữa
lực?
cặp nội
∆p1 = F1 ∆t ∆p 2 = F2 ∆t
F2 = −F1
- HS:
;
và
∆p1
∆p 2
- HS: Nhận xét mối liên hệ giữa
và
⇒ ∆p1 = − ∆p 2
⇒ ∆p1 + ∆p 2 = 0
Trong đó: Khối lượng mỗi vật là m1 và m2, vận tốc
v1 , v 2
v'1 , v'2
trước và sau tương tác là:
và
.
r
r
r
r
m1v1 + m2 v2 = m1v '1 + m2 v '2
Thay vào ta có:
- HS nhận xét các đại lượng ở mỗi vế: Động lượng
của hệ trước va chạm và động lượng của hệ sau va
chạm bằng nhau.
- GV: Nhấn mạnh: Tổng động lượng của hệ cô lập
là một vectơ không đổi cả về hướng và độ lớn.
Viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng
nếu hệ cô lập gồm 2 vật Khối lượng m1 và m2, vận
v1 , v 2
v'1 , v'2
tốc trước và sau tương tác là:
và
.
2) Định luật bảo toàn động lượng:
- Phát biểu: Động lượng của hệ cô lập là đại
lượng không đổi.
- Biểu thức: Nếu hệ có 2 vật:
r
r
r
r
m1v1 + m2 v2 = m1v '1 + m2 v '2
- Điều kiện áp dụng: Định luật chỉ nghiệm
đúng trong hệ cô lập.
Chú ý: Nếu ngoại lực theo một phương nào
đó cân bằng thì định luật bảo toàn động lượng
vẫn được áp dụng trên phương đó.
4. Củng cố, vận dụng
Củng cố: Yêu cầu học sinh đọc phần ghi nhớ. Biểu thức của định luật bảo toàn động lượng.
Vận dụng: Một viên bi A chuyển động với vận tốc 4m/s đến va chạm vào viên bi B cùng khối lượng
đang đứng yên trên mặt phẳng ngang. Sau va chạm hai viên bi viên bi A chuyển động với vận tốc
2m/s. theo phương cũ, viên bi B chuyển động theo phương hợp với bi A góc 900 với vận tốc bao
nhiêu?
Giải:
- Hệ 2 viên bi được coi là hệ kín
r
r
pt = m.v
Động lượng trước va chạm:
r
r
r
ps = m.v1 + m.v2
Động lượng sau va chạm:
r r
r r r
r
r
pt = ps ⇒ v = v1 + v2
v1
v2
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
, Do vuông góc nên ta có:
2
2
2
v = v1 + v2
v2 = 2 3(m / s )
. Thay số vào ta tìm được
5. Dặn dò: Bài tập về nhà: làm các bài tập còn lại ở SGK và bài tập ở SBT
Tiết 45 : ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
I. Mục tiêu:
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
1. Về kiến thức:
Viết được biểu thức bảo toàn động lượng cho va chạm mềm, chuyển động bằng phản lực.
2. Về kỹ năng:Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải bài toán va chạm mềm, chuyển
động bằng phản lực.
II. Chuẩn bị:
Giáo viên: Một số bài tập về va chạm mềm, chuyển động bằng phản lực
Học sinh: Ôn lại kiến thức về động lượng, định luật bảo toàn động lượng
III. Tiến trình dạy học:
1) Ổn định: Kiểm diện
2) Kiểm tra bài cũ: Phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng
3) Hoạt động dạy – học:
Đặt vấn đề: Nguyên tắc chuyển động của máy bay phản lực, loài sứa, loài mực trong nước như thế
nào? Để trả lời câu hỏi trên ta sẽ tìm hiểu trong bài học này.
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động1 :Tìm hiểu ĐLBT động lượng cho trường hợp va chạm mềm:
- GV đưa ra khái niệm va chạm mềm
1) Va chạm mềm:
r
- Khái niệm: Va chạm mềm là sau va chạm hai
m1
v1
vật dính vào nhau chuyển động cùng một vận
- Bài toán 1: Vật
chuyển động với vận tốc
tốc.
m2
đến va chạm với vật
đang đứng yên. Sau va
chạm hai vật dính vào nhau chuyển động cùng vận
tốc. Tính vận tốc mỗi vật của hệ sau va chạm?
- HS: Hệ hai vật chịu tác dụng của ngoại lực là
trọng lực và phản lực cân bằng nhau nên được xem
hệ kín
- HS viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng,
- Áp dụng ĐLBT động lượng:
m 1 v 1 = ( m 1 + m 2 )v
r
m1v1
r
⇒v =
m1 + m2
r
m1v1
r
⇒v =
m1 + m2
biến đổi rút ra:
Hoạt động 2: Tìm hiểu ĐLBT động lượng cho trường hợp chuyển động bằng phản lực:
- Bài toán 2: Một tên lửa chứa khí phụt khối lượng 2) Chuyển động bằng phản lực:
(M +m) đang đứng yên thì phụt một lượng khí ra
- Hệ tên lửa và khí phụt được xem là hệ cô lập
r
r
r
v
0 = MV + mv
phía sau với khối lượng m, vận tốc . Tính vận tốc ta có:
r
V
m
V=− v
tên lửa sau khi phụt khí?
M
- HS: hệ tên lửa – khí phụt có lực nén rất lớn so với Hay
ngoại lực ( lực hấp dẫn) nên được xem là hệ kín
- Dấu “-“ trong biểu thức chứng tỏ tên lửa
- HS vận dụng định luật bảo toàn động lượng và rút chuyển động ngược chiều với khí phụt ra,
m
chuyển động như trên gọi là chuyển động bằng
V=− v
M
phản lực
ra được:
- Hãy mô tả nguyên tắc chuyển động của sứa,
mực trong nước?
