SKKN: Phân tích nội dung giảng dạy về định luật bảo toàn động lượng
(Phan Văn Thanh)

Mở đầu
I:lý do chọn đề tài
Định luật bảo toàn động lượng là định luật đầu tiên học sinh được học ở lớp 10. Là
một trong những định luật tổng quát nhất của tự nhiên, định luật bảo toàn động lượng
không những đúng cho tương tác cơ học mà còn đúng cho bất kỳ một loại tương tác
khác.
Trong cơ học cổ điển định luật bảo toàn Động lượng tương đương với các định luật
Niu tơn nhưng trong các trường hợp mở rộng thì định luật bảo toàn Động lượng vẫn
nghiệm đúng ngay cả khi các định luật Niu tơn bị vi phạm. Vì vậy việc nắm vững định
luật bảo toàn Động lượng là công cụ tốt nhất giải thích các hiện tượng tự nhiên và giải
bài tập trong các trường hợp không biết rõ lực tác dụng lên vật.
Việc học sinh nắm vững định luật bảo toàn Động lượng rất cần thiết, quan trọng nó
bổ xung kiến thức cũ, và vận dụng kiến thức của học sinh mặt khác nó là cơ sở để học
sinh học tốt các phần tiếp theo.
Trong chương trình vật lý lớp THPT giữa hai ban con đường hình thành định luật bảo
toàn Động lượng ở học sinh là khác nhau. Trong trương trình của ban cơ bản nội dung
của bài định luật bảo toàn Động lượng khá phức tạp mới mẻ đối với học sinh vì nó liên
quan tới kiến thức mã học sinh không được học ở các tiết trước. Vì vậy để thực hiện tốt
kiến thức truyền thụ cho học sinh và để học sinh sinh học tốt hơn tác giả muốn đưa ra
một số quan điểm thống nhất kiến thức của bài 23 trong sách vật lý lớp 10 ban cơ bản và
bài 31,32 trong sách vật lý lớp 10 nâng cao với tiêu đề “Phân tích nội dung giảng dạy về
định luật bảo toàn Động lượng”.

Ii: mục đích của đề tài
- Tìm ra nguyên nhân khó khăn cho việc tiếp thu kiến thức của học sinh về định luật
bảo toàn Động lượng.
- Xác định nội dung, kiến thức trọng tâm mà học sinh cần nắm và truyền đạt cho học
sinh.
Nội dung

Phần i: cơ sở lý luận chung I: cơ sở chung.
Trong vật lý tồn tại hai khái niệm vận tốc và động lượng

V và m

V ( chỉ khác nhau
một hằng số m).
Véc tơ vận tốc đặc trưng cho chuyển động về mặt động học chỉ riêng nó cũng cho
biết vật chuyển động như thế nào hay nói một cách khác vận tốc mô tả chuyển động mà
không liên quan tới nguyên nhân làm biến đổi chuyển động.
Véc tơ động lượng đặc trưng cho chuyển động về mặt động lực học nó liên quan tới
các lực làm thay đổi chuyển động của vật khi xét tới sự chuyển động của vật này sang vật
khác phải dùng động lượng để đặc trưng.
Đại lượng bảo toàn trong hệ kín (hệ cô lập): Qua nhiều thế kỷ nghiên cứu các nhà bác
học đã phát hiện ra trong hệ kín có một loạt các đại lượng vật lý được bảo toàn trong đó
động lượng của hệ cũng là một trong các đại lượng bảo toàn.” Bảo toàn có nghĩa là giá trị
, phương , chiều với đại lượng vật lý có hướng luôn luôn không bị thay đổi theo thời gian
mặc dù hệ có sự biến đổi khác.
Định luật bảo toàn Động lượng rất quan trọng chúng có thể áp dụng cho mọi hệ kín
vi mô như nguyên tử, hạt nhân đến vĩ mô như các vật thể xung quanh ta, các thiên thể,
thiên hà. Đúng cho mọi hiện tượng không chỉ hiện tượng vật lý mà cho tất cả các hiện
tượng của thế giới vô sinh và hữu sinh.


cục bộ đơn lẻ không tổng quát.

