Giáo án Vật lý 10 - Nội dung bám sát - Tiết 17 đến 33

Tiết 17 BÀI TẬP ĐỘNG LƯỢNG VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Khắc sâu định nghĩa động lượng, định luật bảo toàn động lượng, cách biểu diễn dạng khác của định luật II Newton; Nắm được cách vận dụng định luật bảo toàn động lượng trong các bài toán đạn nổ, bài toán chuyển động bằng phản lực; Biết cách tính động lượng của một hệ cô lập kín. 2. Kĩ năng: Vận dụng tính động lượng của vật, hệ kín, giải bài toán định luật bảo toàn động lượng trong một số trường hợp cơ bản. 3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh ý thức tự học, kĩ năng phân tích, tính toán; B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước các bài tập do giáo viên yêu cầu; C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống các câu hỏi, yêu cầu học sinh làm việc cá nhân, trả lời; *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm; *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học. *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề của tiết học, hình thành ý tưởng nghiên cứu. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Động lượng: Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc là một đại lượng được xác định bởi biểu thức: = m Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1. Dạng khác của định luật II Newton: Độ biến thiên của động lượng bằng xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. .Dt = D 2. Định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng của một hệ cô lập, kín luôn được bảo toàn. = const 3. Những lưu ý khi giải các bài toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng: a. Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) cùng phương, thì biểu thức của định luật bảo toàn động lượng được viết lại: m1v1 + m2v2 = m1 + m2 Trong trường hợp này ta cần quy ước chiều dương của chuyển động. - Nếu vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v < 0. b. trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) không cùng phương, thì ta cần sử dụng hệ thức vector: = và biểu diễn trên hình vẽ. Dựa vào các tính chất hình học để tìm yêu cầu của bài toán. Hoạt động 2: Giải một số bài toán cơ bản. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Một vật có khối lượng 2kg, tại thời điểm bắt đầu khảo sát, vật có vận tốc 3m/s, sau 5 giây thì vận tốc của vật là 8m/s, biết hệ số masat là m = 0,5. Lấy g = 10ms-2. 1.Tìm động lượng của vật tại hai thời điểm nói trên. 2. Tìm độ lớn của lực tác dụng lên vật. 3.Tìm quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Công thức xác định độ lớn của động lượng mỗi vật; +Tìm hợp lực tác dụng lên vật; -Sử dụng phương pháp động lực học; -Sử dụng định luật II Newton; - Tìm độ lớn lực masat giữa vật và mặt phẳng ngang; => Độ lớn của lực tác dụng; +Tìm quãng đường vật đi được bằng biểu thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Một khẩu súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn một viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg. Vận tốc viên đoạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Công thức xác định độ lớn của động lượng mỗi vật; +xác định động lượng của hệ trước khi bắn; -+Xác định động lượng của súng và đạn sau khi bắn +Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín (súng + đạn) trước và sau khi bắn; => kết quả. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức: Đây là bài toán chuyển động bằng phản lực, nên các vector động lượng và các vector cùng phương, do vậy ta có thể viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dưới dạng đại số. Khi đó vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0 và ngược lại thì v < 0. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Một viên có khối lượng m = 4kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250ms-1 thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay với vận tốc 500m/s chếch lên theo phương thẳng đứng một góc 30o. Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc là bao nhiêu? *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Công thức xác định độ lớn của động lượng mỗi vật; +xác định động lượng của hệ trước khi bắn; -+Xác định động lượng của súng và đạn sau khi bắn +Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín (súng + đạn) trước và sau khi bắn; => kết quả. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức: Đây là bài toán áp dụng định luật bảo toàn động lượng mà các vector động lượng thành phần không cùng phương, do vậy ta cần chú ý đến quy tắc hình bình hành; *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Một viên đạn có khối lượng 20 kg đang bay thẳng đứng lên trên với vận tốc thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất có khối lượng 15kg bay theo phương nằm ngang với vận tốc . Mảnh thứ hai chuyển động theo phương nào, và có vận tốc bao nhiêu? *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Công thức xác định độ lớn của động lượng mỗi vật; +xác định động lượng của hệ trước khi bắn; -+Xác định động lượng của súng và đạn sau khi bắn +Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín (súng + đạn) trước và sau khi bắn; => kết quả. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu phương pháp; *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải 1. Tìm động lượng của vật tại hai thời điểm: + Tại thời điểm v1 = 3ms-1: p1 = mv1 = 6 (kgms-1) + Tại thời điểm v2 = 8ms-1: p2 = mv2=16 (kgms-1) 2. Tìm độ lớn của lực tác dụng: PP 1: Sử dụng phương pháp động lực học: Ta dễ dàng chứng minh được: F – Fms = ma = m = 2N = > F = Fms + 2 (N) Với Fms = mmg= 10N, thay vào ta được F = 12N Phương pháp 2: Sử dụng định luật II Newton Ta có Dp = p2- p1= 10 (kgms-2) Mặt khác theo định luật II Newton: FhlDt = Dp => Fhl = = 2N Từ đó ta suy ra: Fhl = F – Fms = 2N, với Fms = Fms = mmg= 10N => F = 12N *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải *Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đạn - Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0. - Động lượng của hệ sau khi bắn súng là: p’ = msvs + mđvđ - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: msvs + mđvđ = 0 => Vận tốc của súng là: Vậy súng chuyển động ngược lại với vận tốc 1,5m/s *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải *Động lượng của viên đạn trước khi nổ: p = mv = 1000kgms-1. * sau khi nổ: - Mảnh thứ nhất có động lượng: p1 = 0,5mv1 = 1000 kgms-1. (p1 = p và , có hướng như hình vẽ) (hình 1) - Mảnh thứ hai có động lượng: p2 = 0,5mv2 = 2v2 kgms-1. - Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian nổ, đây được xem là hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng: = + (hình vẽ) Từ hình vẽ: ta suy ra: = p2 + -2pp1cos30o = p2 + 3p2 – 3p2 = p2 => p2 = p = 1000kgms-1 => Từ hình vẽ ta nhận thấy mảnh thứ hai chếch xuống theo phương thẳng đứng một góc 60o.hay hợp với phương chuyển động ban đầu của viên đạn một góc là 120o. Vận tốc của mảnh thứ hai: v2 = = 500ms-1. *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải *Động lượng của viên đạn trước khi nổ: p = mv = 3000kgms-1. * sau khi nổ: - Mảnh thứ nhất có động lượng: p1 = m1v1 = 3000 kgms-1. (p1 = p và , có hướng vuông góc với nhau như hình vẽ) (hình 2) - Mảnh thứ hai có động lượng: p2 = 5v2 kgms-1. - Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian nổ, đây được xem là hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng: = + (hình vẽ) Từ hình vẽ: ta suy ra: = p2 + = 2p2 => p2 = p = 3000kgms-1 => Từ hình vẽ ta nhận thấy mảnh thứ hai chếch lên theo phương thẳng đứng một góc 45o.Vận tốc của mảnh thứ hai: v2 = = 600ms-1. Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và khắc sâu phương pháp. Hoạt động 3: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các kiến thức, công thức đã gặp trong tiết học; *Giáo viên nêu yêu cầu cho tiết học tiếp theo. *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ............ E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG Hình 1 .......... Hình 2 Tiết 18 BÀI TẬP VỀ CÔNG VÀ CÔNG SUẤT A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Khắc sâu định nghĩa công và công suất; nắm và phân biệt được công phát động và công cản; 2. Kĩ năng: Vận dụng các biểu thức và đặc điểm về công và công suất để giải một số bài toán cơ bản liên quan; 3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh ý thức tự học, kĩ năng phân tích, tính toán; B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước các bài tập do giáo viên yêu cầu; C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống các câu hỏi, yêu cầu học sinh làm việc cá nhân, trả lời; *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm; *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học. *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề của tiết học, hình thành ý tưởng nghiên cứu. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Công cơ học: Công A của lực thực hiện để dịch chuyển trên một đoạn đường s được xác định bởi biểu thức: A = Fscosa trong đó a là góc hợp bởi và hướng của chuyển động. Đơn vị công: Joule (J) Các trường hợp xảy ra: + a = 0o => cosa = 1 => A = Fs > 0: lực tác dụng cùng chiều với chuyển động. + 0o cosa > 0 => A > 0; => Hai trường hợp này công có giá trị dương nên gọi là công phát động. + a = 90o => cosa = 0 => A = 0: lực không thực hiện công; + 90o cosa A < 0; + a = 180o => cosa = -1 => A = -Fs < 0: lực tác dụng ngược chiều với chuyển động. => Hai trường hợp này công có giá trị âm, nên gọi là công cản; 2. Công suất: Công suất P của lực F thực hiện dịch chuyển vật s là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công trong một đơn vị thời gian, hay còn gọi là tốc độ sinh công. P = Đơn vị công suất: Watt (W) Lưu ý: + công suất trung bình còn được xác định bởi biểu thức: P = Fv, trong đó, v là vận tốc trung bình trên của vật trên đoạn đường s mà công của lực thực hiện dịch chuyển. + , Hoạt động 2: Giải một số bài tập cơ bản HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Người ta kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 45o, lực tác dụng lên dây là 150N. Tính công của lực đó khi thùng trượt được 15m. Khi thùng trượt công của trọng lực bằng bao nhiêu? : *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Công thức tính công của lực trong trường hợp tổng quát; + hướng của trọng lực so với phương chuyển động => Công của trọng lực; *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Một vật có khối lượng nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo hợp với phương ngang một góc . 1. Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s. 2. Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối. 3. Giả sử giữa vật và mặt phẳng ngang có ma sát trượt với hệ số μ = 0,2 thì công toàn phần có giá trị bằng bao nhiêu ? (hình 2a) *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Chọn hệ trục toạ độ thích hợp; +Phân tích các lực tác dụng lên vật; +Công thức tính công của lực trong trường hợp tổng quát; +Tính gia tốc của vật; +Độ lớn của lực tác dụng được tìm như thế nào? +Tính công của lực tác dụng; +Tính vận tốc của vật sau 5 giây? +Biểu thức công suất tức thời tại thời điểm t được tính như thế nào? +Xét trường hợp khi có lực masat? +Làm thế nào để tính độ lớn lực masat? +Biểu thức tính công của lực masat? +Xác định công toàn phần của các lực tác dụng lên vật. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức *Giáo viên lưu ý: Giả sử vật chịu tác dụng của hệ lực , ,.,thì công hợp lực của tất cả các lực sinh ra được xác định: A = A1 + A2 + + An - Nếu A > 0: vật chuyển động nhanh dần; - Nếu A < 0: Vật chuyển động chậm dần; - Nếu A = 0: vật chuyển động thẳng đều. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Một ô tô có khối lượng 2 tấn khởi hành từ A và chuyển động nhanh dần đều về B trên một đường thẳng nằm ngang. Biết quãng đường AB dài 450m và vận tốc của ô tô khi đến B là 54km/h. Cho hệ số masat giữa bánh xe và mặt đường là m = 0,4 và lấy g = 10ms-2. 1. Xác định công và công suất của động cơ trong khoảng thời gian đó. 2. Tìm động lượng của xe tại B. 3. Tìm độ biến thiên động lượng của ô tô, từ đó suy ra thời gian ô tô chuyển động từ A đến B. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Chọn hệ trục toạ độ thích hợp; +Phân tích các lực tác dụng lên vật; +Công thức tính công của lực trong trường hợp tổng quát; +Tính gia tốc của vật; +Độ lớn của lực tác dụng được tìm như thế nào? +Tính công của lực tác dụng; +Tính vận tốc của vật sau 5 giây? +Biểu thức công suất trung bình của động cơ được tính như thế nào? +Xét trường hợp khi có lực masat? +Làm thế nào để tính độ lớn lực masat? +Biểu thức tính công của lực masat? +Xác định công toàn phần của các lực tác dụng lên vật. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức; *Giáo viên nhấn mạnh: Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, vận tốc trung bình trên đoạn đường cần xác định bằng trung bình cộng vận tốc tại hai đầu quỹ đạo. P = F. = F. = 63750W *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải Công của lực kéo thùng đi được 15m là: AF = F.s.cosα = 150.15.0,5 = 1125 Công trọng lực khi thùng dịch chuyển đoạn đường s: AP = Pscos90o = 0 (hình 1) Lưu ý: Vì trọng lực có phương vuông góc với phương chuyển động (nằm ngang) nên công của Ap=0 * Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và khắc sâu phương pháp. *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải *Chọn gốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động (vo=0) * Các lực tác dụng lên vật:,, (hình 2b) Theo định luật II Newton: (1) Chiếu (*) xuống trục ox: = m/s2 Quãng đường vật dịch chuyển trong 5 giây: = m 1. Công của lực kéo vật dịch chuyển trên đoạn đường s: A = Fscosa = 5..= J 2.Tính công suất tức thời sau thời gian 5 giây. Vận tốc tức thời của vật sau 5 giây: v = at = .5 = m/s => công suất tức thời cần tìm: P = F.v = 5. = (W) 3. Trong trường hợp có ma sát: Theo Định luật II Newton: (*) Chiếu (1) xuống trục oy, ta được: => Khi đó công của lực masat: +Công của lực kéo: A = Fscosa = 5..= J - Công của trọng lực và phản lực: - Công toàn phần của vật: * Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và khắc sâu phương pháp. *Chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu khảo sát chuyển động, chiều dương trùng chiều chuyển động. Ta suy ra dữ kiện đầu của bài toán: vA = 0m/s; vB = 15m/s; m = 0,4; m = 2000kg *Các lực tác dụng lên ô tô: , , , . Theo định luật II Newton, ta suy ra: F – Fms = ma => F = m(a + mg) (1) Với a = = 0,25m/s2 Thay vào (1) ta được: F = 2000(0,25 + 0,4.10) = 8500N 1.Tính công và công suất động cơ. *Công của động cơ thực hiện khi động cơ chuyển động trên đoạn đường AB AF = F.sAB = 8,5.103.450 = 3,825.106J = 3825kJ Thời gian ô tô đi hết đoạn đường AB: t = = 60s = 1phút Công suất của động cơ: P = = 63750W 2. Tìm pB = ? Động lượng của ô tô tại B: pB = mvB = 2000.15 = 3.104 (kgms-1) 3. Dp = >? => t = ? Độ biến thiên động lượng khi ô tô chuyển động từ A đến B Dp = pB – pA = mvB = 3.104 (kgms-1) (vì vA = 0) Hợp lực tác dụng lên xe: Fhl = F – Fms = ma = 2000.0,25 = 500N Theo định luật II Newton: Fhl.t = Dp => t = = 60s = 1 phút. * Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và khắc sâu phương pháp. Hoạt động 3: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các kiến thức, công thức đã gặp trong tiết học; *Giáo viên nêu yêu cầu cho tiết học tiếp theo. *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ............ Hình 3 x y Hình 2b Hình 1 Hình 2a Tiết 19 BÀI TẬP ĐỘNG NĂNG A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Khắc sâu định nghĩa về động năng, định lí về độ biến thiên động năng; hình thành phương pháp giải bài toán vật lí bằng phương pháp năng lượng. 2. Kĩ năng: Vận dụng thành thạo biểu thức tính động năng, định lí về độ biến thiên động năng. 3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh ý thức tự học, kĩ năng phân tích, tính toán; B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước các bài tập do giáo viên yêu cầu; C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống các câu hỏi, yêu cầu học sinh làm việc cá nhân, trả lời; *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm; *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học. *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề của tiết học, hình thành ý tưởng nghiên cứu. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1.Năng lượng: là một đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng sinh công của vật. + Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: như cơ năng, nội năng, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường. + Năng lượng có thể chuyển hoá qua lại từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác. Lưu ý: Công là số đo phần năng lượng bị biến đổi. 2. Động năng: Là dạng năng lượng của vật gắn liền với chuyển động của vật. Wđ = mv2. Định lí về độ biến thiên của động năng (hay còn gọi là định lí động năng): Độ biến thiên của động năng bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật, nếu công này dương thì động năng tăng, nếu công này âm thì động năng giảm: DWđ =m - m = AF với DWđ = m - m = m( -) là độ biến thiên của động năng. Lưu ý: + Động năng là đại lượng vô hướng, có giá trị dương; + Động năng của vật có tính tương đối, vì vận tốc của vật là một đại lượng có tính tương đối. Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập : Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N. 1. Tìm hệ số masat m1 trên đoạn đường AB. 2. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30o so với mặt phẳng ngang. Hệ số masat trên mặt dốc là m2 = . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không? 3. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng và độ lớn thế nào? *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải. *Giáo viên định hướng: +Chọn hệ trục toạ độ thích hợp; +Phân tích các lực tác dụng lên vật; +Công thức tính công của lực trong trường hợp tổng quát; +Áp dụng định lí động năng trên đoạn đường sAB +Khi xe lên dốc: lực nào đóng vai trò lực phát động, lực nào đóng vai trò lực cản; +Tính công của lực tác dụng; + Áp dụng định lí động năng? +Xét trường hợp khi có lực masat? +Làm thế nào để tính độ lớn lực masat? +Biểu thức tính công của lực masat? +Xác định công toàn phần của các lực tác dụng lên vật. +Viết biểu thức định lí động năng? + Điều kiện để xe lên đến dốc? => độ lớn lực tác dụng? *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và khắc sâu kiến thức; *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải 1. Xét trên đoạn đường AB: Các lực tác dụng lên ô tô là: Theo định lí động năng: AF + Ams = m => F.sAB – m1mgsAB = m() => 2m1mgsAB = 2FsAB - m => m1 = Thay các giá trị F = 4000N; sAB= 100m; vA = 10ms-1 và vB = 20ms-1 và ta thu được m1 = 0,05 2. Xét trên đoạn đường dốc BC. Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D Theo định lí động năng: AP + Ams = m = - m => - mghBD – m’mgsBDcosa = - m =>gsBDsina+m’gsBDcosa = gsBD(sina+m’cosa) = => sBD = thay các giá trị vào ta tìm được sBD = m < sBC Vậy xe không thể lên đến đỉnh dốc C. 3. Tìm lực tác dụng lên xe để xe lên đến đỉnh dốc C. Giả sử xe chỉ lên đến đỉnh dốc: vc = 0, SBC = 40m Khi đó ta có: AF + Ams + Ap = - m => FsBC - mghBC – m’mgsBCcosa = - m => FsBC = mgsBCsina + m’mgsBCcosa - m => F = mg(sina + m’cosa) - = 2000.10(0,5 + .)- = 2000N Vậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh C của dốc. * Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh tiếp thu và khắc sâu phương pháp. Hoạt động 3: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các kiến thức, công thức đã gặp trong tiết học; *Giáo viên nêu yêu cầu cho tiết học tiếp theo. *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ............ E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG .......... Tiết 20 BÀI TẬP THẾ NĂNG A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Khắc sâu định nghĩa và đặc điểm thế năng, thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi, nắm được đặc điểm công của trọng lực, từ đó hiểu rõ khái niệm về lực thế (lực bảo toàn). 2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng được biểu thức tính thế năng đàn hồi, thế năng trọng trương và định lí về độ biến thiên thế năng. 3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh ý thức tự học, kĩ năng phân tích, tính toán; B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước các bài tập do giáo viên yêu cầu; C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống các câu hỏi, yêu cầu học sinh làm việc cá nhân, trả lời; *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm; *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học. *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề của tiết học, hình thành ý tưởng nghiên cứu. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Khái niệm thế năng: Là dạng năng lượng mà vật có được do tương tác. 2.. Thế năng trọng trường: Là dạng năng lượng mà vật có được do tương tác với Trái Đất. biểu thức: Wt = mgz 3.Định lí về độ biến thiên của thế năng trọng trường: Ap = WtM - WtN +Nếu zM > zN: vật chuyển động từ cao đến thấp, trọng lực th