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
Hoạt động 3: Vận dụng
- GV ra đề bài
Bài 1: Một viên đạn khối lượng 0,01kg đang chuyển
động với vận tốc 10m/s theo phương ngang thì cắm
vào một bao cát khối lượng 0,5kg đang đứng yên,
sau va chạm đạn và cát chuyển động cùng vận tốc.
Tính vận tốc đạn và cát sau va chạm?
- HS tóm tắt, xác định các lực tác dụng lên hệ, chọn
công thức áp dụng
- GV nhận xét
3. Vận dụng:
Bài 1: Theo phương ngang ngoại lực băng 0
nên định luật bảo toàn động lượng được áp
dụng
Áp dụng công thức :
m 1 v 1 = ( m 1 + m 2 )v
r
m1v1
r
⇒v =
m1 + m2
Hay
Bài 2: Một du hành gia do sơ ý bị bay ra khỏi phi
thuyền và lơ lửng trong vũ trụ. Biết phi hành gia và
bình oxi có khối lượng 70kg. Muốn trở lại phi thuyền
người này đã ném một vật nặng có khối lượng 5kg
có vận tốc 10m/s theo hướng đối diện phi thuyền thì
người đó sẽ chuyển động với vận tốc bao nhiêu, theo
hướng nào ?
Tương tự bài tập 1
Bài 3 : Một khẩu súng khối lượng M = 4kg bắn ra
viên đạn khối lượng m = 20g. Vận tốc viên đạn ra
khỏi nòng súng là v = 500m/s. Súng giật lùi với vận
tốc V có độ lớn là bao nhiêu?
Bài 4: Một tên lửa có khối lượng tổng cộng 100T
đang bay với vật tốc 200m/s đối với Trái đất thì phụt
ra (tức thời) 20T khí với tốc độ 500m/s đối với tên
lửa. Tính vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí trong
hai trường hợp.
a. Phụt ra phía sau (ngược chiều bay).
b. Phụt ra phía trước (bỏ qua sức cản của trái đất
⇒v=
. Thay số vào ta được
m1v1
0,01.10
=
= 0,196(m / s)
m1 + m2
0,51
Vậy sau va chạm đạn và cát chuyển động
cùng vận tốc 0,196m/s
Bài 2: Phi hành gia ở xa các hành tinh nên
lực hấp dẫn với các hành tinh nhỏ. Xem hệ
người và phi thuyền là hệ kín.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho
r
r
0 = MV + mv
hệ ta có :
m
V=− v
M
Hay
. Thay số ta được:
m
5
V = − v = − .10 = −0, 71(m / s )
M
70
Vậy : Sau khi ném vật nặng thì phi hành gia
chuyển động theo hướng về phi thuyền với
vận tốc 0,71m/s
- Yêu cầu về nhà làm bài tập 3, bài tập 4
4. Củng cố, dặn dò:- Yêu cầu nhắc lại hai biểu thức ứng dụng định luật bảo toàn động lượng cho va
chạm mềm và chuyển động bằng phản lực
- Yêu cầu làm tiếp bài tập 3, bài tập 4.
- Yêu cầu HS tham khảo thêm bài toán va chạm đàn hồi
Tiết 46 : CÔNG
I. Mục tiêu:
1. Về kiến thức:
Phát biểu được định nghĩa, viết biểu thức tổng quát công của một lực. Nêu được ý nghĩa của công âm.
2. Về kỹ năng:
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chun đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN – Vật lý 10
Vận dụng các cơng thức tính cơng để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
3. Thái độ: Tích cực, tự giác học tập, nhận thức đúng vai trò mơn học
II. Chuẩn bị:
Giáo viên: Một số ví dụ về cơng
Học sinh: Ơn lại khái niệm cơng ở lớp 8. Ơn lại cách phân tích lực
III. Tiến trình dạy học:
1. Ổn định tổ chức
2. Bài cũ: Nhắc lại khái niệm và biểu thức tính cơng đã biết ở lớp 8. Phạm vi áp dụng?
3. Bài mới:
Đặt vấn đề : Ở lớp 8 ta đã biết biểu thức tính cơng trong trường hợp lực tác dụng có phương
trùng với phương chuyển động. Nếu lực tác dụng hợp với phương chuyển động góc α thì biểu thức
tính cơng sẽ được viết như thế nào?
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động 1 : Tìm hiểu biểu thức tính cơng tổng qt
- GV nhắc lại khái niệm cơng đã biết.
1. Khái niệm về cơng
- HS nêu một vài ví dụ về lực sinh cơng.
+ Lực tác dụng lên vật sinh cơng khi điểm đặt của
lực chuyển dời
+ Khi điểm đặt của lực F chuyển dời đoạn s theo
hướng của lực thì lực sinh cơng : A = F.s
r
2. Định nghĩa cơng trong trường hợp tổng qt
F
- HS phân tích lực
thành hai lực thành phần
r
vng góc và song song với chiều chuyển
r r
F
n
Fn Ft
α
r
động của vật : , .