III: cơ sở lý thuyết
Học sinh cần nắm vững các khái niệm, định luật trong thời gian học trên lớp là 2 tiết
học với một lượng kiến thức cơ bản sau :
1: Hệ kín
- Hệ kín hay còn gọi là hệ cô lập là hệ như thế nào?
Khái niệm:
Hệ kín (hệ cô lập) là một hệ vật mà các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau( chỉ
xuất hiện nội lực) mà không tương tác với các vật khác ở ngoài hệ (Không có ngoại
lực).
- Trong thực tế khi nào một hệ vật coi là hệ kín?
Với định nghĩa trên trong thực tế ta rất ít gặp vì vậy để một hệ vật coi là hệ kín thì hệ
vật cần thoả mãn một trong các điều kiện sau.
A: Có ngoại lực tác dụng lên hệ nhưng ngoại lực này bị triệt tiêu bởi một lực khác.
B: Nội lực lớn hơn rất nhiều so với ngoại lực và xẩy ra trong thời gian ngắn khi đó coi
hệ vật gần là một hệ kín
2: Động lượng
- Khái niệm động lượng, biểu thức, đơn vị, xác định phương, chiều, giá trị của động
lượng của một chất điểm. Mở rộng cho một hệ có n vật.

+ Khái niệm Động lượng.
Động lượng P của một vật là một đại lượng vật lý véc tơ được đo bằng tích
khối lượng m và vận tốc V của vật.
+ Biểu thức:


P
= m


n3: Định luật bảo toàn Động lượng
Nội dung của định luật bảo toàn Động lượng, phạm vi áp dụng.
+Xây dựng định luật.
Xét một hệ chất điểm gồm n vật tương tác với nhau trong đó hệ chịu tác dụng của nội
lực và ngoại lực.
- Gọi

F
IK
là nội lực của các chất điểm trong hệ tác dụng lên chất điểm thứ k


F
IK
=



n
j
F
1
IjK

- Gọi

F


Tổng tất cả các nội lực, ngoại lực tác dụng lên cơ hệ là




n
k
F
1
eK
+



n
k
F
1
iK
= (
dt
d

P
1
+

P
2


P
1
+

P
2
+

P
3
+………+

P
n
= Const . điều đó có ý nghĩa vật lý. Trong một hệ cô lập
tổng động lượng của hệ được bảo toàn
Nội dung định luật:
Trong một hệ cô lập hay hệ kín tổng động lượng của hệ được bảo toàn ( bảo toàn có
nghĩa là phương, chiều, độ lớn động lượng của hệ không đổi theo thời gian.)
Trong trường hợp hệ không phải là hệ kín hay hệ cô lập nhưng hình chiếu của ngoại
lực lên một phương nào đó bằng không thì hình chiếu của tổng động lượng của hệ lên
phương đó cũng bảo toàn.




n
k
F

2, ứng dụng trong cuộc sống:
Trong tự nhiên nguyên tắc hoạt động của vật dựa trên nguyên tắc chuyển động bằng
phản lực rất nhiều ví dụ chuyển động của các loại côn trùng như chuồn chuồn,
chim,.v v.hay hiện tượng Súng giật khi bắn.
Ta có thể vận dụng nội dung của định luật vào giải thích các hiện tượng đó như sau:
Ví dụ khi súng bắn đạn bay về phía trước còn súng giật lùi lại phía sau. Vì theo định
luật bảo toàn động lượng ta coi hệ súng đạn là hệ kín khi đó trước khi bắn hệ súng- đạn
có tổng động lượng bằng không sau khi bắn giả sử súng có khối lượng M chuyển động
với vận tốc là

V còn viên đạn có khối lượng m chuyển động với vân tốc

V
1
theo định
luật bảo toàn động lượng sau khi bắn tổng động lượng của hệ cũng phải bằng không
M

