Áp dụng định luật bảo toàn động lượng trong giải bài tập vật lí 10 - Pdf 26

MỤC LỤC
Trang
1. Đặt vấn đề 2
2. Giải quyết vấn đề 2
2.1. Cơ sở lý luận của vấn đề 2
2.2. Thực trạng của vấn đề 4
2.3. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề 4
2.4. Hiệu quả của SKKN 10
3. Kết luận 10
Tài liệu tham khảo 11
Sáng kiến kinh nghiệm
*** ***
áp dụng NH LUT BO TON NG LNG TRONG GII BI
TP VT Lí 10
1. Đặt vấn đề.
C hc l mt trong nhng phn hc khú ca chng trỡnh vt lớ PTTH.
Trong phn ny cú nhiu bi toỏn hay trong giỳp phỏt trin mnh t duy HS, ni
bt l nhng bi tp vn dng nh lut bo ton ng lng v nh lut bo ton
c nng. Tuy nhiờn qua quỏ trỡnh ging dy tụi thy rng HS cũn gp nhiu khú
khn khi vn dng hai nh lut ny nh: Xỏc nh h kho sỏt; xỏc nh cỏc lc
tỏc dng lờn vt, h vt
Bn thõn l mt giỏo viờn tr ,rt cú hng thỳ vi nhng vn khú , hp dn , v
quan trong hn l thớch thỳ vi nhng vn cú tớnh ng dng thc t. Vic vn
dng tt kin thc ni dung ca nh lut bo ton ng Lng vo gii quyt bi
toỏn: chuyn ng phn lc cũn hn ch i vi ngi hc ,cng nh ngi
dy. Cng l mt c s lớ lun ngi hc cú cỏi nhỡn y v ng Lng
v nh lut bo ton ng Lng. ng lng l mt khỏi nim Vt lý tru tng
i vi hc sinh. Trong cỏc bi toỏn Vt lý, ng lng ch mt i lng trung
gian xỏc nh vn tc hoc khi lng ca vt.ng lng cú ý ngha rt quan
trng i vi hc sinh khi gii bi tp Vt lý cú ỏp dng nh lut bo ton
(LBT) ng lng trong va chm n hi, va chm mm lp 10 v bi

v
ur
,
2
v
uur
, …
n
v
uur

- Động lượng của hệ:
1 2

n
p p p p   
ur uur uur uur
Hay:
1 1 2 2

n n
p m v m v m v   
ur ur uur uur
2. Định luật bảo toàn động lượng:
a. Hệ kín: Hệ không trao đổi vật chất đối với môi trường bên ngoài.
-Hệ cô lập : Hệ không chịu tác dụng của ngoại lực, hoặc chịu tác dụng của ngoại
lực cân bằng.
b. Định luật bảo toàn động lượng: Hệ kín (cô lập) thì động lượng của hệ được bảo
toàn.
* Chú ý:

2m/s. Sau va cham hai xe dớnh vo nhau.
Xỏc nh vn tc ca hai xe sau va chm?
Li gii
H kho sỏt l hai xe goũng
4
Đây là vấn đề mà hầu hết học sinh gặp khó khăn, các em không xác định được hệ
khảo sát là những vật nào. Vấn đề này sẽ được giải quyết như sau: hệ mà ta khảo
sát gồm nhưng vật mà vận tốc của chúng thay đổi do chúng va chạm với nhau.
 Xác định các lực tác dụng lên hệ (hai xe goòng)
Đây cũng là một vấn đề khó khăn với hs, giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề
này là GV yêu cầu hs vẽ hình và trả lời các câu hỏi:
 Hệ chuyển động ở đâu?
 Các vật trong hệ chịu tác dụng của những lực nào?
 Những lực nào là nội lực, ngoại lực?
Trong bài tập này các xe goòng chịu tác dụng của trọng lực, phản lực của đường
ray, lực ma sát lăn rất nhỏ được thể hiện trên hình 1.
 Xác định hệ khảo sát là hệ cô lập
Vấn đề này sẽ được giải quyết nếu hs trả lời được câu hỏi sau:
Trước tương tác và ngay sau tương tác các vật của hệ chuyển động thế nào, nội
lực có độ lớn thế nào so với ngoại lực?
Trong bài tập này trước và sau va chạm hai xe chuyển động đều ta suy ra các
ngoại lực tác dụng lên hệ phải cân bằng nhau. vậy hệ mà ta khảo sát là hệ cô lập.
 Viết động lượng cho hệ vật mỗi giai đoạn
Động lượng của hệ trước va chạm:
2211
vmvmp
t


Động lượng của hệ sau va chạm:




Thay số vào ta được
)/(1 smv 
Vậy sau va chạm hai xe chuyển động với tốc độ 1m/s và theo hướng của xe
goòng thứ nhất.
1
v

2
v

1
N

1
p

2
N

2
p

(
+
)
Sau va
chạm

a) Phụt ra phía sau
b) phụt ra phía trước
Lời giải
 Hệ mà ta khảo sát là tên lửa và khối khí phụt ra từ tên lửa
 Trước khi phụt khí tên lửa chuyển động với tốc độ không đổi nên các lực tác
dụng lên hệ cân bằng nhau. Trong khoảng thời gian tương tác rất nhỏ ( giai đoạn
phụt khí) nội lực (lực đẩy giữa khối khí và tên lửa) lớn hơn nhiều so với ngoại lực
(trọng lực). Như vậy hệ ta khảo sát là hệ cô lập.
 Động lượng của hệ trước tương tác:

ot
vMp


Động lượng của hệ sau tương tác:
21
)( vmvmMp
s


Khó khăn mà học sinh gặp phải ở phương trình này nằm ở các câu hỏi sau:
 Tại sao hệ số của
1
v

lại là (M – m)?