Ft
? Hãy tính độ lớn của hai lực thành phần
M
N
theo F và góc α.
r
F
? Trong hai lực thành phần trên, lực nào có
+ Khi lực khơng đổi tác dụng lên một vật và
tác dụng làm vật dịch chuyển theo phương
điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo
MN. Tính cơng của lực đó ?
r
hướng hợp với hướng của lực đó góc α thì cơng
Fn
thực hiện bởi lực đó được tính theo cơng thức :
- GV thơng báo thành phần
khơng có tác
A = F.s.cosα
dụng sinh cơng theo phương MN và hướng dẫn
+ Trong đó : F : Độ lớn lực tác dụng(N)
HS lập luận đưa ra biểu thức tính cơng tổng
s : Độ dời của vật(m)
r r
qt.
s
F
- HS giải thích các đại lượng trong biểu thức
α
:
Góc
giữa
(
,
)
và đơn vị của các đại lượng đó.
A
:
Cơng
của
lực
(J)
? Cơng có phải đại lượng đại số hay khơng ?
Hoạt động 2 : Biện luận giá trị của cơng
3. Biện luận :
- HS biện luận giá trị của cơng khi góc α nhọn, a) Khi α là góc nhọn cosα > 0, suy ra A > 0 ; khi
góc vng, tù và rút ra các kết luận
đó A gọi là công phát động.
b) Khi α = 90o, cosα = 0, suy ra A = 0 ; khi đó lực
- GV nhận xét, khái qt các kết luận
→
F
không sinh công.
c) Khi α là góc tù thì cosα < 0, suy ra A < 0 ; khi
đó A gọi là công cản.
? Điều kiện áp dụng cơng thức tính cơng là
4. Chú ý.
r
F
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chun đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN – Vật lý 10
Công thức tính công chỉ đúng khi điểm đặt của
lực chuyển dời thẳng và lực không đổi trong quá
trình chuyển động.
gì ?
Hoạt động 3 : Vận dụng
- GV ghi đề bài
Bài 1: Một người kéo một cái thùng nặng 30kg
trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây có phương
5. Vận dụng
Bài 1:
Cơng của lực F:
2
α
A = FS cos α
2
hợp với phương ngang một góc = 450, lực
=
150.15.
= 1586,25 J.
tác dụng lên dây là 150N. Tính cơng của lực đó
Nhận
xét:
A>0,
lực
kéo
đã
sinh
cơng
khi hòm trượt được 15m?
- HS tóm tắt, giải
- GV nhận xét
Bài 2: Một otơ khối lượng một tấn, chuyển
động đều trên mặt một đường nằm ngang có hệ
số ma sát 0,2. Tính cơng của lực kéo và cơng
của lực ma sát khi ơ tơ đi được 250m. Lấy g =
10m/s2.
- HS tóm tắt, giải
- HS khác nhận xét, kết luận
- GV nhận xét
Bài 2:
Vì ơ tơ chuyển động thẳng đều nên lực kéo động cơ
và lực ma sát cân bằng nhau và có độ lớn bằng nhau
Fk = Fms = µ t .m.g = 0, 2.1000.10 = 2000( N )
r r
α1 = ( Fk , s ) = 0
r r
α 2 = ( Fms , s ) = 1800
và
A k = Fk .s.cosα1 = 5.105 ( J )
Cơng của lực kéo:
A ms = Fms .s.cosα 2 = −5.105 ( J )
Cơng của lực ma sát
Nhận xét : Lực kéo sinh cơng còn lực ma sát cản
trở chuyển động
4. Củng cố, dặn dò :
- u cầu nhắc lại biểu thức tính cơng tổng qt
-u cầu về nhà làm bài tập 6 sách giáo khoa
- u cầu đọc trước nội dung mục II – Cơng suất
Tiết 47 : CƠNG SUẤT
I. Mục tiêu:
1. Về kiến thức:
Nêu được khái niệm, viết được biểu thức tính cơng suất. Ý nghĩa cơng suất.
2. Về kỹ năng:
Giải được các bài tập về cơng suất và kiến thức liên quan giữa cơng và cơng suất.
3. Thái độ: Tích cực, tự giác học tập, nhận thức đúng vai trò mơn học
II. Chuẩn bị:
Giáo viên: Một số ví dụ về cơng suất
Học sinh: Ơn tập kiến thức về cơng tổng qt
Đọc trước nội dung bài học
III. Tiến trình dạy học:
1. Ổn định tổ chức
2. Bài cũ: Viết biểu thức tính cơng, giải thích các đại lượng trong biểu thức? Biện luận giá trị của cơng?
3. Bài mới:
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Hoạt động 1: Đặt vấn đề
-GV yêu cầu HS so sánh khả năng sinh công của
các máy sau:
Máy cẩu 1 sinh công 1000J trong 2s, máy
cẩu 2 sinh công 1000J trong 4s, máy cẩu 3 sinh
công 8000J trong 10s.
- HS so sánh
? Nếu muốn so sánh khả năng sinh công của
máy 3 với máy 2, hay giữa máy 3 với máy 1 thì
ta làm cách nào?
- HS nêu cách so sánh
- GV nhận xét, khái quát để đưa ra khái niệm
công suất
Hoạt động 2: Tìm hiểu về công suất
- HS ghi nhận khái niệm công suất
- HS đưa ra biểu thức tính công suất, giải thích
các đại lượng, đơn vị.
- HS rút ra biểu thức tính công theo công suất:
A = P.t
- GV bổ sung đơn vị công suất, ý nghĩa đơn vị
công suất, một số đơn vị khác của công suất.
- HS lấy ví dụ về công suất của một số nguồn
phát năng lượng ( lò nung, máy phát điện, đài
phát sóng…)
Hoạt động 3: Vận dụng
- GV ra đề:
Bài 1: Tính công và công suất cần thiết để nâng
một vật có trọng lượng 50N lên cao 10m trong
thời gian 2s?
