Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 12: Bài tập định luật bảo toàn cơ năng – va chạm

BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG – VA CHẠM 1. Kiến thức: - Định nghĩa được động lượng, nêu được hệ quả: Lực với cường độ đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn có thể làm cho động lượng của vật biến thiên. - Phát biểu được định nghĩa hệ cô lập và định luật bảo toàn động lượng. - Phát biểu được định nghĩa công của một lực. Biết cách tính công của lực trong trường hợp đơn giản (lực không đổi ,chuyển dời thẳng). - Nêu được ý nghĩa của công âm. - Phát biểu được định nghĩa công suất và đơn vị của công suất .Nêu được đn vật lí của công suất . 2. Kĩ năng: - Phát hiện được ý nghĩa của xung lượng của lực. - Phát hiện công cơ học phụ thuộc như thế nào vào góc . -Vận dụng được công thức tính công và công suất để giải các bài tập đơn giản. 3. Thái độ: - Sử dụng được kiến thức để giải quyết các bài toán vật lí trong đời sống hàng ngày B. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Các bài tập làm thêm. 2. Học sinh: - Chuẩn bị các câu hỏi ở phần giao nhiệm vụ của bài trước. - Làm trước các bài tập ở nhà C. Phương pháp - Diễn giảng, vấn đáp, - Giải quyết vấn đề, thảo luận nhóm D. Tiến trình lên lớp 1. Ổn định tổ chức - Ổn định lớp, điểm danh - Kiểm tra sỉ số 2. Kiểm tra bài củ Viết biểu thức động năng ? Phát biểu định lí biến thiên động năng ? Viết biểu thức thế năng ? Phát biểu định lí biến thiên thế năng ? 3. Bài mới: Đặt vấn đề:Vận dụng kiến thức về động năng, thế năng và định lí biến thiên động năng, thế năng để làm các bài tập Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức Hoạt động 1: Ôn lại các kiến thức đã học về các định luật bảo toàn. GV: Yêu cầu HS nêu các kiến thức về động năng, thế năng, các định luật bảo toàn đã học HS: Tóm tắt lại các kiến thức GV: Chú ý cho học sinh đơn vị đo của các đại lượng trong công thức HS: Viết các biểu thức GV: Giải đáp các thắc mắc của học sinh về các kiến thức đã học: Hoạt động 2: Vận dụng kiến thức để giải bài tập GV: Cho hs thảo luận giải các bài tập Bài 1 : m = 20.10-3 kg v = 4 m/s h = 1,6 m a) Wđ ? Wt ? W ? b) hmax ? Bài giải : Câu a) GV : Các em hãy tính giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hịn bi tại lúc ném vật. HS : Tính : Wđ ;Wt ; W ð Câu b) GV : các em áp dụng định luật bảo tồn cơ năng để tính độ cao cực đại mà bi đạt được (tại A). HS : Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng : WA = W0 Û mghA + ½ mvA2 = mgh0 + ½ mv02 Þ mghA = mgh0 + ½ mv02 Þ hA – h = ð Bài 2 : l = 1 m a = 450 a) v1 ( a1 = 300 ) b) v0 ( Vị trí cân bằng ) Bài giải GV cần hướng dẫn cho Hs biết cách chứng minh : h = l(1 – cos a ) Câu a) GV : Các em Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng cho cả hai vị trí ! HS : Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng : W2 = W1 ŸŸŸ Þ v = ð Câu b) GV : Tương tự các em Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng cho hai vị trí ban đầu và vị trí cân bằng ? Khi con lắc qua vị trí cân bằng giá trị a là bao nhiêu ? HS : Khi con lắc qua vị trí cân bằng : a = 0 HS : Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng : W0 = W1 ŸŸŸ A. Hệ thống kiến thức 1. Cơ năng : 2. Định luật bảo toàn cơ năng B. Vận dụng kiến thức Bài 1: Một hịn bi cĩ khối lượng 20 g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4 m/s từ độ cao 1,6 m so với mặt đất. Tính trong hệ quy chiếu Trái Đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hịn bi tại lúc ném vật. Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được. Bài giải : a) Giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hịn bi tại lúc ném vật. Động năng Wđ = ½ mv2 = ½ .0,02.16 = 0,16 J Thế năng : Wt = mgh = 0,2.9,8.1,6 = 0,31 J Cơ năng : W = Wđ + Wt = 0,16 + 0,31 = 0,47 J b) Độ cao cực đại mà bi đạt được (tại A) : Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng : WA = W0 Û mghA + ½ mvA2 = mgh0 + ½ mv02 Þ mghA = mgh0 + ½ mv02 Þ hA – h = = = 0,816 m. Bài 2: Một con lắc đơn cĩ chiều dài l = 1 m. Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng gĩc a = 450 rồi thả tự do. Tìm vận tốc của con lắc khi nĩ đi qua : Vị trí ứng với gĩc 300. Vị trí cân bằng. Bài giải a) Khi con lắc qua vị trí ứng với gĩc 300 Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng : W2 = W1 ½ mv22 + mgh2 = ½ mv12 + mgh1 ½ mv22 + mgl(1 – cos300) = mgl(1 – cos450) ½ mv22 = mgl(cos300 – cos450) Þ v = = 1,76 m/s b) Khi con lắc qua vị trí cân bằng ( a = 0) Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng : W0 = W1 ½ mv02 + mgh0 = ½ mv12 + mgh1 ½ mv02 + mgl(1 – cos00) = mgl(1 – cos450) ½ mv02 = mgl(1– cos450) Þ v = = 1,76 m/s 4. Củng cố và luyện tập. - Yêu cầu học sinh nêu cách giải bài toán liên quan đến động năng và sự biến thiên động năng. 5. Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà - Học bài củ, yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập còn lại - Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 25.4 ; 25.5. - Chuẩn bị bài mới: bài tập cơ năng”