V +m

V
1
=0 

V = -

V
M
m



Với: m
1
,

V
1
,

V
3
là khối lượng, vận tốc trước va chạm, vận tốc sau va chạm của vật 1.
Với: m
2
,

V
2
,

V
4
là khối lượng, vận tốc trước va chạm, vận tốc sau va chạm của vật 2.
+Hệ hai vật va chạm trong hệ quy có quán tính. đối với dạng bài tập này việc áp dụng
định luật bảo toàn động lượng không có gì khác nhiều với dạng bài tập hệ hai vật va
chạm trong hệ quy chiếu không quán tính chỉ khác ta phải đưa vận tốc của vật về hệ
quy chiếu không có quán tính bằng công thức cộng vận tốc.


V

V
12
+

V
23

Công thức của định luật: m

V + = m
1

V
1
+ m
2

V
2
(m = m
1
+ m
2
)
Với: m,

V

là khối lượng, vận tốc của vật trước khi phóng hoặc bắn.
Với: m

 Hệ kín.
 Động lượng.
 Định luật bảo toàn động lượng.
 áp dụng định luật bảo toàn cho hệ hai vật va chạm.
 Chuyển động bằng phản lực
 Dạng khác của định luật II Niutơn (chỉ ban cơ bản mới học ).
Quan điểm của tác giả muốn thống nhất chương trình hai ban trên quan điểm không
quan tâm tới bố cục của hai sách mà tìm một cách chung nhất dễ hiểu nhất truyền đạt cho
học sinh hình thành nội dung với con đường ngắn nhất.
Trên quan điểm tác giả không quan tâm tới bố cục của bài mà chỉ quan tâm tới kiến
thức cần truyền đạt cho học sinh những nội dung cơ bản, trọng tâm của phần học với thời
gian hai tiết học trên lớp

II Phân tích nội dung giảng dạy.

1 chia lại bố cục bài dạy.

trong sách cơ bản.
Tiết 1 các kiến thức cơ bản sau:
+ Khái niệm hệ cô lập.
+ Khái niệm Động lượng.
+ Xây dựng định luật bảo toàn Tiết 2 các kiến thức cơ bản sau:
+ áp dụng hệ va chạm mềm
+ Chuyển động bằng phản lực
+ Dạng khách của định luật II Niutơn
+ Vận dụng giải bài tập đơn giản
trong sách Nâng cao.

Hệ kín (hệ cô lập) là một hệ vật mà các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau( chỉ
xuất hiện nội lực) mà không tương tác với các vật khác ở ngoài hệ (Không có ngoại
lực).

Giáo viên mở rộng cho học sinh áp dụng trong thực tế.
Từ VD2 ta có bỏ được trọng lực không ? có nhận xét gì về tổng của lực này và phản lực
của mặt bàn ? tổng hai lực này có triệt tiêu không?
Học sinh tự đưa ra điều kiện hệ coi là hệ kín khi:
A: Có ngoại lực tác dụng lên hệ nhưng ngoại lực này bị triệt tiêu bởi một lực khác.
Giáo viên lấy ví dụ các vụ va chạm lớn, nổ ví dụ đạn nổ yêu cầu học sinh so sánh nội lực
và ngoại lực từ đó đưa ra điều kiện 2
B: Nội lực lớn hơn rất nhiều so với ngoại lực và xẩy ra trong thời gian ngắn khi đó coi hệ
vật gần là một hệ kín
2.2 khái niệm động lượng.
Từ ví dụ hệ hai vật va chạm bỏ qua ma sát để hệ coi là hệ kìn giáo viên tiếp tục khai
thác để hình thành khái niệm động lượng.
Xuất phát từ định luật II, III Niutơn đưa ra.
Giáo viên nêu vấn đề như sách giáo khoa nâng cao yêu cầu học sinh xây dựng phương
trình chuyển động vật 1, vật 2. Tiếp theo khi có kết quả yêu cầu học sinh thành lập
phương trình
m
1

V
1
+ m
2

V
2

với một chất điểm hay một vật véc tơ động lượng có đặc trưng sau
- Điểm đặt nằm tại tâm của vật hay trên chất điểm.
- Phương, chiều của véc tơ Động lượng là phương chiều của véc tơ vân tốc
- Độ lớn P = mV
Mở rộng
Trong ví dụ,biểu thức hệ gồm hai vật thì động lượng của cả hệ trước va chạm là:

P
Hệ
=

P
1
+

P
2

Trong một hệ có n vật véc tơ động lượng của một hệ vật được xác định.