- HS đọc đề, tóm tắt, giải
- GV nhận xét
Bài 2: Bài tập 7 – trang 133- SGK
- HS đọc đề, tóm tắt, giải
- GV nhận xét
Nội dung cơ bản
II. Công suất
1. Khái niệm:
Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra
trong một đơn vị thời gian
A
P=
t
2. Biểu thức:
Trong đó: A: Công thực hiện(J)
t: Thời gian thực hiện công(s)
P: Công suất(W)
3. Đơn vị công suất
+ Đơn vị công suất là J/s
1J
1W =
1s
+
, 1kW=103W, 1MW = 106W
1mã lực =1CV =736W - Ở nước Anh
1mã lực =1HP =746W - Ở nước Pháp
4. Chú ý
Khái niệm công suất còn được mở rộng cho các
nguồn phát năng lượng không phái dưới dạng
sinh công cơ học
5. Vận dụng
Bài 1: Để vật được nâng lên thì lực nâng phải
bằng trọng lực, góc hợp giữa lực nâng và hướng
chuyển động là α = 00.
+ ADCT: A = F.s.cos α = 500(J)
A
P = = 250(W )
t
+ ADCT:
Bài 2: Tương tự bài tập 1
+ ADCT: A = F.s.cos α = m.g. s.cos α
= 1000.10.30.1 = 30000(J)
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
P=
+ ADCT:
A
A 300000
⇒t = =
= 20( s )
t
P 15000
4. Củng cố, dặn dò:
- Yêu cầu về nhà học bài cũ, tham khảo bài tập SBT
- Yêu cầu đọc trước nội dung bài: Động năng
Tiết 48: ĐỘNG NĂNG
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Nêu được khái niệm, viết được biểu thức tính động năng
- Viết được biểu thức liên hệ động năng và công của ngoại lực – Định lý biến thiên động năng
2. Kỹ năng:
- Vận dụng công thức tính động năng giải bài tập liên quan
- Tính được công của ngoại lực theo công thức tính động năng
3. Thái độ: Tích cực, tự giác, nhận thức đúng vai trò môn học
II. Chuẩn bị: Giáo viên: - Một số ví dụ và bài tập về động năng
- Máy chiếu video về động năng
Học sinh: Ôn tập kiến thức về công, đọc trước nội dung bài mới
III. Tiến trình lên lớp
1. Ổn định tổ chức:
2. Bài cũ: Viết biểu thức tính công tổng quát, giải thích các đại lượng trong biểu thức
3. Bài mới:
Đặt vấn đề: Ta thấy trận lũ quét, sóng thần có sức tàn phá rất lớn. Vậy trận lũ quyét hay sóng thần đó
mang dạng năng lượng gì?
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm động năng
- GV lấy ví để hs thấy được mọi vật đều mang
I. Khái niệm động năng
năng lượng
1. Năng lượng
- HS trả lời C1 – SGK
Mọi vật xung quanh ta đều mang năng lượng
- GV: Lấy ví dụ: quả bóng đang bay vào lưới,
2. Khái niệm động năng
búa máy đang chuyển động đập vào đinh đều
mang năng lượng và có đặc điểm gì chung?
Động năng là dạng năng lượng vật có được khi nó
- HS: Hai vật đều đang chuyển động
đang chuyển động
- GV đưa ra khái niệm động năng
-HS trả lời C2
- Động năng phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Hoạt động 2: Tìm hiểu biểu thức và đơn vị của động năng
- GV: Hai hòn bi khối lượng m1>m2 đang
II. Công thức tính động năng
chuyển động cùng vận tốc thì hòn bi nào có động
năng lớn hơn?
1
-HS: Dự đoán, trả lời và giải thích dựa vào C2
Wd = m.v 2
- GV: Tương tự: hai hòn bi cùng khối lượng
2
chuyển động với hai vận tốc v1 >v2 thì viên nào
có động năng lớn hơn?
- HS: Trả lời
Trong đó:
m: Khối lượng của vật (kg)
- HS dự đoán động năng phụ thuộc vào những
v: Vận tốc của vật (m/s)
đại lượng nào?
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
- GV đưa ra biểu thức tính động năng
W: Động năng của vật (J)
- HS giải thích các đại lượng trong biểu thức và
trả lời câu hỏi đặt vấn đề.
GV: Khi vận tốc của vật biến thiên thì động
năng có biến thiên không? Nếu có thì độ biến
thiên động năng đã biến thành dạng năng
lượng gì?
Hoạt động 3: Tìm hiểu định lý biến thiên động năng
- GV đưa ra định lý
III. Định lý biến thiên động năng
a. Phát biểu: Độ biến thiên động năng của một vật
bằng công của ngoại lực tác dụng lên nó.
b. Biểu thức:
1
1
Ang = m.v22 − m.v12
2
2
- HS phân tích giá trị của công theo vận tốc và rút
c. Hệ quả:
ra hệ quả
Nếu vận tốc tăng thì A>0, ngoại lực là lực phát động
Nấu vận tốc giảm thì A<0, ngoại lực cản trở chuyển
động
Hoạt động 4: Củng cố, vận dụng
- VD1: Một búa máy khối lượng 20kg đang
Vận dụng
chuyển động với vận tốc 4m/s. Tính động năng
VD1: m = 20kg; v= 4m/s; Tính Wđ?
của búa
Áp dụng công thức:
- HS vận dụng công thức tính động năng
1
1
Wd = m.v 2 = 20.42 = 160( J )
- VD2: Một vật khối lượng 20kg chuyển động
2
2
trên mặt phẳng ngang sau một thời gian thì vận
tốc giảm từ 4m/s còn 2m/s. Tính công của lực ma VD2: m = 20kg; v1= 4m/s;v2 = 2m/s; Tính Ams?
sát?
