Giáo án môn Vật lý 10 - Định luật bảo toàn động lượng

Sv: Phan Thanh Nhã Mssv: 1070377 Lớp Vật Lý Công Nghệ_33 Bài 31 : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Phát biểu được định nghĩa hệ kín, lấy được ví dụ về hệ kín, viết được công thức động lượng, nêu được đơn vị đo động lượng, phát biểu và viết được định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai, nhiều vật, viết biểu thức dạng khác của định luật II Newton. 2. Kỹ năng: Suy luận được định luật bảo toàn động lượng từ các kiến thức đã biết, sử dụng được thiết bị đồng hồ cần rung đề tiến hành thí nghiệm tưong tác của hai xe lăn trên máng, suy ra dạng khác của định luật II Newton, áp dụng được định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai vật. 3. Thái độ : Có thái độ nghiêm túc trong việc tiếp thu kiến thức. II. CHUẨN BỊ Gv: Một máng ; 2 xe lăn ; Băng giấy và bộ cần run ; Máng rảnh và 2 hòn bi . Hs: Ôn tập lại kiến thức về định luật II và III Newton. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC T.G Hoạt dộng của giáo viên Hoạt dộng của học sinh Ghi bảng I. HỆ KÍN GV : Trước khi vào hệ kín, các em cho biết hệ vật là gì ? GV : Xét bàn billard, ngoài sự tương tác lẫn nhau giữa các quả bi, còn có lực ma sát của mặt bàn. Bây giờ ta xét một hệ vật là các hòn bi đang lăn trên mặt bàn, ngoài sự tương tác của các quả bi, chúng ta coi như lực ma sát mặt bàn không đáng kể , như vậy không có lực nào tác dụng lên quả bi ngoài sự tương tác giữa chúng. Khi đó ta nói hệ vật trên là một hệ kín. Vậy hệ kín là gì? GV : Hay nói đúng hơn là các vật trong hệ chỉ chịu tác dụng của nội lực mà không chịu tác dụng của ngoại lực. GV : Ta giã sử như có hai quả bi đang lăn trên mặt bàn với lực ma sát không đáng kể, ngoài sự tương tác giữa các quả bi lẫn nhau còn có lực nào tác dụng nữa không ? GV : Thế hai lực này như thế nào ? GV : Chúng có tổng như thế nào ? GV : Như vậy khi hệ vật chịu các ngoại lực tác dụng vào nó cân bằng nhau hay tổng các ngoại lực bằng 0 thì hệ được được coi như là một hệ kín . II. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN GV : Trong thế giới vật chất, khi xét đến hệ kín từ vi mô đến vĩ mô, mọi thứ đều biến đổi thời gian trong không gian vì bản chất của thế giới là sự vận động. Ta hãy xét xem thí dụ sau : Xét phản ứng hoá học sau : HCl + NaOH = NaCl + H2O Các em cho biết trong phản ứng trên có đại lượng nào không thay đổi ? GV : Đó chính là đlbt khối lượng các chất trong hoá học. Trong các hiện tượng vật lý xảy ra chung quanh ta , cũng vẫn có các đại lượng được bảo toàn, chúng ta sẽ lần lượt tìm các đại lượng không thay đổi đó qua các đlbt. GV : Thế các em đã học qua đlbt nào ở lớp dưới không ? GV : Em có thể nhắc lại đlbt năng lợng xem ? GV : Như vậy có nhiều đại lượng không đổi như nguyên tử không đổi , đlbt khối lượng III. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 1/ Tương tác giữa hai vật trong hệ kín : Khi hai vật tương tác với nhau thì mỗi vật điều thu được gia tốc nghĩa là vận tốc của mỗi vật thay đổi, vậy có hệ thức nào liên hệ giữa vận tốc của hai vật trước và sau va chạm không? Sự biến đổi về vận tốc có liên quan tới gia tốc, gia tốc của vật này được biểu thị bởi lực mà vật kia tác dụng lên, các lực này có mối quan hệ với nhau, vậy các vận tốc này có mối quan hệ với nhau như thế nào. Giải thích trong SGK 2/ Động lượng GV : Làm thí nghiệm cho một hòn bi có khối lượng m1 chuyển động với vận tốc v1 va chạm vào hòn bi khối lượng m0 đứng yên GV : Sau va chạm các em quan sát bi m0 sẽ như thế