P
Hệ
=

P
1
+

P

+ Giáo viên thuyết trình cho học sinh và lấy các ví dụ về định luật bảo toàn là gì .tầm
quan trọng của định luật bảo toàn.
2.4 Định lý biên thiên động lượng
Trong khái niệm này giáo viên bất đầu xuất phát từ việc phân tích định tính khái niệm
bằng cách đưa ra một loạt các ví dụ về sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật là do
độ lớn của lực tác dụng lên vật và phương chiều của lực ngoài yếu tố đó ra còn một yếu
tố nữa đó là thời gian lực tác dụng cho học sinh nhận xét để đi đến vấn đề vừa nói ở trên.
Tiếp theo giáo viên cho học sinh nhận biết khái niệm Xung lượng của lực . Từ khái niệm
này giáo viên phân tích định lượng bằng cách xây dựng từ định luật II Niutơn .Giáo viên
cho học sinh tự biến đổi từ công thức gia tốc và biểu thức của định luật II Niutơn để đi
đến công thức
m
1

V
2
- m
1

V
1
=


F
t (23.1)
Từ biểu thức giáo viên làm rõ vấn đề phân tích bằng các câu hỏi gợi mở cho học sinh
hiểu:
Vế trái của biểu thức có dạng: m
1

ở đây biểu thức 23.1 xây dựng từ định luật II Niutơn thì nó có khác gì biểu thức của định
luật II Niutơn giáo viên cần biết thêm
Từ phương trình
m

a =

F




P
2
-

P
1
=


F
t
Hay: m(

V ) =


F
t

m
2
2
0
1
( m
0
là khối lượng nghỉ)
Trong trường hợp mở rộng phương trình định luật II Niutơn không còn nghiệm đúng
nữa nhưng định lý biên thiên động lượng hay còn gọi ( dạng khác của định luật II Niutơn
) vẫn nghiệm đúng vì:

P

=







Vm =








=
C
V
m
V
2
2
0
1

= không đổi. Phần ba: kết quả điều tra
khảo sát thực tiễn

I Mục đích.
+ khảo sát vấn đề dạy học lấy học sinh làm trung tâm
+ Xem xét việc học sinh nắm vững nội dung của định luật bảo toàn tới đâu.
+ Tìm hiểu nguyên nhân của việc học sinh tiếp thu kiến thức của bài định luật bảo toàn
động lượng còn thiếu sót ở phần nào.
+ Trên cơ sở khảo sat cần bổ sung kiến thức cho học sinh.

II đối tượng khảo sát.
Tác giả tiến hành khảo sát trên các lớp 10 của ban cơ bản và ban nâng cao,gồm các lớp
10B1,10B3, 10B5,10B6,10C2,10A4,10A6.
Đặc điểm của đối tượng khảo sát:
Nhìn chung học sinh trên các lớp phần lớn là các học sinh trung bình,số lượng học sinh
khá chiếm tỉ lệ thấp.riêng lớp 10B1và lớp 10A4 số học sinh khá chiếm tỉ lệ cao hơn so
với các lớp còn lại.

Người viết

Phan Văn Thành

Mục lục

Mở đầu

I:lý do chọn đề tài
Ii: mục đích của đề tài
Iii: đối tượng , phạm vi của đề tài
1 Đối tượng
2 Phạm vi:
IV nhiệm vụ của dề tài
V: Phương pháp nghiên cứu.
Nội dung

Phần i: cơ sở lý luận chung

I: cơ sở chung.
II: cơ sở lý luận