- HS vận dụng công thức định lý biến thiên động Áp dụng công thức:
năng
1
1
1
1
Ams = m.v22 − m.v12 = 20.22 − 20.4 2 = −120( J )
2
2
2
2
Dặn dò: Yêu cầu về nhà học bài, làm bài tập SGK, ôn tập kiến thức về lực đàn hồi.
Yêu cầu đọc trước nội dung bài mới: Thế năng trong trường và thế năng đàn hồi
Tiết 49: THẾ NĂNG
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Nêu được khái niệm, viết được biểu thức tính thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi
2. Kỹ năng:
- Vận dụng công thức tính thế năng giải bài tập liên quan
3. Thái độ: Tích cực, tự giác, nhận thức đúng vai trò môn học
II. Chuẩn bị: Giáo viên: - Một số ví dụ và bài tập về thế năng
- Máy chiếu video về thế năng
Học sinh: Ôn tập kiến thức về công, đọc trước nội dung bài mới
III. Tiến trình lên lớp
1. Ổn định tổ chức:
2. Bài cũ: Viết biểu thức tính động năng, giải thích các đại lượng?
Phát biểu và viết biểu thức định lý biến thiên động năng?
3. Bài mới:
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
Đặt vấn đề: Khi lò xo bị biến dạng, khi một vật ở độ cao z chúng có mang năng lượng không? Nếu có,
đó dạng năng lượng gì?Biểu thức tính có khác biểu thức của động năng không?
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động 1: Tìm hiểu thế năng trọng trường
I. Thế năng trọng trường
- GV đưa ra khái niệm trọng trường
1. Trọng trường:
-HS trả lời C1 SGK
- Trọng trường là môi trường bao quanh trái đất,
biểu hiện của trọng trường là hút mọi vật.
- GV cho HS xem video búa máy rơi từ độ cao h
- Nếu không có tác dụng của lực nào ngoài trọng
xuống đập vào cọc
trường thì mọi vật đều rơi cùng một gia tốc g.
- HS nhận xét lực nào sinh công, công đó do
2. Định nghĩa:
dạng năng lượng nào biến đổi thành, từ đó đưa ra Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng
định nghĩa thế năng trọng trường. Nhận xét thế
lượng tương tác giữa trái đất và vật; Nó phụ thuộc
năng trọng trường của vật có phụ thuộc vị trí (độ vào vị trí của vật trong trọng trường
cao) của vật không.
- GV: Vậy, thế năng trọng trường phụ thuộc vào
những đại lượng nào?
GV lại cho HS xem video hoặc lấy ví dụ:
+ Một vật rơi ở hai độ cao khác nhau
+ Hai vật khác khối lượng rơi cùng độ cao
- HS so sánh thế năng trong hai trường hợp và
nhận xét sự phụ thuộ của thế năng trọng trường
vào độ cao và khối lượng
- GV khái quát lên biểu thức tính thế năng trọng
trường
- GV nêu ví dụ để đưa ra chú ý về tính tương đối
của thế năng trọng trường
Hoạt động 2: Tìm hiểu thế năng đàn hồi
- GV: Hãy lấy ví dụ chứng tỏ khi một vật bị biến
dạng cũng có khả năng sinh công?
-HS lấy ví dụ.
- GV: Vậy dạng năng lượng mà vật bị biến dạng
có được đó gọi là dạng năng lượng gì? Từ đó đưa
ra định nghĩa thế năng đàn hồi.
- GV: Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào những đại
lượng nào?
- GV cho HS xem thí nghiệm:
+ Một lò xo bị nén ở hai độ biến dạng x1, x2
khác nhau tác dụng vào viên bi
+ Hai lò xo có độ cứng khác nhau nén cùng một
độ biến dạng tác dụng vào viên bi
- HS nhận xét thế năng đàn hồi trong hai trường
hợp
- GV khái quát và đưa ra biểu thức tính thế năng
đàn hồi
- HS giải thích các đại lượng trong biểu thức
Hoạt động 3: Củng cố, vận dụng
3. Biểu thức:
Wt = mgz
Trong đó: m: Khối lượng của vật (kg)
g: gia tốc trọng trường (m/s2)
z: Độ cao vật so với mốc thế năng (m)
Wt: Thế năng trọng trường (J)
Chú ý: Độ lớn thế năng trọng trường phụ thuộc vào
mốc tính thế năng. Thế năng trọng trường có tính
tương đối
II. Thế năng đàn hồi
1. Định nghĩa:
Khi một vật bị biến dạng mà có khả năng sinh công
thì vật đó mang dạng năng lượng thế năng đàn hồi.
2. Biểu thức:
1
Wt = k .x 2
2
Trong đó: k: Độ cứng của lò xo(N/m)
x: Độ biến dạng của lò xo (m)
Wt: Thế năng đàn hồi (J)
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
VD1: Một vật khối lượng 2kg đang ở độ cao 4m
so với mặt đất. Lấy g = 10m/s2. Chọn mốc tính
thế năng tại mặt đất. Tính thế năng của vật.
- HS tóm tắt, giải.
- GV nhận xét, nhắc lại thế năng có tính tương
đối.
VD2: Một lò xo có độ cứng 200N/m, một đầu cố
định, một đầu gắn vào vật nhỏ. Khi lò xo bị nén
đoạn 2cm, tính thế năng đàn hồi khi đó?
