SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯNG YÊN TRƯỜNG THPT ÂN THI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM LỰA CHỌN BÀI TẬP GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƯỢNG MƠN VẬT LÝ LỚP 10 Ở TRƯỜNG THPT ÂN THI – H-ng Yªn TÁC GIẢ: NGUYỄN ĐỨC THẮNG CHỨC VỤ: HIỆU TRƯỞNG BỘ MÔN: VẬT LÝ Năm học 2013-2014 A - PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Vật lý học môn khoa học nghiên cứu vật, tượng xảy hàng ngày, gắn liền với đời sống thực tế - Động lượng khái niệm Vật lý trừu tượng học sinh Trong toán Vật lý, động lượng đại lượng trung gian để xác định vận tốc khối lượng vật - Động lượng định luật bảo toàn động lượng phần kiến thức quan trọng vật lý lớp 10, gắn liền với các tượng tương tác xảy đời sống thực tế vụ va chạm , vụ nổ toán phản ứng hạt nhân lớp 12 - Việc kết hợp ĐLBT để giải tốn Vật lý có ý nghĩa quan trọng việc phát triển tư học sinh, phát huy khả tư sáng tạo học sinh - Trong chương trình vật lý lớp 10 tiết tập 41 bố trí sau tiết lý thuyết từ tiết (37- 40) với nội dung kiến thức phần động lượng định luật bảo tồn động lượng, cơng cơng suất - Định luật bảo toàn động lượng áp dụng cho chuyển động học vật vĩ mô vi mơ tốn lượng tử lớp 12 - Học sinh lớp 10 A2 học sinh lớp học trường cần bồi dưỡng thêm kiến thức động lương định luật bảo tồn động lượng Chính Tơi viết sáng kiến kinh nghiệm với đề tài :( Lựa chọn tập giảng dạy chuyên đề động lượng – định luật bảo toàn động lượng môn vật lý lớp10 trường THPT Ân Thi- Hưng n) Mặc dù có nhiỊu cố gắng đề tài cịn thiÕu sót định Tơi mong nhận góp ý thầy cụ giỏo em học sinh II- MC CH, U CẦU 1.1 Mục đích: + Thơng qua việc lựa chọn tập dạy chuyên đề tiết giúp cho học sinh nắm vững phương pháp tính: -Véc tơ động lượng hệ vật - Độ biến thiên động lượng vật - Vận dụng định luật bảo tồn động lượng tốn va chạm mềm, chuyển động phản lực, vụ nổ toán va chạm hai vật 1.2 Yêu cầu: + Sau buổi dạy chuyên đề học sinh nắm phương pháp giải toán động lượng độ biến thiên động lượng +Nắm trường hợp áp dụng định luật bảo toàn động lượng + Vận dụng kiến thức tập mẫu giải tập tương tự đồng thời phân biệt dạng tập vận dụng định luật bảo toàn động lượng 1.3 Đối tượng thực hiện: Học sinh lớp 10 A2 trường THPT Ân Thi B- NỘI DUNG ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÝ LUẬN: 1.1 Động lượng: 1.1.1-Khái niệm động lượng: Động lượng vật có khối lượng m r chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định công thức: ur r p  mv Động lượng vectơ hướng với vận tốc vật Đơn vị động lượng kilôgam mét giây (kí hiệu kgm/s) 1.1.2-Độ biến thiên động lượng: ur uur uur uur  p  p2  p1  F t r uur ur mv  mv2  mv1 1.1.3-Động lượng hệ vật: uuur uur uur uur Hệ nhiều vật tương tác phV  p1  p2  pn Tổng hợp theo quy tắc hình bình hành Hệ gồm hai vật: uuur uur uur p12  p1  p2 uur uur + Hai véc tơ p1 hợp p2 góc  : r P1 Độ lớn động lượng hệ là: p122  p12  p22  p1 p2 cos  uur ur Véc tơ P12 hợp góc  với véc P1 cos   + Khi   thì: +Khi   1800 thì: O   r P12 r P2 p12  p12  p2 2 p1 p12 p12 = p1+p2 p12 = p1 - p2 Nếu p1> p2 p12 = p2 – p1 Nếu p2> p1 + Khi   900 P122  P12  P22 1.2 Định luận bảo tồn động lượng: 1.2.1- Hệ lập (hệ kín) Một hệ nhiều vật gọi lập khơng có ngoại lực tác dụng lên hệ có ngoại lực cân Trong hệ lập có nội lực trực đối theo định luật III Niu-tơn 1.2.2-Nội dụng định luật: Động lượng hệ cô lập đại lượng bảo toàn uur uur uur p1  p2  pn = vectơ không đổi : uur uur uur uur p1  p2   p1'  p2'  Biểu thức: ur uur ur uur m1 v1  m2 v2   m1 v1'  m2 v2'  (1) (2) Áp dụng cho hệ hai vật: uur uur uur' uur' p1  p2  p1  p2 (3) ur uur ur uur m1 v1  m2 v2  m1 v1'  m2 v2' (4) 1.2.3 - Va chạm mềm: ur Xét vật khối lượng m1, chuyển động mặt phẳng ngang với vân tốc v1 đến va chạm vào vật có khối lượng m2 đứng yên Sau va chạm hai vật r nhấp làm chuyển động với vận tốc v Va chạm hai vật gọi va chạm mềm Vì khơng có ma sát nên ngoại lực tác dụng gồm có trọng lực phản lực pháp tuyến chúng cân nhau: Hệ m1, m2 hệ cô lập Theo định luật bảo tồn động lượng ta có : uur uur r m1 v1  m2 v2  (m1  m2 )v ur r m1 v1 v với v2 = m1  m2 ur uur Ban đầu hai vật có vận tốc v1 v2 chuyển động phương, chiều sau va r chạm vận tốc hai vật v Theo định luật bảo toàn động lượng ta có : uur uur r m1 v1  m2 v2  (m1  m )v ur uur r m v m v 2 v 1 m1  m2 Biểu thức độ lớn: v  m1v1  m2 v2 m1  m2 1.2.4 Chuyển động phản lực Một tên lửa có khối lượng M chứa khối lượng khí m Khi phóng tên lửa r khối khí m phía sau với vận tốc v tên lửa khối lượng M chuyển động với ur vận tốc V Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:    m v + M V = => V = - m  v M 1.2.5 Điều kiện vận dụng định luật: Thứ nhất: Hệ vật tương tác với khơng có ngoại lực tác dụng Thứ hai: Hệ vật có ngoại lực tác dụng, tổng véc tơ ngoại lực tác dụng lên hệ không Khi tác dụng ngoại lực theo phương thời gian tương tác mà triệt tiêu động lượng theo phương bảo tồn hay hình chiếu lực tổng hợp ngoại lực theo phương mà triệt tiêu động lượng hệ theo phương dó bảo toàn uur F x uuur uuur uuur  o px1  px  pxn  vectơ khơng đổi Hệ hai vật tương tác: r uuur uuur uuur uuu px1  px  px'  px' (3) uur uur uur uur m1 vx1  m2 vx  m1 vx'  m2 vx' Biểu thức độ lớn: px1  px  px'  px' m1vx1  m2 vx  m1vx'  m2 vx' Thứ ba: Coi hệ tương tác kín khi: Tương tác giữ vật hệ xảy thời gian ngắn lực tương tác( nội lực ) lớn gấp nhiều lần so với ngoại lực tác dụng lên vật uur ur F   noiluc F ngoailuc 1.2.6- Phương pháp giải tốn định luật bảo tồn động lượng: Bước 1: Tóm tắt dự kiện, đổi đơn vị thống khối lượng vận tốc Bước 2: chọn hệ trục tọa độ Ox , Oy thích hợp, xác định giá trị vận tốc vật trước sau tương tác theo hệ quy chiếu chọn Bước3: Xác định điều kiện áp dụng định luật cho hệ tương tác viết phương trình véc tơ định luật bảo toàn động lượng uur uur ur uur' p1  p2  p  p2 ur uur ur uur m1 v1  m2 v2  m1 v1'  m2 v2' (3) (4) Bước 4: Chuyển phương trình véc tơ phương trình đại số kết hợp dự kiện tốn tìm đại lượng theo yêu cầu: Bước 5:Nhận xét kết toán + Giá trị vận tốc v >0 Vật chuyển động chiều trục tọa độ p > + Giá trị vận tốc v Cơ sở lý luận 4 II>Kiến thức liên quan III>Một số tập 3.1 Các tập lựa chọn dạy chuyên đề 3.2- Bài tập vận dụng 21 3.3 Bài tập trắc nghiệm C- KÕt luËn 24 10 D- Tài liệu tham khảo 26 11 E- Mục lục 27 XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ÂN THI 27