2
v



Đến đây khó khăn mà học sinh gặp phải đã được giải quyết.
Vận dụng vào bài tập này ta có
o
vvv


2
thay vào PT (1) ta được:
6

)2(.).().(
1 oo
vMvvmvmM


chọn chiều dương trùng chiều chuyển động của tên lửa (cùng chiều
1
v


o
v

)
a) Trường hợp khí phụt ra phía sau
Chiếu PT (2) lên chiều dương đã chọn ta được:
oo
MvvvmvmM  )()(
1

)(
)(
1
mM
vvmMv
v
oo



Thay số
smv /75
1

Bài tập 2: (bài này cho hs tự giải)
Một người khối lượng m
1
= 50kg nhảy từ một chiếc xe có khối lượng m
2
= 80kg
đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc v = 3m/s. Biết vận tốc nhảy đối
với xe là v
o
= 3m/s. Tính vận tốc của xe sau khi người ấy nhảy trong các trường
hợp:
a) Cùng chiều
b) Ngược chiều
Dạng 2 : Tương tác của hệ vật có các véc tơ vận tốc không c ùng phương (các
vật của hệ chuyển động không cùng phương).
Bài tập 1:



21
ppp


Đến đây GV lưu ý hs động lượng của vật cùng hướng với vận tốc của vật.
Trong bài tập này vì lúc đầu viên đạn bay ngang, sau khi nổ mảnh 1 bay lên theo
phương thẳng đứng nên véc tơ động lượng của mảnh 1 vuông góc với véc tơ động
lượng của viên đạn.
7
s
m
kgp 1038951909000
22
2


s
m
kg
m
p
vvmp 4,519
20
10389
2
2
2222


Bài tập 1: Bắn một viên đạn khối lượng m = 10g với tốc độ
v
vào một túi cát được
treo đứng yên có khối lượng M = 1kg. Va chạm là mềm, đạn mắc vào trong túi cát
và chuyển động cùng với túi cát.
Sau va chạm, túi cát được nâng lên độ cao h = 0,8m so với vị trí cân bằng ban đầu.
Lấy g = 9,8m/s
2
. Xác định
v
?
Lời giải
 Hệ khảo sát gồm túi cát và viên đạn
 Trước khi mắc vào túi cát viên đạn chuyển động đều, túi cát đứng yên
nên ngoại lực tác dụng lên hệ cân bằng nhau. Ngay trước và sau tương
tác ngoại lực tác dụng lên hệ theo phương ngang bằng không (bỏ qua lực
cản của không khí) nên động lượng của hệ theo phương ngang bảo toàn.
p

2
p

1
p


8
Quan sát hình vẽ ta thấy
2
p

bảo toàn.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

)1(
)(
)(
Mm
mv
V
VMmvm






Chọn mốc tính thế năng là mặt phẳng ngang đi qua vị trí cân bằng của túi cát.
Cơ năng của hệ tại vị trí cân bằng (ngay sau khi đạn mắc vào túi cát) là
2
)(
w
2
1
VMm 

Cơ năng của hệ ở độ cao h là
ghMm )(w
2

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:





2.4. HIÖU QñA cña s¸ng kiÕn kinh nghiÖm
Với thời lượng 2 tiết bài tập giáo viên minh hoạ các bước giải bài toán qua 6
bài tập đã cho học sinh nghiên cứu ở nhà. Kết quả, học sinh tích cực tham gia giải
bài tập, nhiều em tiến bộ nhanh, nắm vững kiến thức cơ bản.
Cụ thể được minh hoạ ở bảng sau:
Lớp 10C (40) Lớp 10B1 (40)
G K TB Y G K TB Y
SL % SL % SL % SL % SL % SL % SL % SL %
Ban
đầu
0 2 5,1 19 43,6 20 53,1 0 6 13,0 14 41,3 20 43,8
Tiết 1 0 4 10,2 21 51,3 15 39,7 0 8 17,4 23 50,0 13 28,3
Tiết 2 0 7 17,9 26 64,1 7 18,0 0 9 19,5 28 60,8 7 13,2
3. KẾT LUẬN
Trên đây là những kinh nghiệm tôi đã thu được trong quá trình dạy học. Với
cách giảng dạy như vậy tôi đã thu được những kết quả khả quan, đó là hầu hết học
sinh biết vận dụng các định luật bảo toàn động lượng để giải các bài tập vật lý lớp
10.
Do thời gian công tác còn ít nên đề tài của tôi không tránh khỏi thiếu sót, mong
người đọc đóng góp ý kiến để đề tài này được hoàn thiện hơn.
9
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. SGK Vật lý 10 (NXB Giáo dục năm 2006)
2. SGK Vật lý nâng cao 10 ( NXB Giáo dục năm 2006)
3. SGV Vật lý 10 ( NXB Giáo dục năm 2006)
4. SGV Vật lý nâng cao 10 ( NXB Giáo dục năm 2006)


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

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