Đề tài: PHƯƠNGPHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN BẰNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG - Pdf 11

MỤC LỤC

A. ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………. trang 3
B. NỘI DUNG ………………………………………………………… trang 4
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ……………………………………………… trang 4
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI ………………………………………………trang 5
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG …………………………………………… trang 8
IV. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ………………………………………… trang 10
C. KẾT LUẬN …………………………………………………………….trang 11
Trang 1 - 11
Trang 2 - 11
A. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Mỗi phần học trong chương vật lý phổ thông đều có đều có vai trò quan
trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh.
Trong quá trình giảng dạy người thầy luôn phải đặt ra mục tiêu giúp học
sinh nắm được kiến thức cơ bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, tạo
thái độ và động cơ học tập đúng đắn để học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm
lĩnh những nội dung kiến thức mới theo xu thế phát triển của thời đại.
Môn Vật lýlà môn khoa học nghiên cứu những sự vật, hiện tượng xảy ra
hàng ngày, có tính ứng dụng thực tiễn cao, cần vận dụng những kiến thức toán
học. Học sinh phải có một thái độ học tập nghiêm túc, có tư duy sáng tạo về
những vấn đề mới nảy sinh để tìm ra hướng giải quyết phù hợp.
Trong chương trình Vật lý lớp 10 kiến thức về phần cơ học đóng một vai
trò rất quan trọng. Chúng cung cấp cho các em học sinh những hiểu biết cơ bản
về các chuyển động đơn giản trong đời sống hàng ngày, giúp học sinh hiểu được
các phương trình cơ bản của các chuyển động đó cũng như giúp học sinh biết
cách xác định vị trí, thời gian, vận tốc của một vật chuyển động.
Nguyên nhân chọn đề tài:
Khách quan:
Nhằm đảm bảo tốt việc thực hiện mục tiêu đào tạo môn Vật lý ở trường
trung học phổ thông, cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản,

áp dụng. Từ đó xây dựng một hệ thống bài tập để học sinh có thể vận dụng
phương pháp trên.
♣♣♣
B. NỘI DUNG
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
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.
+ Năng lượng có đơn vị trong hệ SI là J (Jun)
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.
W
đ
2
1
= m.v
2
Trong đó : W
đ
: Động năng của vật chuyển động (J)
m : Khối lượng của vật (Kg)
v : Vận tốc của vật (m/s)
Lưu ý : Động năng là đại lượng vô hướng, có giá trị dương hoặc bằng 0 (nếu vật
đứng yên)
Công thức tính vận tốc theo động năng là:
d
2W

k l k x∆ =
Trong đó: W
t
: thế năng đàn hồi (J)
Trong đó: k : độ cứng của lò xo (N/m)

l∆
(hoặc x): độ biến dạng của lò xo (m)
1cm = 0,01m
Lưu ý : thế năng đàn hồi là đại lượng vô hướng, có thế dương hoặc bằng 0
4. Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng
Cơ năng : là tổng động năng và thế năng
Cơ năng trọng trường
W = W
đ
+ W
t

1
2
= mv +mgz
2
= hằng số
Cơ năng đàn hồi :
W = W
đ
+ W
t

( )

W
1
2
= mv +mgz
2
Ví dụ : Một vật có khối lượng là 3 kg ở độ cao 10m chuyển động xuống đất với vận
tốc đầu là 15m/s. Tính cơ năng của vật
Giải
Cơ năng của vật là
W
1
2
= mv +mgz
2
1
2
= 3.15 +3.10.10=637,5(J)
2

+Dạng 2: Nếu ban đầu đề bài cho khối lượng, độ cao, không cho biết giá trị của
vận tốc của vật ( không vận tốc đầu) thì công thức cơ năng được xác định là
Trang 5 - 11
W
mgz=
(vì W
đ
= 0)
Ví dụ : Một vật có khối lượng 3 kg ở độ cao 10m thả rơi tự do không vận tốc đầu.
a) Tính cơ năng của vật
b) Tính độ cao của vật khi có vận tốc là 10m/s

2
= W
1
(hoặc W
sau
= W
đầu
)
Nhưng đối với học sinh yếu, trung bình các em lại hiểu sai vận tốc v
2
= v
1
hoặc
z
2
= z
1
.
Ví dụ : Một vật có khối lượng là 3 kg ở độ cao 10m chuyển động xuống đất với vận
tốc đầu là 15m/s.
a) Tính cơ năng của vật
b) Tính vận tốc của vật khi chạm đất.
Do đó cần phải phân từng dạng cho các em nhận và giải được
Lưu ý trước khi giải loại bài tập này các em hãy tính cơ năng theo điều kiện ban
đầu và áp dụng giá trị cơ năng này để giải các phần sau.
Trang 6 - 11
Giải
a) Cơ năng của vật là
W
b) vận tốc của vật

2
= mv
2
(vì z =0)

2W
v=
m
(W là giá trị cơ năng đã tính ở điều kiện ban đầu)
Ví dụ ở trên ta giải như sau:
( )
2.637,5
= =20,6 m/s
3
2W
v=
m
Dạng 2: Tính độ cao của vật tại đó vận tốc bằng không (hoặc độ cao cực đại)
Ta có hệ thức : W = mgz (vì v=0)

W
z=
m.g
Dang 3: Xác định độ cao ( hoặc vận tốc) khi biết vận tốc (hoặc độ cao) , đây có thể
xem là dạng tổng quát của 2 dạng trên
Ta có hệ thức : W
1
2
= mv +mgz
2

