Giáo án Vật lý 10 bài 24 đến 35

Chương 3 CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Bài 24 : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I. MỤC TIÊU Có khái niêm thế nào là hệ kín. Nắm vửng định nghĩa động lượng và nôi dung định luật bảo toàn động lượng áp dun g cho cơ hệ kín. Biết vận dụng định luật để giải một số bài toán. II. CHUẨN BỊ Một máng ; 2 xe lăn ; Băng giấy và bộ cần run ; Máng rảnh và 2 hòn bi . III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : + Câu 02 : + Câu 03 : 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. HỆ KÍN GV : Trước khi vào hệ kín, các em cho biết hệ vật là gì ? 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 . 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 các em ? HS : Hệ kín là hệ mà các vật trong hệ chỉ tương tac lực với nhau mà không tương tác với các vật ngoài hệ. 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 ? HS : Khi đó còn có trọng lực và phản lực của mặt bàn tác dụng lên các hòn bi. GV : Thế hai lực này như thế nào ? HS : Hai lực này cân bằng nhau . GV : Chúng có tổng như thế nào ? HS : Chúng có tổng bằng 0. 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 ? HS : Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành . GV : Đó chính là định luật bảo toàn 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 định luật bảo toàn . GV : Thế các em đã học qua định luật bảo toàn nào ở lớp dưới không ? HS : Định luật bảo toàn năng lượng GV : Em có thể nhắc lại định luật bảo toàn năng lợng xem ? 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. GV : Như vậy có nhiều đại lượng không đổi như nguyên tử không đổi , định luật bảo toàn khối lượng … III. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 1/ Tương tác giữa hai vật trong hệ kín : GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ 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 ? HS : Bi m0 sẽ chuyển động 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 ? HS : Bi m0 sẽ chuyển động nhanh hơn nữa GV : Nếu như ta cho một hòn bi m2 > m1 chuyển động với vận tốc v2 = v1 va chạm vào bi m0 thì bi m0 chuyển động như thế nào ? HS : Bi m0 sẽ chuyển động nhanh hơn . 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 ? HS : p phụ thuộc vào vận tốc và khối lượng m. GV : Như vậy biểu thức p tính theo công thức : p = m ± v được không ? HS : Không vì v và m không có cùng đơn vị GV : p = m.v hoặc p = m/v các em chọn biểu thức nào ? HS : Chọn p = m.v GV : Tại sao không chọn p = m/v HS : Vì p tỉ lệ thuận với m và . GV : Vậy ta chọn p = m.v .Vận tốc là đại lượng vô hướng hay hữu hướng ? HS : Vận tốc là đại lượng hữu hướng . GV : Còn khối lượng m ? HS : khối lượng là đại lượng vô hướng. GV : Vậy p = m.v là đại lượng gì ? HS : p là đại lượng hữu hướng 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 ? HS : Tổng động lượng của hai vật bằng nhau GV : Þ GV : Tổng quát hơn ta có : Ê GV : Đó chính là nội dung của định luật Bảo Toàn Động Lượng : “ Tổng động lượng của hệ kín thì được bảo toàn” hay nói một cách khác là “trong hệ kín, tổng động lược 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 5/ Dạng khác của định luật II Newton GV : HS nào có thể phát biểu lại định luật II Newton đa học ? HS : “ Phát biểu định luật II Newton” GV : Biểu thức định luật II Newton ? HS : GV : Þ I. HỆ KÍN Mọi hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có những lực của các vật trong hệ tác dụng lẫn nhau mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài hệ, hoặc nếu có thì các lực này phải triệt tiêu lẫn nhau. II. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - Khi khảo sát các hệ kín, người ta thấy có một số đại lượng vật lý đặc trưng cho trạng thái của hệ có giá trị không đổi theo thời gian, tức chúng được bảo toàn. - Người ta đã thiết lập được mộ số định luật bảo toàn đối với hệ kín : Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn năng lượng III. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 1/ Tương tác giữa hai vật trong hệ kín : - Xét một hệ kín gồm hai vật có khối lượng m1 và m2 tương tác với nhau. Ban đầu, chúng có vận tốc 1 và 2 . Sau thời gian tương tác Dt, các vận tốc biến đổi thành 1’ và 2’. - Gọi 1 là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1. Theo định luật II newton ta có : 1 = m.1 = m1.= m1. - Gọi 1 là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1. Theo định luật II newton ta có : 2 = m.2 = m2.= m2. - Theo định luật III Newton : 1 = - 2 - Vậy : m1(1’ - 1) = - m2 (2’ - 2) Û m11 + m2 2 = m11’ – m22’ 2/ Động lượng * Động lượng của một vật là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật. * Động lượng là một đại lượng vectơ được ký hiệu là : = m. * Động lượng của một hệ là tổng vectơ các động lượng của các vật trong hệ. * Đơn vị động lượng trong hệ SI là 3/ Định luật bảo toàn động lượng : Vectơ động lượng toàn phần của hệ kín được bảo toàn = ’ 4/ Thí nghiệm kiểm chứng Ä Học sinh xem SGK trang 105 5/ Dạng khác của định luật II Newton Từ : Þ : Xung của lực Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian bằng xung lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian ấy 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 Bài 25 CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I. MỤC TIÊU Nắm được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực, Hiểu đúng thuật ngữ chuyển động bằng phản lực trong bài này từ nội dung định luật bảo toàn động lượng. Hiểu và phân biệt hoạt động của động cơ máy bay phản lực và tên lửa vũ trụ. Từ lời giải của các bài tập mẫu, hiểu cách vận dụng và giải những bài tập về định luat bảo toàn động lượng. II. CHUẨN BỊ Con quay nước Tranh tên lửa vũ trụ đàng rời bệ phóng III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Thế nào là hệ kín ? Cho thí dụ ? + Câu 02 : Định động lượng của một vật ? + Câu 03 : Định nghĩa động lượng của một hệ vật ? + Câu 04 : Phát biểu định luật bảo toàn động lượng và viết biểu thức cho hệ hai vật ? 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. NGUYÊN TẮC CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC : GV : Chuyển động bằng phản lực là chuyển động của vật tự tạo ra phản lực bằng cách phóng về một hướng một phần của chính nó, phần còn lại tiến về hướng ngược lại GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ II. ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC – TÊN LỬA 1/ Động cơ phản lực : GV : Động cơ phản lực của máy bay chỉ có thể hoạt động trong môi trường khí quyển vì cần hút không khí từ bên ngoài để đốt cháy nhiên liệu. GV : Không khí bị lùa và nén trong phần đầu của động cơ. Cuối phần đó có các kim phun ét xăng , ét xăng trộn với không khí , cháy trong phần sau động cơ và phụt ra sau. Như vậy động cơ này không thể dùng để làm máy bay cất cánh mà chỉ để tăng tốc máy bay. (Chỉ họat động khi máy bay đã bay rồi). III. BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Bài 01 GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ I. NGUYÊN TẮC CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC : Trong một hệ kín, nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng, thì theo định luật bảo toàn động lượng, phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại. Chuyển động theo nguyên tắc như thế được gọi là chuyển động bằng phản lực. II. ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC – TÊN LỬA 1/ Động cơ phản lực : Động cơ phản lực của máy bay chỉ có thể hoạt động trong môi trường khí quyển vì cần hút không khí từ bên ngoài để đốt cháy nhiên liệu. 2/ Tên lửa Tên lửa vũ trụ có thể hoạt động cả trong vũ trụ chân không vì ngoài nhiên liệu, tên lửa còn mang theo cả chất oxy hoá. Mặt khác nguyên tắc cấu tạo đảm bảo cho tên lửa tăng tốc để đạt đến những tốc độ vũ trụ cần thiết. III. BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Bài 01 : Một người giữ nằm ngang một khẩu súng trường có khối lượng M = 3 kg và bắn một viên đạn có khối lượng m = 10 g. Vận tốc của đạn khi ra khỏi nòng súng là 600 m/s. Hỏi báng súng bị giất lùi với vận tốc V bằng bao nhiêu ? Bài giải Hệ súng và đạn được coi là một hệ kín Theo định luật bảo toàn động lượng : M. + m. = 0 Theo phương ngang là phương của vận tốc súng và đạn : M.V + m.v = 0 Þ V = - .v = - 2m/s Bài 02 : hai vật có khối lượng m1 và m2 chuyển động ngược chiều nhau với vận tốc v1 = 6 m/s và v2 = 2 m/s . Sau va chạm, cả hai đều bị bật ngược trở lại với vận tốc có giá trị bằng nhau v1’ = v2’ = 4 m/s. Tìm tỉ số khối lượng của hai vật. Bài giải Ta chọn chiều dương là chiều 1 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai vật ( hệ kín ) : m1v1 – m2v2 = - m1v1’ + m2v2’ Chia cả vế cho m2 : .6 -2 = .4 + 4 Þ = 0,6 Bài 03 : Một viên đạn có khối lượng m = 3 kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc v = 471 m/s thì nổ thành hai mãnh. Mảnh lớn có khối lượng m1= 2 kg bay theo hướng chếch lên cao hợp với đường thẳng đứng một góc 450 với vận tốc v1 = 500 m/s. Hỏi mãnh kia bay theo hướng nào và với vận tốc v2 bằng bao nhiêu ? Bài giải : Ta xem viên đạn ngay trước và sau khi nổ là một hệ kín Động lượng viên đạn trước khi nổ : p = m.v = 3.471 = 1413 kgm/s Động lượng 2 mảnh đạn ngay sau khi đạn nổ p1 = m1v1 = 2.500 = 1000 kgm/s Áp dụng định luật bảo toàn động lượng = 1 + 2 Từ giá trị của p và p1 ta nhận thấy : p = p1. Khi đó ta có hình vẽ như sau : Thông qua hình vẽ , ta nhận thấy p1 và p2 là hai cạnh hình vuông nên : p2 = p1 = 1000 kgm/s mà p2 = m2.v2 Þ v2 = = 1000 m/s Vậy :mãnh thứ hai bay theo phương hướng lên cao, hợp với đường thẳng đứng một góc 450 nhưng ngược về phía ngược với mảnh thứ nhất, với vận tốc 1000 m/s 3) Cũng cố : 1/ Trình bày nguyên tắc chuyển động bằng phản lực ? Cho ví dụ ? 2/ Nêu đặc điểm hoạt động của động cơ phản lực của máy bay và tên lửa ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1 ; 2; 3 Bài 26 CÔNG VÀ CÔNG SUẤT I. MỤC TIÊU Phân biệt được khái niệm công trong ngôn ngữ thông thường và công trong vật lí. Nắm vững công cơ học gắn với hai yếu tố: lực tác dụng và độ dời của điểm đặt của lực theo phương của lực : A = F.s.cos a Hiểu rõ công và đại lượng vô hướng, giá trị của nó có thể dương hoặc âm ứng với công phát động hoặc công cản. Nắm được khái niệm công suất, ý nghĩa của công suất trong thực tiễn kĩ thuật và đời sống. Gỉai thích được ứng dụng trong hộp số của động cơ otô, xe máy. II. CHUẨN BỊ Vật nặng ; sợi dây ; ròng rọc và tranh vẽ III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Trình bày nguyên tắc chuyển động bằng phản lực ? Cho ví dụ ? + Câu 02 : Nêu đặc điểm hoạt động của động cơ phản lực của máy bay và tên lửa ? 