BÀI 39. BÀI TẬP VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN I – Mục tiêu 1. Kiến thức - Nắm vững các định luật bảo toàn và điều kiện vận dụng các định luật bảo toàn. - Biết vận dụng các định luật để giải một số bài toán. 2. Kỹ năng - Vận dụng được các định luật bảo toàn để giải bài tập và giải thích các hiện tượng liên quan. II – Chuẩn bị 1.Giáo viên Một số bài toán vận dụng các định luật bảo tòan. - Phương pháp giải bài tập các định luật bảo toàn. 2.Học sinh - Các định luật bảo tòan, va chạm giữa các vật. III- Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp (1’) 2. Bài mới: Nội dung ghi bảng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: Nhắc lại các định luật bảo toàn. I – Tóm tắt lý thuyết 1. Định luật bảo toàn động lượng - Điều kiện áp dụng: cho hệ kín. - Biểu thức: truoc sau he he P P= r r 2. Định lí động năng - Điều kiện áp dụng: cho mọi trường hợp. - Biểu thức: 2 1 W W ngl d d A = − hay 2 2 2 1 1 1 2 2 ms F P F A A A mv mv+ + + = − r r r 3. Độ giảm thế năng - Điều kiện áp dụng: cho lực thế (trọng lực, lực đàn hồi…) - Chọn gốc thế năng. - Biểu thức: ê 1 2 W W th F t t A = −  1 2 P A mgz mgz= − r  2 2 1 2 2 2 dh F kx kx A = − 4. Định luật bảo toàn cơ năng - GV: Nhắc lại các định lí, định luật về bảo toàn đã học? + Điều kiện áp dụng. + Biểu thức. - HS trả lời. - Điều kiện áp dụng: cho vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực thế. - Chọn mốc thế năng. - Biểu thức: 1 2 W W= 1 1 2 2 W W W W d t d t ⇔ + = + 5. Biến thiên cơ năng - Điều kiện áp dụng: vật chuyển động còn chịu tác dụng của lực không thế ( , c ms F F r r ) - Biểu thức: ông ê 2 1 W W kh th F A = − 2 1 W W ms F F A A⇔ + + = − r r Hoạt động 2: Vận dụng giải bài tập. II. Bài tập Một vật có khối lượng m 1 trượt không vận tốc đầu từ đỉnh 1 mp nghiêng dài 8m hợp với phương ngang 1 góc 0 30 α = . Bỏ qua mọi ma sát. Lấy g = 10 m/s 2 . a) Xác định vị trí của vật (cách đỉnh dốc bao nhiêu) tại đó động năng bằng thế năng? b) Xác định vận tốc của vật tại chân dốc? Giải: Chọn mốc thế năng tại chân dốc B W 0 B t ⇒ = a) Tính AC: Gọi C là vị trí vật có W đ = W t . + Trong OAB∆ : 0 sin .sin 8.sin30 4 A OA OA z OB m OB α α = ⇒ = = = = + Cơ năng của vật tại A: - GV: cho HS đọc đề bài. - GV: vẽ hình và cho HS xác định các dữ kiện của bài toán.  Để giải câu a, ta sử dụng kiến thức nào?  Điều kiện bài toán có thỏa mãn điều kiện sử dụng ĐLBTCN không? Gợi ý:  Trong quá trình chuyển động của vật, vật chịu tác dụng của lực nào?  Vai trò của các lực này đối với vật như thế nào? - GV: Như vậy, vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực P r (lực thế) nên ta có thể áp dụng ĐLBTCN.  Khi tính cơ năng thì làm bước gì trước? - GV cho HS nêu hướng làm câu a. - HS tìm hiểu bài tập.  Định luật BTCN.  Trọng lực P r , phản lực N r giữa mặt dốc và vật.  Chỉ có thành phần t P r của P r thực hiện công.  Chọn mốc thế năng tại chân dốc B. N r P r n P r t P r ( )+ α A B O 1 W W W W A A A A d t t A m gz= + = = (vì v A = 0) + Cơ năng của vật tại C: 1 W W W 2W 2 C C C C d t t C m gz= + = = + Theo ĐLBTCN: W W A C = 1 1 2 A C m gz m gz⇔ = 2 2 A C z z m⇒ = = Ta có: 0 2 sin 4 sin sin30 C C z z BC m BC α α = ⇒ = = = Vậy, AC = AB – BC = 8 – 4 = 4m. b) Tính v B : + Cơ năng của vật tại B: 2 1 W W W W 2 B B B B B d t d m v = + = = + Theo ĐLBTCN: 2 1 1 2 2.10.4 8,94 / 2 B A B A m v m gz v gz m s⇔ = ⇒ = = ≈ c) Sau khi đến chân dốc, vật tiếp tục lăn trên mp nằm ngang với cùng vận tốc tại chân dốc và đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m 2 = 2m 1 đang đứng yên. Tính vận tốc của mỗi vật sau va chạm? Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật 1. , 1 2 1 2 2 1 1 1 1 1 2 1 ( ) 2 3 3 m m v m v m v v v m m m − + − = = = − + 8,94 2,98 3 = − = − m/s , 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 1 ( ) 2 2 2 3 3 m m v m v m v v v m m m − + = = = + 2.8,94 5,96 3 = = m/s Vậy, vật 1 bật ngược trở lại với vận tốc 2,98m/s. vật 2 chuyển động về phía trước theo hướng của  Để giải câu b ta làm như thế nào? - GV cho 2 HS lên bảng giải chi tiết.  