Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 45: Định luật bảo toàn động lượng (Tiết 1)

Ngày soạn: ...../12/2006. Chương IV: Các định luật bảo toàn. Tiết 45: 31. Định luật bảo toàn động lượng. I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Biết được thế nào là hệ kín. Nắm vững Đn động lượng và nội dung ĐLBT động lượng áp dụng cho cơ hệ kín. 2) Kỹ năng: - Vận dụng ĐLBT để giải một số bài tập. II- Chuẩn bị. Giáo viên: - TN H.31.1 (nếu có). Học sinh: - Ôn lại ĐLBT công ở THCS và ĐL BT khối lượng. III- Tiến trình dạy- học: HĐ của HS HĐ của GV Nội dung Hoạt động 1: (5p) Tìm hiểu về hệ kín. - Ghi nhận và hiểu. - Lấy được VD. - Đưa ra Kn về hệ kín. ? HS lấy VD về hệ kín ? ? trong thức tế có tồn tại hệ kín như Đn không ? Vì sao ? ? Các ĐL NT có thể áp dụng được trong mọi lĩnh vực không? Có phương pháp nào khác để giải các bài tập cơ học không?=> ĐLBT. 1- Hệ kín: (Hệ cô lập) - Là hệ mà ở đó các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau bằng nội lực, hoặc nếu có ngoại lực thì chúng phải triệt tiêu lẫn nhau. VD: Hệ súng - đạn, hệ vật và trái đất (bỏ qua lực hấp dẫn của các hành tinh khác)... Hoạt động 2; (5p). Tìm hiểu về các ĐLBT trong vật lí. - Hoàn thành y/c của GV. - Hiểu vai trò của các ĐLBT và phạm vi áp dụng chúng. ? Đã học ĐLBT nào? NX? - Đưa ra nội nghiên cứu của các ĐLBT trong chương. - Vai trò của các ĐLBT so với các ĐL trong cơ học cổ điển. 2. Các định luật bảo toàn: - Là những ĐL chỉ nghiệm đúng trong hệ coi là kín, mà ở đó một số đại lượng vật lý đặc trưng cho trạng thái của hệ được BT (tức là không đổi theo t). - Các ĐKBT : Khối lượng ,động lượng,năng lượng... Hoạt động 3: (20p) XD khái niệm động lượng. độ biến thiên động lượng. - Quan sát và TL ? - Vận tốc của vật thay đổi từ v thành v’ và thu gia tốc. - Viết biểu thức tính gia tốc. - Biểu thức ĐL II NT ? - BT ĐL III NT cho trường hợp tương tác giữa 2 vật trong hệ kín ? - Hoàn thành các y/c của GV. - TN 1: thả viên bi 1 từ các độ cao khác nhau đến va chạm viên bi 2 (đứng yên). ? dưới td của F do bi 1 td trong khoảng thời gian Δt thì trạng thái của bi 2 thay đổi ntn ? a = => (1) - F.Δt gọi là xung của lực, vế phải gọi là độ biến thiên của đại lượng mv hay cò gọi là độ biến thiên động lượng. ? động lượng là gì ? biểu thức tính ? đơn vị ? ? Động lượng có hướng ntn? Biểu thức độ biến thiên động lượng ? ? Trong hệ kín nếu 2 vật tương tác với nhau thì tổng động lượng trước và sau tương tác cí thay đổi không ? 3. Định luật bảo toàn động lượng: a) Tương tác giữa 2 vật trong hệ kín: -Xét 2 vật m1, m2 :có vận tốc tương ứng + Trước tương tác: v1 , v2. + Sau tương tác: v1’ , v2’. => Theo ĐL II NT lực tương tác giữa các vật làm thay đổi vận tốc của chúng và gây ra gia tốc: - ; => Theo ĐL IIII NT: Ta có : m1(v1’ – v1) = - m2( v2’- v1) m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’. (1) * Tổng tích m.v của hệ 2 vật trước va chạm bằng sau va chạm . b) Động lượng: - Đn: ( sgk). - Biểu thức: (2). - Đơn vị: kgm/s. => động lượng đặc trưng cho sự chuyền CĐ giữa các vật tương tác. c) Định luật bảo toàn động lượng: Từ (1) và (2) ta được: . - Trường hợp nhiều vật trong hệ: SS pi’ p = p’ (3). (3) là nội dung ĐLBT động lượng. - Biểu thức tính độ biến thiên động lượng: Δp = F.