- HS tóm tắt, giải
- GV nhận xét
Vận dụng:
VD1: m = 2kg; g = 10m/s2; z = 4m. Tính Wt?
Wt = mgz = 2.10.4 =80(J)
ADCT:
VD2: k = 200N/m; x = 2cm = 0,02m. Tính Wt?
ADCT:
1
1
2
Wt = k .x 2 = .200.( 0,02 ) = 0,04( J )
2
2
Dặn dò: Yêu cầu về nhà học bài, làm bài tập vê Động năng và Thế năng
Đọc trước nội dung bài: Cơ năng
Tiết 50: CƠ NĂNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Nêu được khái niệm, viết được biểu thức tính cơ năng
- Phát biểu, viết được biểu thức định luật bảo toàn cơ năng
- Phát biểu, viết được biểu thức định lý biến thiên cơ năng
2. Kỹ năng:
-Vận dụng công thức tính cơ năng, định luật bảo toàn cơ năng, định lý biến thiên cơ năng giải bài tập
liên quan
3. Thái độ: Tích cực, tự giác, nhận thức đúng vai trò môn học
II. Chuẩn bị: Giáo viên: Một số ví dụ và bài tập về cơ năng
Học sinh: Ôn tập kiến thức về động năng, thế năng, đọc trước nội dung bài mới
III. Tiến trình lên lớp
1. Ổn định tổ chức:
2. Bài cũ:
Viết biểu thức tính động năng, thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi, giải thích các đại lượng?
3. Bài mới:
Đặt vấn đề: Trong quá trình vật chuyển động thì động năng và thế năng có thể thay đổi và giữa
chúng có mối quan hệ như thế nào? Để giải quyết vấn đề trên ta sẽ tìm hiểu trong bài học hôm nay
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động 1: Tìm hiểu biểu thức tính cơ năng
I. Cơ năng
- GV đưa ra định nghĩa
1. Định nghĩa:
Tổng động năng và thế năng của một vật gọi là cơ
năng
W = Wd + Wt
(J)
- HS viết biểu thức tính cơ năng trọng trường và 2. Cơ năng vật trong trọng trường
cơ năng đàn hồi
1
W = m.v 2 + m.g .z
- HS nêu đơn vị
2
3. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
1
1
W = m.v 2 + k .x 2
2
2
Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật bảo toàn cơ năng. Định lý biến thiên cơ năng
-Ví dụ 1:
II. Định luật bảo toàn cơ năng
Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 7m xuống
1. Lực thế:
độ cao 4m.
- Lực thế là lực mà công do nó sinh ra không phụ
a. Viết biểu thức tính công của trọng lực, nhận
thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc
xét biểu thức.
vị trí điểm đầu và điểm cuối
b. Tính cơ năng của vật khi ở độ cao 7m và khi ở - Ví dụ: Trọng lực, lực đàn hồi, lực điện.
độ cao 4m, nhận xét cơ năng hai vị trí trên
- HS tóm tắt, giải
- GV dựa vào kết quả câu a, khái quát lên khái
niệm lực thế
2. Định luật bảo toàn cơ năng
- HS dựa vào kết quả câu b, phát biểu định luật
a. Phát biểu:
bảo toàn cơ năng.
Nếu vật chỉ chịu tác dụng của lực thế thì cơ năng
của vật được bảo toàn
b. Biểu thức:
1
W = Wd + Wt = m.v 2 + m.g .z
2
= hằng số
1
1
W = Wd + Wt = m.v 2 + k .x 2
2
2
- GV hướng dẫn HS đưa ra cá hệ quả
- GV: Nếu có tác dụng của lực không thế thì cơ
năng của vật còn bảo toàn không?
- HS dự đoán, GV đưa ra định lý biến thiên cơ
năng
Hoạt động 3: Củng cố, vận dụng
-Ví dụ 2:
Một con lắc lò xo có độ cứng 200N/m đặt nằm
ngang nhẵn, một đầu cố định, một đầu gắn vào
vật có khối lượng 0.4kg. Người ta nén lò xo biến
dạng một đoạn 8cm sau đó buông tay. Tính:
= hằng số
c. Điều kiện áp dụng:
Vật chỉ chịu tác dụng của lực thế
d. Hệ quả:
- Trong quá trình vật chuyển động dưới tác dụng
của lực thế: Nếu động năng tăng thì thế năng
giảm và ngược lại.
- Tại vị trí động năng có giá trị cực đại thì thế
năng có giá trị cực tiểu và ngược lại
3. Định lý biến thiên cơ năng
a. Phát biểu:
Nếu vật chuyển động có tác dụng của lực không
thế (lực cản, lực ma sát…) thì cơ năng không bảo
toàn. Khi đó độ biến thiên cơ năng bằng công của
lực không thế.
b. Biểu thức:
Akt = W2 − W1
Ví dụ 2:
Tóm tắt:
Giải:
Giáo viên: Lê Thị Điệp
k = 200N/m; m = 0,4kg, x1 = 0,08m;
x2 = 0.04m; v1 =0.
a. W =?
b. Wđ2 =?
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
a. cơ năng của hệ
b. động năng của hệ khi lò xo bị biến dạng đoạn 4cm.