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. CÔNG GV : Như chương trình lớp 8, các em đã học qua khái niệm công . Thí dụ như có một con bò kéo một chiếc xe đi được một quãng đường s, khi đó ta nói con bò đã thực hiện một công cơ học. Nếu như xe vào bùn lầy. Bò dùng hết sức kéo xe ra khỏi bùn lầy nhưng không kéo được. Vậy bò có thực hiện công khồng ? HS : Thưa Thầy không ! Vì con bò không kéo xe đi được một đoạn đường s. GV : Như vậy công cơ học phụ thuộc vào các yếu tố nào ? HS : Hai yếu tố công cơ học : - Lực tác dụng lên vật - Quãng đường vật di chuyển GV : Các em cần nên hiểu sự khác nhau giữa công cơ học và các loại công khác trong đời sống , mà nhất là công sức của người ( Công sinh học ) GV : Có một vật đang chuyển động dưới tác dụng của lực có phương hợp với phương ngang một góc a như hình vẽ : GV : Lúc bây giờ lực F được phân tích thành mấy thành phần ? HS : Lực F được phân tích thành 2 thành phần là Fx và Fy . GV : Tác dụng mỗi thành phần ? HS : Fx có tác dụng làm vật chuyển động về phía trước . Còn Fy có tác dụng kéo vật lên khỏi mặt đất . GV : Bây giờ ta không xét thành phần Fy, mà chỉ xét thành phần Fx. Lực Fx có tác dụng kéo vật chuyển động một quãng đường s, một em có thể cho biết công của lực Fx ? HS : AFx = Fx.s GV :Mối quan hệ giữa F và Fx như thế nào ? HS : Fx = F. Cosa GV Õ AF = F.s.Cosa GV : Giả sử như có một chiếc xe khách đang chuyển động với vận tốc GV : Đơn vị công là Jun (J) ( 1J = 1N/m ; 1kJ = 1000J ) GV : - Công là đại lượng vô hướng , có giá trị (+) hoặc (-) II/ CÔNG SUẤT : GV Dạy học sinh theo tiến trình quy nạp , ta đưa ra ví dụ như phần trên, ta có thể đưa thêm ví dụ : Người 1: A1 = 3000 J Ö t1 = 30 s Người 2: A2 = 3000 J Ö t2 = 40 s Người 3: A3 = 1000 J Ö t3 = 05 s GV : Qua thí dụ trên các em cho biết người nào thực hiện công lớn hơn ? HS : Người thứ ba thực hiện công lớn nhất ! GV : tại sao em có thể kết luận Người thứ ba thực hiện công lớn nhất ? HS : Em tính công thực hiện của mỗi người trong thời gian 1 giây GV : Đúng rồi ! Muốn so sánh công thực hiện của mỗi người trong thí dụ trên ta quy về cùng thời gian A/t là 1s ®Õ Đưa ra khái niệm công suất ® Định nghĩa và đơn vị Từ đơn vị công suất là W ® Đơn vị công : W.s hay kW.h * Biểu thức khác của công suất : GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ III / HIỆU SUẤT : GV : Ta giả sử để kéo một vật lên mặt phẳng nghiêng, ta cần phải thực hiện công A, nhưng trên thực tại ta không thể loại bỏ đi lực ma sát , nên ta cần phải thực hiện công lớn hơn công dự định để chống lại lực ma sát. Từ đó người ta đưa ra khái niệm hiệu suất : Hiệu suất của máy : Với : A = F.S : Công có ích A’ = F’.S’ : Công thực hiện IV/ BÀI TẬP ÁP DỤNG : GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ I. CÔNG 1/ Định nghĩa : Công là đại lượng đo bằng tích của độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời của điểm đặt trên phương của lực. 2/ Công thức : A = F.s.cosa Trong đó : + A : Công do lực thực hiện ( J ) + F : độ lớn lực thực hiện ( N ) + s cos a : hình chiếu độ dời trên phương của lực ( m ) 3/ Ý nghĩa : + Công là đại lượng vô hướng và có giá trị dại số tùy theo dấu của cos a + Nếu a nhọn ( a 0 và được gọi là công phát động + Nếu a tù ( < a < p ) thì A < 0 và được gọi là công cản + Nếu a = thì A = 0, dù có lực tác dụng nhưng công không được thực hiện 4/ Đơn vị công: Từ công thức A = F.s, nếu lấy F = 1 ( N ) và s = 1 ( m ) thì ta có đơn vị công là N.m hay Jun .Kí hiệu J Vậy : 1 Jun là công thực hiện bởi lực có cường độ 1 Niutơn làm dời chỗ điểm đặt của lực 1 mét theo phương của lực 1 Jun = 1 Niutơn . 