Δt (4) Hoạt động 4: (10p). Thí nghiện kiểm chứng. - Nghiên cứu TN kiểm chứng SGK. - áp dụng ĐLBTĐL vào BT. - y/c HS đọc SGK d) TN kiểm chứng: (HS đọc SGK). => ĐLBT động lượng áp dụng cả cho TH hệ vật ban đầu có vận tốc bằng không,hoặc 1 vật có v = 0. e) Bài tập áp dụng: * Bài 3 (148-sgk): a) p = 6kgm/s. c) p = = 4,24kgm/s b) p = 0. d) p1=p2 = 3kgm/s ,(p1,p2) = 1200. Hoạt động 6. - Nắm được nd cơ bản của bài; - BTVN: 1,2,3,4 (sgk) IV- Rút kinh nghiệm giờ dạy: Ngày soạn: ...../12/2006. Tiết 46: 32. Chuyển động bằng phản lực.Bài tập về định luật bảo toàn động lượng. I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Nắm vững nguyên tắc CĐ bằng phản lực. Hiểu và phân biệt được hoạt động của động cơ của máy bay phản lực và tên lửa vũ trụ. 2) Kỹ năng: - Vận dụng ĐLBT động lượng để giải một số bài tập, giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan. II- Chuẩn bị. Giáo viên: một số ví dụvề CĐ bằng phản lực. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về động lượng. III- Tiến trình dạy- học: HĐ của HS HĐ của GV Nội dung cần đạt Hoạt động 1: kiểm tra bài cũ và ĐVĐ. - Hoàn thành ? của GV. - Đưa ra phương án trả lời. ?Phát biểu ĐLBT động lượng.viết biểu thức của ĐLBT trong TH 2 vật có m1 ,m2 ban đầu đứng yên (ở giữa gắn 1 lò so đang bị nén) sau vc CĐ ntn? (2 vật cùng CĐ trên 1 đường thẳng). - ĐVĐ: cho 1 xe lăn nhỏ, tren xe có gắn bút bi và 1 quả bóng (h.vẽ).nghĩ cách làm xe CĐ mà không cần td lực? => CĐ của xe lăn nhờ khí của quả bóng gọi là CĐ bằng phản lực ? lấy một số VD CĐ tương tự? Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên tắc CĐ bằng phản lực. - hoàn thành nhiệm vụ GV y/c. - Hiểu nguyên tắc của CĐ bằng phản lực. ? Tại sao xe lăn lại CĐ được?Viết BT của ĐLBT động lượng cho TH đó và nhận xét? ? Vậy CĐ bằn phản lựclà CĐ ntn? ? TL C1? ?Giải thích được hiện tượng súng giật khi bắn? 1- Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực: - Là CĐ trong 1 hệ kín đứng yên,nếu có 1 phần CĐ theo 1 hướng thì phần còn lại CĐ theo hướng ngược lại. Hoạt động 3: Giải thích nguyên tắc hoạt động của động cơ phản lực, tên lửa. - áp dụng nguyên tắc CĐ bằng phản lực để giải thích CĐ của máy bay phản lực và tên lửa, so sánh được sự khác nhau giữa 2 loại CĐ của chúng. - ghi nhớ và tiếp thu. ? Tại sao lại đạt tên cho loại máy bay CĐ nhờ khí phụt là máy bay phản lực?giải thích? ? TL C2? ?Giải thích CĐ của tên lửa? - HS đọc thên phần chữ nhỏ. 2- Động cơ phản lực.Tên lửa. a)Động cơ phản lực: - Là loại CĐ nhờ phản lực của hỗn hợp không khí và nhiên liệu đợc đốt cháy phụt về phía sau để đẩy động cơ CĐ về phía trước. b)Tên lửa: là loại CĐ bằng phản lực. Nhưng khác với máy bay phản lực là nó có thể CĐ trong chân không. Hoạt động 4: Làm một số BT về ĐLBT động lượng. - HS làm bài theo định hướng của GV. -y/c HS làm các BT vận dụng trong sgk. Định hướng: Bài 1: ? tại sao khi ném bình khí thì nhà du hành lại CĐ về phía tầu?áp dụng ĐLBT nào để XĐ vận tốc của nhà du hành. Bài 2:tương tự nhưng CĐ của các vật không cùng hướng nên phải chọn chiều + cho CĐ của hệ. Bài 3: ?có thể coi hệ đạn nổ là kín không? áp dụng ĐLBT nào? ? Biểu diễn các véc tơ động lượng trước và sau khi viên đạn nổ?=>hướng của mảnh đạn thứ 2? ? XĐ độ lớn và vận tốc của mảmh đạn 2 ntn? 3- Bài tập về ĐLBT động lượng: * Bài 1: (sgk) - Theo ĐLBT động lượng và CĐ của người và bình khí cùng phương nên có: MV + mv = 0 => V = - mv/M = - 1.6m/s. Dấu – người CĐ về phía tầu ngược so với CĐ của bình khí. * Bài 2 (sgk). Theo ĐLBT động lượng ta có (chiều+của vật 1) m1v1 – m2v2 = -m1v1’ + m2v2’ => m1/m2 = 0,6. * Bài 3: (sgk) - coi hệ đạn nổ là hệ kín.áp dụng ĐLBT động lượng có: . (p1,p)=450; p1= 1000kgms-1;p = 1413kgms-1 => p = p1=> p1 = p2 = 1000kgm/s Vậy: v2 = 1000m/s. Hoạt động 5: Củng cố và giao BTVN. Hiểu được ND cơ bản của bài, áp dụng được ĐLBT động lượng vào BT và nguyên tắc CĐ bằng phản lực vào giải thích một số hiện tượng vật lí có liên quan. Bài tập tại lớp: bài 1(153-sgk) BTVN: 2,3 (sgk-153). Ôn lại kiến thức về công đã học. IV- Rút kinh nghiệm giờ dạy: Ngày soạn: ...../12/2006. Tiết 47: 33. Công và công suất I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Phân biệt được KN công trong ngôn ngữ thông thường và KN công trong vật lí. Biết được công cơ học được gắn với 2 yếu tố: lực td và độ dời điểm đặt theo phương của lực và BT. Hiểu công là đại lượng vô hướng,KN công cản và công phát động. KN công suất,ý nghĩa của công suất trong thực tiễn đs và kt.Giải thích được ứng dụng trong hộp số ô tô ,xe máy. 2) Kỹ năng: - áp dụng công thức tính cộng trong các TH lực td theo các hướng khác nhau. II- Chuẩn bị. Giáo viên: Giáo án. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về công đã học. III- Tiến trình dạy- học: HĐ của HS HĐ của GV Nội dung cần đạt Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức cũ và ĐVĐ. - Đưa ra một số VD có liên quan đến KN công trong thực tiễn để HS chỉ ra KN công đã học. Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức tính công trong TH tổng quát. - Nhớ lại công thức tính công cơ học của lực F td vào vật làm nó di chuyển quãng đường s biết F và s cùng phương. => F = F1s = F.s.cosa = . - XĐ công của F td là biến đổi và quỹ đạo không thẳng. - TD lực F vào vật m theo phương hợp với độ dời s 1 góc a => XĐ công của lực F ? ? TL C1? ? TL C2? ? TL C3? 1- Công: * Định nghĩa: (sgk). * Biểu thức: A = F.s.cosa (1) Trong đó: a = (F,s). * Chú ý: + cosa > 0 ( a A > 0 gọi là công phát động. + cosa A < 0 gọi là công cản. + cosa = 0 ( a = 900) => A = 0 lực không thực hiện công. => BT (1) chỉ đúng đối với F = const. => nếu công của lực F biến đổi và quỹ đạo không thẳng thì công toàn phần = tổng công nguyên tố ΔA. A = SΔA với ΔA = * Đơn vị của công: là Jun (J) 1J = 1N.m. HĐ 3: Xây dựng kn công suất. ? Trong thực tế khả năng thực hiện công của những vật khác nhau có giống nhau không? vì sao?Chỉ ra cách phân biệt? => KN công suất. ? TL C4? 2- Công suất: * Định nghĩa: (sgk) * Biểu thức: tốc độ thực hiện công của vật hay công suất là: P = A/t (2) * Đơn vị: là oát (W) Hay: 1W = 1J/1s. 1kW = 1000W; 1MW = 1000.000W 1 mã lực = 1 HP = 736W. * chú ý : - 1KW.h = 3,6.106J = 1“số” điện là đợn vị của công. - Biểu thức khác của công suất: (3) + Nếu t lớn thì công suất là giá trị trung bình Ptb ; + Nếu t << thì P là giá trị tức thời tại điểm xét. * ứng dụng: Hộp số của động cơ ôtô. (sgk). 