Ngoài áp dụng ĐLBTCN, ta còn cách nào khác để tìm v B ? - GV đặt vấn đề và đưa ra câu c.  Đối với bài toán va chạm đàn hồi xuyên tâm ta có dữ kiện gì? Sử dụng những kiến thức nào để giải? - GV: Ở bài trước, chúng ta đã xác định được v ’ 1 và v 2 ’ . Một em lên bảng áp dụng công thức đã tìm được xác định v ’ 1 và v 2 ’ . Từ đó cho biết chiều chuyển động của mỗi vật?  + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông tính z A . + Tính cơ năng của vật tại A, tại C. + Áp dụng định luật BTCN ⇒ z c . + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông ⇒ BC. + AC = AB – BC  + Tính cơ năng của vật tại A, tại B. + Áp dụng định luật BTCN ⇒ v B .  + Sử dụng phương pháp động lực học. + Định lí động năng: 2 1 W W ngl d d A = − 2 1 W sin 2 B t B d B P m v A mgl v α ⇔ = ⇔ = ⇒ r  Hệ va chạm có thể xem là hệ kín và động năng của hệ được bảo toàn. + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: , , 1 1 2 2 1 1 2 2 m v m v m v m v+ = + + Động năng được bảo toàn: 2 2 ,2 ,2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 m v m v m v m v + = + - HS lên bảng trình bày. 1 v r với vận tốc 5,96m/s. d) Sau khi va chạm, vật m 1 bật ngược trở lại và lăn lên dốc. Xác định quãng đường vật đi được trên dốc? Gọi D là vị trí vật dừng lại khi lên dốc 0 W 0 D D d v⇒ = ⇒ = . + Cơ năng của vật tại B sau khi va chạm: ,2 ' 1 1 W 2 B m v = + Cơ năng của vật tại D: W D = mgz D + Theo ĐLBTCN: ' W W B D = ,2 ,2 2 1 1 1 1 2,98 0,44 2 2 2.10 D D m v v m gz z m g ⇔ = ⇒ = = = Ta có: 0 0,44 sin 0,88 sin sin30 D D z z s m s α α = ⇒ = = = e) Làm lại câu b, nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt dốc là 0,1. Chọn chiều dương như hình vẽ. Theo định luật II Newton: 1ms P N F m a+ + = r r r r (1) Chiếu (1) lên trục Oy: N – P 1 = 0 1 1 cosN P m g α ⇒ = = 1 cos ms F N m g µ µ α = = 1 . cos ms ms F A F l m gl µ α = − = − r Theo định lí biến thiên cơ năng: '' W -W ms B A F A = r ,,2 1 1 1 cos 2 B A m v m gl m gz µ α ⇔ − = − ,,2 2 cos 2 B A gl v gz µ α ⇔ − = − - GV đặt vấn đề và nêu câu d.  Khi vật lên dốc và khi vật xuống dốc thì vai trò của các lực có gì khác nhau?  Ở đây, chúng ta đã bỏ qua mọi ma sát. Vậy lức này vật có lên đến đỉnh dốc không? - GV khẳng định lại: Sau va chạm thì cơ năng của vật tại B giảm nên sau khi đi được quãng đường s < l thì vật dừng lại (v D = 0) rồi lăn trở xuống.  Lúc này ta tìm quãng đường như thê nào? - GV cho 1 HS lên bảng trình bày chi tiết. - GV đặt vấn đề và đưa ra câu e.  Nêu hướng giải câu e?  Khi xuống dốc, t P r đóng vai trò là công phát động. Khi lên dốc, t P r đóng vai trò là công cản.  Không, vì sau va chạm vận tốc của vật giảm ⇒ W đ ⇒ W B giảm nên vật sẽ lên đến 1 điểm nào đó giữa lưng chừng dốc thì sẽ dừng lại và lăn xuống lại.  + Tính cơ năng của vật tại B, tại D. + Áp dụng định luật BTCN ⇒ z D . + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông ⇒ BD.  + Áp dụng định luật II Newton N⇒ . + Tính lực ma sát: F ms = N µ + Áp dụng định lí biến thiên cơ năng ⇒ ,, B v ms F r ( )+ y x N r P r n P r t P r α A B O ,, 0 2 ( cos ) 10.2(4 0,1.8. os30 ) B A v g z l c µ α ⇒ = − = − 8,13 /m s≈ Hoạt động 3: Củng cố. - GV củng cố và nêu những điểm cần lưu ý khi làm bài toán về các BLBT. IV – Rút kinh nghiệm …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… . BÀI 39. BÀI TẬP VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN I – Mục tiêu 1. Kiến thức - Nắm vững các định luật bảo toàn và điều kiện vận dụng các định luật bảo toàn. - Biết vận dụng các định luật để giải. được các định luật bảo toàn để giải bài tập và giải thích các hiện tượng liên quan. II – Chuẩn bị 1 .Giáo viên Một số bài toán vận dụng các định luật bảo tòan. - Phương pháp giải bài tập các. 2,98m/s. vật 2 chuyển động về phía trước theo hướng của  Để giải câu b ta làm như thế nào? - GV cho 2 HS lên bảng giải chi tiết.  Ngoài áp dụng ĐLBTCN, ta còn cách nào khác để tìm v B ? -