- HS tóm tắt, chọn công thức để giải bài toán
- GV nhận xét
Hệ chỉ chị tác dụng của lực đàn hồi nên cơ năng
được bảo toàn
a. ADCT:
1
1
1
W = m.v12 + k .x12 = 0 + 200.0,082 = 0, 64( J )
2
2
2
b. ADCT:
1
1
1
1
W = m.v12 + k .x12 = m.v2 2 + k .x2 2
2
2
2
2
1
→ 0,64 = Wd 2 + k .x2 2 = Wd 2 + 0,16
2
⇒ Wd 2 = 0, 48( J )
Dặn dò: Yêu cầu về nhà học bài, làm bài tập SGK
Khái quát phương pháp giải bài tập về cơ năng
Tiết 51: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Nêu được các bước giải bài toán về cơ năng, bảo toàn cơ năng
2. Kỹ năng:
-Vận dụng phương pháp giải một số bài tập liên quan
3. Thái độ: Tích cực, hợp tác trong giờ học
II. Chuẩn bị: Giáo viên: Một số bài tập về cơ năng
Học sinh: Ôn tập kiến thức động năng, thế năng, cơ năng và kiến thức liên quan
III. Tiến trình lên lớp
1. Ổn định tổ chức:
2. Bài cũ:
Viết biểu thức tính cơ năng , định luật bảo toàn cơ năng, định lý biến thiên cơ năng
3. Bài mới:
Đặt vấn đề: Khi giải các bài tập về vật rắn ngoài dùng phương pháp động lực học thì có những bài
toán nếu sử dụng phương pháp bảo toàn cơ năng sẽ rất đơn giản. Vậy phương pháp bảo toàn cơ
năng là như thế nào?
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động 1: Tìm hiểu phương pháp bảo toàn cơ năng
- GV ra bài tập ví dụ đơn giản
I. Phương pháp bảo toàn cơ năng
Một vật có khối lượng 0,1kg trượt không vận
1. Ví dụ:
tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng góc α = Tóm tắt: m = 0,1k; α = 300 ; l= 1m, v1 = 0
300 so với phương ngang, dốc có chiều dài l=
1m. Tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng
nghiêng trong hai trường hợp:
a. Mặt phẳng nghiêng nhẵn.
b. Mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát 0,1.
- HS đọc đề, tóm tắt, nêu hướng các cách giải
bài toán.
- GV hướng dẫn HS giải theo phương pháp
dùng năng lượng.
Giáo viên: Lê Thị Điệp
v1
l
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
h
v2
α
Tính v2 =?
Giải:
+ Chọn mốc tính thế năng tại chân mặt phẳng
nghiêng
+ Xét hai vị trí đỉnh và chân mặt phẳng nghiêng
Cơ năng của vật tại đỉnh mặt phẳng nghiêng là:
1
W1 = m.v12 + m.g .z1 = m.g .h
2
Cơ năng của vật tại chân mặt phẳng nghiêng là:
1
1
W2 = m.v22 + m.g.z2 = m.v22
2
2
Chú ý:
- Cơ năng của hệ kín bảo toàn
- Nếu trong quá trình vật chuyển động mà thế
năng không đổi thì định luật bảo toàn cơ năng
được gọi là định luật bảo toàn động năng.
a. TH1: Mặt phẳng nghiêng nhẵn. Vật chỉ chịu tác
dụng của trọng lực nên cơ năng bảo toàn
1
W1 = W2 ⇔ m.g.h = m.v22
2
Thay số ta được v2 = 3,16m/s
b. TH2: Mặt phẳng nghiêng có ma sát. Áp dụng
định lý biến thiên cơ năng ta có:
1
W2 -W1 = Ams ⇔ m.v22 − m.g .h = µt .m.g .cos(180 0 ).l
2
Thay số vào ta được v2 = 3,13m/s
2. Phương pháp bảo toàn cơ năng:
Bước 1: Chọn mốc tính thế năng
Bước 2: Chọn các vị trí của vật liên quan đến bài
toán, viết biểu thức tính cơ năng cho các vị trí đó.
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
Bước 3: Dựa vào điều kiện bài toán để lựa chọn
định luật bảo toàn cơ năng hoặc định lý biến thiên
cơ năng để tìm đại lượng chưa biết.
Định luật BT cơ năng:
W1 = W2
Định lý BT:
Hoạt động 2: Vận dụng
- GV ra bài tập vận dụng
Ở độ cao 4m một hòn đá được ném ngang với
vận tốc 7m/s. Tính vận tốc hòn đá khi chạm
đất. Lấy g = 10m/s2. Bỏ qua sức cản của không
khí.
- HS tóm tắt, nêu các cách giải bài toán
- GV cho 2 HS giải theo hai cách, rút ra nhận
xét
W2 -W1 = Ams
II. Vận dụng
Tóm tắt: h = z 1 = 4m; v1 = 7m/s; g = 10m/s2;
Tính v2 =?
Giải:
+ Chọn mốc tính thế năng tại mặt đất
+ Chọn hai vị trí xét là: Vị trí ném và vị trí rơi
1
W1 = m.v12 + m.g .z1
2
Cơ năng tại vị trí ném:
Cơ năng tại vị trí rơi:
1
1
W2 = m.v22 + m.g.z2 = m.v22
2
2
+Vì vật chỉ chịu tác dụng của trọng trường nên cơ
năng bảo toàn ta có:
1
1
W1 = W2 ⇔ m.v12 + m.g.h = m.v22
2
2
Thay số vào ta tìm được v2 = 11,4(m/s)
Dặn dò: - Yêu cầu về nhà học bài cũ, làm bài tập SGK, SBT có liên quan
- Chuẩn bị bài tập cho tiết sau chữa bài tập về các định luật bảo toàn.