3- Hiệu suất: - là tỉ số giữa công có ích và công toàn phần: H = A’ / A (%) (4) HĐ 3: Làm bài tập áp dụng. - Cá nhân hoàn thành y/c của gv. -y/c HS làm bài tập vận dụng trong sgk. *Định hướng: + các lực td vào vật => XĐ công của các lực. + Tìm công có ích. + XĐ hiệu suất. 4- Bài tập vận dụng: * BT 1: (sgk). *BT2: (bài 2 -159 sgk). HĐ 4: củng cố và BTVN. Nắm được ND cơ bản của bài. BTVN: 3,4,5 (sgk) và các Bt trong SBT. Giờ sau chữa BT. IV- Rút kinh nghiện giờ dạy: Ngày soạn: ...../1/2007. Tiết 48: Bài tập I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Nắm vững các ĐLBT đã học. Biết cách vận dụng ĐLBT động lượng trong các trường hợp cụ thể . 2) Kỹ năng: - Vận dụng ĐLBT để giải một số bài tập, giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan. II- Chuẩn bị. Giáo viên: - các dạng bài tập cơ bản Học sinh: - Ôn lại kiến thức ĐLBT động lượng , công ,công suất. III- Tiến trình Dạy- học: 1.Hũn bi thộp cú khối lượng 200g rơi tự do từ độ cao h = 20cm xuống mặt phẳng nằm ngang. Sau va chạm hũn bi bật ngược trở lại với tốc độ như cũ. Tớnh độ biến thiờn động lượng của hũn bi.Lấy g = 10m/s2. A. 0 B. 0,4kgm/s C.0,8kgm/s D.1,6kgm/s. 2.Hũn bi thộp cú khối lượng 400g rơi tự do từ độ cao h = 80cm xuống mặt phẳng nằm ngang. Sau va chạm giữa hũn bi và mặt phẳng, hũn bi nằm yờn trờn mặt phẳng. Tớnh độ biến thiờn động lượng của hũn bi. Lấy g = 10m/s2. A. 0 B.3,2 kgm/s C. 1,6 kgm/s D.8 kgm/s. 3. Một quả búng khối lượng m đang bay với vận tốc v thỡ đập vào 1 bức tường và bật trở lại với cựng vận tốc. Độ biến thiờn động lượng của quả búng là: A. mv B. –mv C. 2mv D. -2mv. 4. Chọn cõu sai: A. Động lượng của vật là đại lượng vộc tơ. B. Độ biến thiờn động lượng của một vật trong một khoảng thời gian bằng xung của lực tỏc dụng lờn vật trong khoảng thời gian ấy. C. Khi vật ở trạng thỏi cõn bằng thỡ động lương của vật bằng 0. D. Động lượng cú đơn vị kgm/s. 5. Hai vật cú khối lượng m1 = 1kg, m2 = 3kg chuyển động với vận tốc v1 = 3m/s, v2 = 1m/s. Tổng động lượng của hệ trong cỏc trường hợp và v2 cựng phương , ngược chiều. A. 6kgm/s B. 3kgm/s C. 10kgm/s D. 0. 6. Một vận cú khối lượng 1kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 0,5s. Độc biến thiờn động lượng của vật trong khoảng thời gian đú là:Lấy g = 9,8m/s2. A. 5kgm/s B. 4,9kgm/s C. 10kgm/s D. 0,5 kgm/s. 7. Động lượng được tớnh bằng: A. Nm/s B.Nm C. N.s D. N/s. 8. Khi lực F (khụng đổi) tỏc dụng lờn vật trong khoảng thời gian Δt thỡ địa lượng nào sau đõy được gọi là xung của lực F trong khoảng thời gian Δt: A. ΔP B. C. D. . 