nào? GV : Nếu như ta cho hòn bi m1 đó chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc ban đầu va chạm hòn bi m0 , bi m0 sẽ chuyển động như thế nào ? GV : Như vậy phải có một đại lượng đặc trưng cho sự làm thay đổi vận tốc của hai viên bi trên sau khi chúng va chạm nhau, đại lượng đó ta gọi là p, qua những thí dụ trên các em cho biết p phụ thuộc vào các đại lượng nào ? GV : Như vậy biểu thức p tính theo công thức : p = m ± v được không ? GV : p = m.v hoặc p = m/v các em chọn biểu thức nào ? GV : Tại sao không chọn p = m/v GV : Vậy ta chọn p = m.v .Vận tốc là đại lượng vô hướng hay hữu hướng ? GV : Còn khối lượng m ? GV : Vậy p = m.v là đại lượng gì ? GV : p là đại lượng hữu hướng Vì vận tốc mang tính tương đối Þ Động lượng Þ Động lượng có tính tương đối ( do Î v ) Þ Vectơ động lượng 3/ Định luật bảo toàn động lượng : GV : Các hãy xem lại biểu thức : m11 + m2 2 = m11’ – m22’ Và các em cho biết trong biểu thức trên động lượng của hai vật có tính chất như thế nào ? GV : Þ GV : Tổng quát hơn ta có : Ê GV : Đó chính là nội dung của đlbt Động Lượng : “ Tổng động lượng của hệ kín thì được bảo toàn” hay nói một cách khác là “trong hệ kín, tổng động lượng các vật trong hệ trước và sau khi va chạm, tương tác thì không thay đổi”. 4/ Thí nghiệm kiểm chứng Giáo viên trình bày thí nghiệm kiểm chứng trang 105 SGK HS : Là một hệ thống gồm có nhiều vật, trong đó các vật tương tác với nhau và tương tác với các vật ở ngoài hệ . HS : Hệ kín là hệ mà các vật trong hệ chỉ tương tác lực với nhau mà không tương tác với các vật ngoài hệ. HS : Khi đó còn có trọng lực và phản lực của mặt bàn tác dụng lên các hòn bi. HS : Hai lực này cân bằng nhau . HS : Chúng có tổng bằng 0. HS : Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành . HS : Định luật bảo toàn năng lượng HS : Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi mà nó được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. Thảo luận và viết được mối liên hệ giữa các gia tốc, vận tốc và lực, mối liên hệ giữa hai lực tương tác . m11+m22=m11’+ m22’ HS : Bi m0 sẽ chuyển động HS : Bi m0 sẽ chuyển động nhanh hơn nữa HS : Bi m0 sẽ chuyển động nhanh hơn . HS : p phụ thuộc vào vận tốc và khối lượng m. HS : Không vì v và m không có cùng đơn vị HS : Chọn p = m.v HS : Vì p tỉ lệ thuận với m và . HS : Vận tốc là đại lượng hữu hướng . HS : khối lượng là đại lượng vô hướng. HS : p là đại lượng hữu hướng HS : Tổng động lượng của hai vật bằng nhau Lập lại: “ Tổng động lượng của hệ kín thì được bảo toàn” hay nói một cách khác là “trong hệ kín, tổng động lượng các vật trong hệ trước và sau khi va chạm, tương tác thì không thay đổi ”. I. HỆ KÍN Hệ vật hệ kín II. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Khối lượng ĐLBT Năng lượng Động lượng Momen ĐL III. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 1/ Tương tác giữa hai vật trong hệ kín : 1 = m.1 = m1.= m1. 2 = m.2 = m2.= m2. - Theo định luật III Newton : 1 = - 2 - Vậy : m1(1’-1) =-m2 (2’-2) Û m1+m22=m11’+m22’ 2/ Động lượng = m. 3/ Định luật bảo toàn động lượng : = ’ 4/ Thí nghiệm kiểm chứng 3) Cũng cố : 1/ Thế nào là hệ kín ? Cho thí dụ ? 2/ Định động lượng của một vật ? 3/ Định nghĩa động lượng của một hệ vật ? 4/ Phát biểu định luật bảo toàn động lượng và viết biểu thức cho hệ hai vật ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời các câu hỏi 1; 2; 3; 4 và 5 - Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 IV. RÚT KINH NGHIỆM ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................