Tiết 52: BÀI TẬP
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Hệ thống được kiến thức về động năng, thế năng, cơ năng, định luật bảo toàn, biến thiên cơ năng
2. Kỹ năng:
-Vận dụng phương pháp bảo toàn giải một số bài tập liên quan
3. Thái độ: Tích cực, hợp tác trong giờ học
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
II. Chuẩn bị:
Giáo viên: Một số bài tập
Học sinh: Ôn tập kiến thức động năng, thế năng, cơ năng và kiến thức liên quan
III. Tiến trình lên lớp
1. Ổn định tổ chức:
2. Bài cũ: Hãy nêu phương pháp giải bài toán cơ bằng phương pháp bảo toàn cơ năng?
3. Bài mới:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cơ bản
Hoạt động 1: Nhắc lại phương pháp
- GV nhắc lại phương pháp
I. Phương pháp
- HS ghi nhớ
Bước 1: Chọn mốc tính thế năng
Bước 2: Chọn các vị trí của vật liên quan đến
bài toán, viết biểu thức tính cơ năng cho các vị trí
đó.
Bước 3: Dựa vào điều kiện bài toán để lựa chọn
định luật bảo toàn cơ năng hoặc định lý biến
thiên cơ năng để tìm đại lượng chưa biết.
Định luật BT cơ năng:
W1 = W2
Định lý BT:
Hoạt động 2: Vận dụng phương pháp
- GV ra bài tập:
Bài 1: Từ độ cao 10 m so với mặt đất, một vật
được ném lên cao theo phương thẳng đứng với
vận tốc đầu 5 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí
và lấy g = 10 m/s2.
a. Tính độ cao cực đại mà vật đạt được so với
mặt đất.
b. Tính vận tốc của vật tại thời điểm vật có động
năng bằng thế năng.
c. Tìm cơ năng toàn phần của vật, biết khối lượng
của vật là m = 200 g.
- HS tóm tắt, giải, GV nhận xét
W2 -W1 = Ams
II. Vận dụng
Bài 1:
Tóm tắt: h = z1 = 10m; v1 = 5m/s; g = 10 m/s2.
Tính: a. hmax = ?
b. Vị trí động năng bằng thế năng
c. W =? m = 200g = 0,2kg
Giải:
+ Chọn mốc tính thế năng tại mặt đất
+ Xét vị trí ném và vị trí có độ cao cực đại
Cơ năng tại vị trí ném:
1
W1 = m.v12 + m.g .z1
2
Cơ năng tại vị trí cao nhất:
1
W2 = m.v22 + m.g.z2 = m.g.hmax
2
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
a. AD định luật bảo toàn cơ năng ta có:
1
W1 = W2 ⇔ m.v12 + m.g .z1 = m.g .hmax
2
hmax = 11, 25(m)
Thay số vào ta được:
(Khi vật ở vị trí cao nhất thì cơ năng bằng thế
năng cực đại)
b. Tại vị trí động năng bằng thế năng ta có:
Wd = Wt
mghmax
⇔ Wd = Wt =
2
Wd +Wt = mghmax
Bài 2: Cho quả cầu khối lượng m = 100g gắn vào
một đầu của lò xo có độ cứng 40N/m. Đầu kia
của lò xo cố định. Lò xo đặt nằm ngang. Kéo vật
m cho lò xo biến dạng đoạn 6cm rồi thả nhẹ.
Tính vận tốc cực đại của vật trong quá trình vật
dao động. Bỏ qua ma sát.
- HS tóm tắt, nêu hướng giải, giải thích hướng
lựa chọn cách giải.
- GV nhận xét, có thể mở rộng trường hợp có ma
sát.
Bài 3: Vật có m=0,2kg trượt không vận tốc đầu
trên mặt nghiêng từ A đến B và rơi xuống đất tại
E.Cho biết AD=1,5m, AB = 2m; BC=1m,
g=10m/s2. Tính vB và vE?
a. Bỏ qua ma sát
b. Hệ số ma sát trượt trên AB là 0,1
- HS tóm tắt, tìm cách giải
- GV hướng dẫn
mv 2 mghmax
=
⇒ v = 10,6(m / s )
2
2
Hay:
W = m.g.hmax = 22,5( J )
Cơ năng của vật:
c.
Bài 2:
Tóm tắt: m = 100g = 0,1kg; k = 40N/m;
v2 = vmax = ?
v1 = 0
x1 = 0,06m
x2 = 0
Giải:
-Chọn mốc tính thế năng tại vị trí lò xo không
biến dạng
- Xét vị trí buông tay và vị trí vận tốc cực đại ( vị
trí thế năng cực tiểu – lò xo không biến dạng)
- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hai vị
vmax = 1, 2( m / s )
trí trên ta tìm được:
Bài 3: Tương tự bài tập 1, ta cũng chọn mốc thế
năng tại mặt đất
Xét 3 vị trí:
v A = 0
vB = ?
vE = ?
z A = 1,5m
zB = 1,0m
zE = 0
A.
B.
E.
a. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí
Giáo viên: Lê Thị Điệp
Chuyên đề: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – Vật lý 10
vB
A và B tìm được .
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí A
vE
và E tìm được .
b. Áp dụng định lý biến thiên cơ năng cho vị trí
A và B tìm được. Với công của lực ma sát:
A ms = µ .m.g.cos(1800 )
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí B
vE
và E tìm được .
Dặn dò: Yêu cầu về nhà làm tiếp những bài tập liên quan, tham khảo thêm bài tập SBT.
Đọc trước nội dung bài mới: Cấu tạo chất
Giáo viên: Lê Thị Điệp