9. Điều nào sau đõy là sai khi núi về động lượng. A. Trong hệ kớn động lượng của hệ được bảo toàn.; B. Động lượng của hệ khụng phụ thuộc vào hệ quy chiếu. C. Động lượng xỏc định bằng tớch khối lượng của vật và vộc tơ vận tốc của vật ấy. D. Động lượng là một đại lương vộc tơ. 10. Điều nào sau đõy là sai khi núi về cỏc trường hợp của hệ cú động lượng bảo toàn. A. Cỏc vật trong hệ hoàn toàn khụng tương tỏc với cỏc vật bờn ngoà i hệ. B. Tương tỏc của cỏc vật trong hệ với cỏc vật bờn ngoài chỉ diễn ra trong thời gian rất ng ắn. C. Hệ khụng kớn nhưng tổng hỡnh chiếu cỏc ngoại lực theo một phương nào đú bằng 0 , thỡ theo phương đú động năng cũng được bảo toàn. D. Hệ hoàn tũan kớn. 11. Một vật nhỏ khối lượng m = 2kg trượt xuống một đường dốc thẳng nhẵn tại một thời điểm xỏc định cú vận tốc 3m/s, sau đú 4s vật cú vận tốc 7m/s, tiếp ngay sau đú 3s vật cú động lượng (kgm/s) là: A 6 kgm/s. B. 10kgm/s. C. 20kgm/s D. 28kgm/s. 12. Vật m1 = 1kg chuyển động với vận tốc v1 = 6m/s đến va chạm hoàn toàn mềm vào vật m2 = 3kg . Ngay sau va chạm vận tốc vật m2 là : A. 2m/s. B. 1,5 m/s. C. 24m/s. D. 2/3 (m/s). 13. Vật m1 = 2kg chuyển động với vận tốc v1 đến va chạm hoàn toàn mềm vào vật m2 = 3kg . Ngay sau va chạm vận tốc vật m2 là 2m/s.Tớnh ận tốc vật m1 ? A. 3m/s. B. 1,2 m/s. C. 5m/s. D. 0,8 (m/s). 14. Một người cú khối lượng m1 = 50kg đứng trờn chiếc thuyền cú khối lượng m2 = 200kg. Người nhẩy từ thuyền theo phương nằm ngang với vận tốc 4m/s đối với thuyền.Biết rằng lỳc đầu thuyền cú vận tốc v = 0 (bỏ qua lực ma sỏt). Độ lớn vận tốc của thuyền ngay sau khi người nhẩy là: A. 0,8m/s B. 0,6 m/s. D. 8 m/s. D. Một kết quả khỏc. 15. Một vật cú khối lượng m chuyển động theo hướng động với vận tốc v, va chạm với một vật khỏc cú cựng khối lượng m cũng chuyển động với vận tốc v nhưng theo hướng Bắc. Sau va chạm cả hai nhập thành một vật khối lượng 2m.Vật tạo thành sau va chạm sẽ chuyển động theo hướng Đụng - Bắc với vậntốc bao nhiờu. A. v B. v / C. v/2. D. – v/2. 16. Một người đang ngối trờn một xe goũng CĐ đều trờn một đường ray. Vận tốc của xe thay đổi thế nào nếu người đú nhảy ra khỏi xe ? A.Tăng tốc. B.Giảm tốc. C.Giữ nguyờn vận tốc. D.Khụng thể xỏc định vỡ khụng đủ dữ kiện. 17.Trong cỏc chuyển động sau đõy, chuyển động nào khụng dựa trờn nguyờn tắc của ĐLBT động lượng ? A. Chuyển động của tờn lửa. B. Chuyển động của con mực ống khi tẩu thoỏt. C. Chuyển động của quả bong búng xỡ hơi khi vượt khỏi tay. D. Chiếc mỏy bay trực thăng đang bay trờn bầu trời. 18. Trong cỏc hiện tượng sau đõy, hiện tượng nào khụng liờn quan đến ĐLBT động lượng. A. Vận động viờn chạy lấy đà để nhẩy được xa. B. Xe ụtụ xả khúi khi ở ống thải khi chuyển động. C. Một người nhảy từ thuyền lờn bờ làm cho thuyền chuyển động ngược lại. D. Một người nhảy từ bờ lờn thuyền làm cho thuyền thay đổi hướng chuyển động. 19. Trong qỳa trỡnh nào sau đõy , động lượng của ụtụ được bảo toàn. A. ễtụ tăng tốc. B. ễtụ giảm tốc. C. ễtụ chuyển động trũn đều. D.ễtụ chuyển động thẳng đều trờn đường khụng cú ma sỏt. 20. Phỏt biểu nào sõu đõy là chưa chớnh xỏc. A. Vật rơi tự do khụng phải là hệ kớn vỡ trọng lực tỏc dụng lờn nú là ngoại lực. B. Một hệ vật gọi là hệ kớn khi khụng cú ngoại lực tỏc dụng lờn hệ. C. Hệ vật gồm: “Vật rơi tự do và trỏi đất” được xem là hệ kớn khi khụng kể lực tương tỏc giữa hệ vật với những vật khỏc ( Mặt trời và cỏc hành tinh...). D. Hệ chỉ chịu tỏc dụng của nội lực thỡ động lượng của hệ được bảo toàn. 21. Một quả đạn đang đứng yờn đột ngột nổ và vỡ thành 2 mảnh. Hỏi 2 mảmh phải bay theo những phương hợp với nhau một gúc bao nhiờu độ ? A. 00 B. 900 C.1800 D. Khụng thể xỏc định vỡ chưa đủ dữ kiện . 