=2W
t

Vận tốc của vật là :
W
v=
m
Độ cao của vật là :
W
z=
2.m.g
2. Bài tập cơ năng đàn hồi : ta xây dựng công thức tương tự như phần 1. cơ năng
của trọng trường
a) Tính cơ nang đàn hồi:
Dạng 1 : nếu đề bài ban đầu cho: độ cứng k, khối lượng m, vận tốc ban đầu v , độ
biến dạng
l∆
. Ta có cơ năng là:
W
( )
2
1 1
2
= mv +
2 2
k l∆

Dạng 2: nếu đề bài ban đầu cho: độ cứng k, khối lượng m, vận tốc ban đầu v, lò xo
không biến dạng (
l

2
(vì
l

=0)

2W
v=
m
(W là giá trị cơ năng đã tính ở điều kiện ban đầu)
Dạng 2: Tính độ biến dạng
l∆
của lò xo tại đó vận tốc của vật bằng không (hoặc độ
biến dạng cực đại)
Ta có hệ thức : W
( )
2
1
=
2
k l∆
(vì v=0)

2W
=
k
l∆
Dang 3: Xác định độ biến dạng ( hoặc vận tốc) khi biết vận tốc (hoặc độ biến dạng)
, đây có thể xem là dạng tổng quát của 2 dạng trên
Ta có hệ thức : W

Dạng 4 : tính vận tốc (hoặc độ cao ) tại đó thế năng bằng động năng
Ta có W
đ
= W
t
nên W =2W
đ
=2W
t

Ta áp dụng lệnh SOLVE để giải
III. Bài tập vận dụng:
Sau khi phân loại từng dạng và phương pháp giải, ta nên đưa dạng bài tập chuẩn để
các em nhận dạng và đưa ra phương pháp giải.
1. Bài tập cơ năng trong trọng trường
Một vật có khối lượng là 4kg được thả rơi tự do. Tại độ cao 20m thì vận có vận tốc
là 15m/s. Sức cản không khí không đáng kể
a) Tính độ cao ban đầu của vật lúc bắt đầu rơi
b) Tính vận tốc của vật khi vật rơi đến độ cao 10m
c) Tính vận tốc khi động năng bằng thế năng
Trang 8 - 11
d) Tính vận tốc của vật khi chạm đất
Trang 9 - 11
Tóm tắt
m=4 kg
z
1
=20 m
v
1

a) Độ cao cực đại
W = mgz
max
(vì v=0)
W 1250
z = 31,25( )
max
m.g 4.10
m= =
b) Vận tốc của vật khi z
2
=10m
W
1
2
= mv +mgz
2
2
2
1
1250= 4.v +4.10.10
2
KẾT QUẢ LÀ: 20,6m/s
(ta hướng dẫn các em giải bằng lệnh SOLVE để không
bị sai )
1250 ALPHA SOLVE
2
1
4.x +4.10.10
2

không đáng kể và cơ năng được bảo toàn.
a) Tính cơ năng đàn hồi của vật
b) Tính vận tốc cực đại của vật khi lò xo không biến dạng
c) Tính vận tốc khi vật ở vị trí lò xo dãn 0,05m
d) Tính độ dãn của lò xo tại đó động năng bằng thế năng
Trang 10 - 11
Tóm tắt
m=0,2 kg
1
0,1l m∆ =
v
1
=0
k =500 N/m
a) W =?
b)v
max
=?
c)v
2
= ? khi
1
0,05l m∆ =
d)
3
?l∆ =
khi Wđ=Wt
Giải
a) Cơ năng của vật (dạng 1)
W

1
500.0,05
2
1
2,5= 0,2.v +
2
(ta hướng dẫn các em
giải bằng lệnh SOLVE để không bị sai )
2,5 ALPHA SOLVE
2 2
1
0,2 500.0,05
2
1
.x +
2
x
2
= ALPHA ) x
2
Sau đó bấm SHIFT SOLVE 1 =
KẾT QUẢ LÀ: 4,3m/s
d) Vận tốc của vật khi động năng bằng thế năng là
Ta có W
đ
= W
t
nên W =2W
t


Không có học sinh kém
Kết quả kiểm tra 1 tiết của 10a4 thấp so với 2 lớp còn lại do giáo viên chưa phân
dạng cụ thể và phương pháp dạy ở trên. Bản thân đã hướng dẫn lại các dạng và cho
các em rèn luyện những dạng bài tập cơ bản để các em quen dạng và cuối cùng đạt
được kết quả tiến bộ. Tôi không ngừng hoàn thiện phương pháp giải này đề giúp
nhiều học sinh yếu có thể tiếp cận được bộ môn vật lý, làm giảm nỗi sợ học vật lý
của các em.
♣♣♣
C. KẾT LUẬN:
Trênđây tôi đã trình bày cách giải một số bài toán bằng định luật bảo toàn cơ năng,
đồng thời cũng so sánh phương pháp này với cách giải khác. Qua giảng dạy tôi
nhận thấy rằng học sinh hứng thú hơn trong học tập bộ môn và có những cách giải
rất sáng tạo, bướcđầu đã mang lại những kết quả tốt.Hi vọng đây là một phương
pháp hay để các giáo viên trong tổ Vật Lý vận dụng vào giờ dạy của mình.
♣♣♣
Trang 11 - 11


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status