1 mét 1 ( kJ ) = 1000 ( J ) II/ CÔNG SUẤT : 1/ Định nghĩa : Công suất là đại lượng đo bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để thực hiện công ấy. 2/ Công thức : Trong đó : + P : Công suất ( W ) + A : Công do lực thực hiện ( J) + t : thời gian cần để thực hiện công ấy ( s ) 3/ Ý nghĩa : Công suất dùng để so sánh khả năng thực hiện công của các máy khác nhau trong cùng một thời gian 4/ Đơn vị công suất : Từ công thức P = , nếu lấy A = 1 (J ) và t = 1 ( s) thì ta có đơn vị công suất là J / s hay Oát. Kí hiệu là W Vậy : 1 Oát là công suất của máy sinh công 1 Jun trong 1 giây 1 Oát = 1 ( kW ) = 1000 ( W ) 1 ( MW ) = 1.000.000 ( W ) 1 ( mã lực ) = 736 ( W ) ** Lưu ý : 1 ( kWh ) = 3,6.106 ( J ) 5/ Biểu thức khác của công suất : P = = = F.v * Trong đó : Nếu v là vận tốc trung bình thì P sẽ là công suất trung bình, nếu v là vận tốc tức thời thì P sẽ là công suất tức thời. III / HIỆU SUẤT : Hiệu suất cho biết tỉ lệ giữa công có ích và công toàn phần do máy sinh ra khi hoạt động, nó có giá trị luôn nhỏ hơn 1. Kí hiệu : H H = IV/ BÀI TẬP ÁP DỤNG : Một vật có khối lượng m= 2 (kg ) bắt đầu chuyển động trên mặt nhẵn nằm ngang từ trạng thái nghỉ dưới tác dụng của một lực theo phương ngang có cường độ F = 5 ( N ) 1/ Tính công do lực F thực hiện sau 2 giây ? 2/ Tính công suất trung bình trong khoảng thời gian trên ? 3/ Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối t = 2 ( s ) ? Bài giải : Ta chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật : a) Trong thời gian 2 giây : + Gia tốc của vật : a = = 2,5 m/s2 + Độ dời của vật : s = at2 = 5 m Ÿ Công do lực F A = F.s = 5.5 = 25 (J) b) Công suất trung bình : = 12,5 W c) Vận tốc tức thời : v = at = 5 m/s Công suất trung bình : P = F.v = 25 W. 3) Cũng cố : 1/ Định nghĩa công cơ học và đơn vị công ? Viết biểu thức tính công trong trường hợp tổng quát ? 2/ Nêu ý nghĩa công dương và công âm ? Cho thí dụ ? 3/ Định nghĩa công suất và đơn vị ? Nêu ý nghĩa của công suất ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 và 4 - Làm bài tập : 1; 2 và 3 Bài 27 ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG I. MỤC TIÊU - Hiểu rõ khái niệm động năng là một dạng năng lượng cơ học mà mọi vật có khi chuyển động. - Nắm vững hai yếu tố đặc trưng của động năng: dộng năng phụ thuộc cả khối lượng và vận tốc của vật. - Hiểu được mối quan hệ giữa công và năng lượng thể hiện cụ thể qua nội dung định lý động năng. - Vân dụng thành thạo biểu thức tính công trong định lí động năng để giải một số bàitoán liên quan đến động năng: xác định động năng( hay vận tốc) của vật trong quá trình chuyển động khi có công thực hiện, hoặc ngược lại, từ độ biến thiên động năng tính được cong và lực thực hiên công đó. II. CHUẨN BỊ - Vật nặng ; sợi dây và ròng rọc III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Định nghĩa công cơ học và đơn vị công ? Viết biểu thức tính công trong trường hợp tổng quát ?