22. Một viờn đạn đang bay ngang. Cỏch mặt đất 200m, với vận tốc 300m/s thỡ nổ thành 2 mảnh cú khối lượng m1 = 10kg và m2 = 20kg. Mảnh 1 bay lờn theo phương thẳng đứng với vận tốc v1 = 519 m/s. Lấy g = 10m/s2. Vận tốc mỗi mảnh ngay sau khi đạn nổ là: A. v1 = v2 = 519m/s. B. v1 = 500m/s; v2 = 200 m/s. C. v1 = 400 m/s; v2 = 200 m/s D. Kết quả khỏc A,B,C. 23. Một người nặng 80kg leo lờn một cầu thang. Trong 10s người đú leo lờn được 6m tớnh theo phương thẳng đứng. Cho g = 9,8 m/s2 .Cụng suất của người đú thực hiện được tớnh theo HP (1HP = 745,7W) là: A. 0,63 HP. B. 1,26HP C. 1,8 HP D. 2,10 HP. 24. Chọn cõu sai: A. Đại lượng để so sỏnh khả năng thực hiện cụng của cỏc mỏy khỏc nhau trong cựng 1 khoảng thời gian là cụng suất. B. Cụng suất là đại lượng đo bằng thương số giữa độ lớn của cụng và thời gian dựng để thực hiện cụng ấy. C. Giỏ trị của cụng khụng phụ thuộc vào hệ quy chiếu. D. Lực chỉ sinh cụng khi phương của lực khụng vuụng gúc với phương dịch chuyển. 25. Chọn đỏp ỏn đỳng. Khi ụtụ (xe mỏy) lờn dốc. A. Người lỏi xe sang số lớn ( bằng cỏch đổi bỏnh xe răng trong hộp số sang bỏnh xe nhiều răng hơn) để tăng cụng suất của xe. B. Người lỏi xe sang số nhỏ để tăng vận tốc của xe. C. Người lỏi xe sang số nhỏ để tăng cụng suất của xe. D. Người lỏi xe sang số nhỏ để tăng lực kộo của xe. 26. Chọn đỏp ỏn đỳng nhất. Cụng cú thể thực biểu thị bằng tớch của: A. Lực và vận tốc. B. Lực và quóng đường đi được. C. Lực, quóng đường đi được và khoảng thời gian. D. Năng lượng và khoảng thời gian. Ngày soạn: ...../12/2006. Tiết 49: 34. Động năng.Định lý động năng I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Nắm vững ĐLBT cơ năng. Biết cách thiết lập ĐLBT cơ năng trong các trường hợp cụ thể của lực đàn hồi và trọng lực.Từ đó mở rộng thành ĐL tổng quát khi lực td là lực thế nói chung. 2) Kỹ năng: - Vận dụng ĐLBT để giải một số bài tập, giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan. II- Chuẩn bị. Giáo viên: - chuẩn bị H.37.1;37.4a phóng to, con lắc đơn và con lắc lò so (nếu có). Học sinh: - Ôn lại kiến thức về động năng và thế năng. III- Tiến trình dạy- học: HĐ của HS HĐ của GV Nội dung cần đạt HĐ 1 : ĐVĐ - Hoàn thành y/c của GV ? Nhắc lại Kn năng lượng và kể tên ? ? Đn công cơ học và Biểu thức ? ? Giải thích hoạt động của cần cẩu ở hình 34.1-SGK ? => Wđ phụ thuộc vào những yếu tố nào.nc bài mới. HĐ 2: XD khái niệm độg năng, - Dự đoán các yếu tố mà động năng phụ thuộc. - Ghi nhớ. - Hoàn thành C2. - khả năng thực hiện công lớn nếu vật mang năng lượng lớn. ? Từ TN cho biết Wđ phụ thuộc vào những yếu tố nào ? => Đn động năng. ? TL C2 ? 1. Động năng: * Định nghĩa: (sgk). * Biểu thức: Wđ = mv2/2 (1) * đơn vị : J * Nhận xét: + động năng là đại lượng vô hướng, luôn dương. + Wđ có tính tương đối , phụ thuộc vào hqc. + (1) đúng ch cả vật CĐ tịnh tiến. HĐ 3: XD định lí động năng. - Hoàn thành y/c của GV theo định hướng: => viết được các công thức có liên quan. - ghi nhớ và tiếp thu. - Một vật CĐ với v1 chịu tác dụng F = h/s thì chuyển dời được s và đạt v2 . ? công của F thu dược có liên hệ ntn với độ biến thiên động năng của vật ? tìm biểu thức toán học? Định hướng: * F t/d vật có gia tốc không ? * Độ rời của vật XĐ ntn? * Công của ngoại lực liên hệ với F ? - GV đưa Kn độ biến thiên đông năng. =>những lưu ý. * Công của vật sinh ra bằng và trái dấu với công của ngoại lực => vật sinh công (+) thì động năng của vật giảm. 2- Định lí động năng: - Khi F t/d vào vật m làm vật thay đổi vận tốc từ v1 đến v2 có gia tốc: . A12 = (1) v22 - v12 = 2as A12 = F.s Hay A12 = Wđ2 - Wđ1 = ΔWđ (2) (2) là định lí động năng. * Vậy: độ biến thiên động năng của 1 vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật. + A > 0 => động năng tăng. + A động năng giảm + (2) đúng trong cả TH F thay đổi và vật có thể có dạng đường đi bất kì. HĐ 4: Vận dụng: - Hoàn thành y/c của GV. * Đ.A : B ** Đ.A: B. - Nhớ lại công thức động năng và công của ngoại lực => lập luận và đưa ra kết luận. - Đưa các Bt trắc nghiệm để Hs vận dụng. ( lí giải việc trọn đáp án) - Bt tự luận: ( Hs tự làm theo gợi ý) 3- Bài tập vận dụng: Các bài tập trắc nghiệm: * Một vật khối lượng khụng đổi động năng của nú tăng lờn 9 lần giỏ trị ban đầu của nú.Khi đú động lượng của vật sẽ là: A. Bằng 4,5 lần giỏ trị ban đầu. B. Bằng 3 lần giỏ trị ban đầu. C. Bằng 9 lần giỏ trị ban đầu. D. Bằng 81 lần giỏ trị ban đầu. =>B ** Động năng của vật tăng khi: A. Gia tốc của vật tăng. B. Cỏc lực t/d lờn vật sinh cụng dương . C. Vận tốc của vật v > 0. D. Gia tốc của vật a > 0. => B Bài tập tự luận: ôtô tăng tốc: 10km/h->20km/h; 50km/h-> 60km/h.trong khoảng thời gian như nhau. So sánh F và A trong 2 TH. Gợi ý: + Wđ ~ v2 => A1 ≠ A2. A = F.s =m.a.s = m HĐ 5: Giao nhiệm vụ VN. - Nắm được ND cơ bản của bài; - Làm các BT trong sgk và sbt. - Đọc trớc bài 35. Ngày soạn: ...../12/2006. Tiết 50: 35. Thế năng.Thế năng trọng trường I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Tìm được công của trọng lực mà vật dịch chuyển => Biểu thức thế năng trọng trường. Mqh Công cỏa trọng lực bằng độ giảm thế năng. Kn chung về thế năng trong cơ học =>phân biệt được Wđ và Wt , hiểu thế luôn gắn với tác dụng của lực thế. Từ công tthức độ biến thiên thế năng => công của trọng lực và thế năng có mlh. Giá trị của thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng. 2) Kỹ năng: - Vận dụng để giải một số bài tập, giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan. II- Chuẩn bị. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về lực hấp dẫn, trọng lực, trọng trường, Kn thế năng đã học. III- Tiến trình dạy- học: HĐ của HS HĐ của GV Nội dung cần đạt HĐ 1 : ĐVĐ. ? Giải thích HĐ của búa máy và cánh cung trong (H. 35.1 và 35.2-sgk) ? ? Năng lượng mà 2 vật đó dự trữ là dạng năng lượng nào ? ? có những loại thế năng nào? => bài học. HĐ 2: Tìm hiểu Kn thế năng. - Phán đoán kết quả sịnh công của các VD đã nêu. => thế năng phụ thuộc vào độ cao của búa và độ biến dạng của cung tên. ? phán đoán trong 2 VD nêu trên cánh cung và búa máy thực hiện công lớnhơn khi nào ? ? Năng lượng là thế năng => thế năng phụ thuộc vào những yếu tố nào ? => Kn thế năng. 1- Khái niệm thế năng: - Thế năng là năng lượng vật có được khi có vị trí tương đối so với vị trí ban đầu ( hay so với trạng thái khi chưa biến dạng). HĐ 3: XĐ công của trọng lực, XD biểu thức thế năng trọng trường. - Làm việc với phiếu học tập. B C zC zB Δs Δz => ABC = ΣΔAi = Σ(P.Δz). - Công là số đo sự biến đổi năng lượng. - Ghi nhớ. - y/c Hs hoàn thành y/c1 trong phiếu học tập: -Định hướng: để XĐ được công của trong lực trong dích chuyển từ B đến C cần chia đoạn đó thành những độ dời nhỏ Δs (coi như đường thẳng). ? NX sự phụ thuộc của công trọng lực vào dạng quỹ đạo chuyển động ? - Thông báo Kn lực thế. ? TL C1 ? ? NX mối quan hệ công của trong lực và sự biến đổi thế năng trong các TH (h 35.4) ?=> KL ? => các NX. * Chú ý: Nếu gốc tọa độ là O’ (OO’ = a) thì z’ = z + a => Wt’ = mgz’ = mgz + mga = Wt + C => C không làm thay đổi độ giảm thế và A12’ = A12 .Vậy thế năng trọng trường được XĐ sai kém một hằng số cộng. ? TL C2 ? 2- Công của trọng lực: Biểu thức: ABC = P.(zB-ZC) = mg.(zB-ZC) (1) *NX: Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị tríđiểm đầu và điểm cuối. Lực có t/c như thế được gọi là lực thế hay lực bảo toàn. 3- Thế năng trọng trường: Đặt Wt = mgz (2)và gọi là thế năng trong trường thì khi vật dịch chuuyển từ VT 1 đến VT 2 bất kỳ luôn có: ABC = WtB - WtC = ΔWt. (3) Vậy:+ Công của trọng lực bằng hiệu thế năng tại vị trí đầu và vị trí cuối ,tức là bằng độ giảm thế năng của vật. + Từ (2) ta thấy Wt phụ thuộc vào việc chọn gốc tọa độ (coi tại đó thế năng bằng 0) gọi là mực không của thế năng (gốc thế năng). Thường chọn gốc thế năng tại mặt đất (=0). + Thế năng của hệ vật - trái đất giống (2). + Mọi thiên thể trong vũ trụ đều hấp dẫn nhau nên cũng tồn tại năng lượng dưới dạng thế năng hấp dẫn=> thế năng trọng trường lf TH riêng của thế năng hấp dẫn. + Đơn vị: Jun. HĐ 4: Mối liên hệ giữa lực thé và thế năng. Hoàn thành y/c của GV. ? Kể tên 1 số lực là lực thế ? ? Fms có phải là lực thế không ? => Chỉ có lực thế t/d lên 1 vật mới tạo cho vật thế năng. 4- Lực thế và thế năng: - Lực thế: Fđh;Fhd ; F tĩnh điện=> tạo ra thế năng , Vậy thế năng là năng lượng của 1 hệ có được do tương tác giữa các phần của hệ thông qua lực thế. - thế năng phụ thuộc vào vị trí tương đối của các phần trong hệ. HĐ 5: Vận dụng. - Hs làm việc với phiếu học tập. - y/c hs hoàn thành phiếu học tập. HĐ 6: BTVN. - Nắm được ND cơ bảncủa bài. - BTVN: 1-5 (sgk) và các BT trong sbt. Phiếu học tập 1) Một vật coi như chất điểm có khối lượng m, di chuyển từ B có độ cao zB đến C có zC so với mặt đất. A = ? C zC zB B 2) Một buồng cấp treo trở người với khối lượng tống cộng 800kg đi từ VT xuất phát cách mặt đất 10m tới 1 trạm dừng trên núi ở độ cao 550m sau đó tới độ cao 1300m. a. Tìm thế năng trọng trường tạicác vị trí.(lấy gốc thế năng lần lượt tại mặt đất và tại điểm dừng thứ nhất) b) Tính công của trọng lực khi buồng cáp treo di chuyển: + Từ VT xuất phát đến trạm thứ nhất; + từ trạm 1 đến trạm 2 => so sánh công trong 2 TH trên. Ngày soạn: ...../12/2006. Tiết 51: 35. Thế năng đàn hồi I- Mục tiêu: 1)Kiến thức: Nắm được Kn thế ăng đàn hồi như là 1 năng lượng dự trữ