HS : Là một hệ thống gồm có nhiều vật, trong đó các vật tương tác với nhau và tương tác với các vật ở ngoài hệ.. Bây giờ ta xét một hệ vật là các hòn bi đang lăn trên mặt bàn, ngoài sự t
Trang 1Chương 3
Bài 24 :
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
I MỤC TIÊU
- Có khái niêm thế nào là hệ kín
- Nắm vửng định nghĩa động lượng và nôi dung định luật bảo toàn động lượng áp dunï g cho cơ hệ kín
- Biết vận dụng định luật để giải một số bài toán
II CHUẨN BỊ
- Một máng ; 2 xe lăn ; Băng giấy và bộ cần run ; Máng rảnh và 2 hòn bi
III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn định lớp học
1) Kiểm tra bài củ :
+ Câu 01 :
+ Câu 02 :
CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Trang 2+ Câu 03 :
2) Nội dung bài giảng :
Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh
I HỆ KÍN
GV : Trước khi vào hệ kín, các em cho biết
hệ vật là gì ?
HS : Là một hệ thống gồm có nhiều vật,
trong đó các vật tương tác với nhau và
tương tác với các vật ở ngoài hệ
GV : Xét bàn billard, ngoài sự tương tác lẫn
nhau giữa các quả bi, còn có lực ma sát của
mặt bàn Bây giờ ta xét một hệ vật là các
hòn bi đang lăn trên mặt bàn, ngoài sự
tương tác của các quả bi, chúng ta coi như
lực ma sát mặt bàn không đáng kể , như
vậy không có lực nào tác dụng lên quả bi
ngoài sự tương tác giữa chúng Khi đó ta
nói hệ vật trên là một hệ kín Vậy hệ kín là
gì các em ?
HS : Hệ kín là hệ mà các vật trong hệ chỉ
tương tác lực với nhau mà không tương tác
I HỆ KÍN
Mọi hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có những lực của các vật trong hệ tác dụng lẫn nhau mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài hệ, hoặc nếu
có thì các lực này phải triệt tiêu lẫn nhau
Trang 3với các vật ngoài hệ
GV : Hay nói đúng hơn là các vật trong hệ
chỉ chịu tác dụng của nội lực mà không
chịu tác dụng của ngoại lực
GV : Ta giã sử như có hai quả bi đang lăn
trên mặt bàn với lực ma sát không đáng kể,
ngoài sự tương tác giữa các quả bi lẫn nhau
còn có lực nào tác dụng nữa không ?
HS : Khi đó còn có trọng lực và phản lực
của mặt bàn tác dụng lên các hòn bi
GV : Thế hai lực này như thế nào ?
HS : Hai lực này cân bằng nhau
GV : Chúng có tổng như thế nào ?
HS : Chúng có tổng bằng 0
GV : Như vậy khi hệ vật chịu các ngoại lực
tác dụng vào nó cân bằng nhau hay tổng
các ngoại lực bằng 0 thì hệ được được coi
như là một hệ kín
II CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
GV : Trong thế giới vật chất, khi xét đến hệ
Trang 4kín từ vi mô đến vĩ mô, mọi thứ đều biến
đổi thời gian trong không gian vì bản chất
của thế giới là sự vận động Ta hãy xét xem
thí dụ sau :
Xét phản ứng hoá học sau :
HCl + NaOH = NaCl + H2O
Các em cho biết trong phản ứng trên có đại
lượng nào không thay đổi ?
HS : Tổng khối lượng các chất tham gia
phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo
thành
GV : Đó chính là định luật bảo toàn khối
lượng các chất trong hoá học Trong các
hiện tượng vật lý xảy ra chung quanh ta ,
cũng vẫn có các đại lượng được bảo toàn,
chúng ta sẽ lần lượt tìm các đại lượng
không thay đổi đó qua các định luật bảo
toàn
GV : Thế các em đã học qua định luật bảo
toàn nào ở lớp dưới không ?
HS : Định luật bảo toàn năng lượng
II CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
- Khi khảo sát các hệ kín, người ta thấy có một số đại lượng vật lý đặc trưng cho trạng thái của hệ có giá trị không đổi theo thời gian, tức chúng được bảo toàn
- Người ta đã thiết lập được
mộ số định luật bảo toàn đối với hệ kín : Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn năng lượng
Trang 5GV : Em có thể nhắc lại định luật bảo toàn
năng lợng xem ?
HS : Năng lượng không tự nhiên sinh ra
cũng không tự nhiên mất đi mà nó được
chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác
GV : Như vậy có nhiều đại lượng không
đổi như nguyên tử không đổi , định luật bảo
toàn khối lượng …
III ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG
LƯỢNG
1/ Tương tác giữa hai vật trong hệ kín :
GV :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
III ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
1/ Tương tác giữa hai vật trong hệ kín :
- Xét một hệ kín gồm hai vật
có khối lượng m1 và m2 tương tác với nhau Ban đầu, chúng
có vận tốc v
1 và v
2 Sau thời gian tương tác t, các vận tốc biến đổi thành v
1’ và v
2’
- Gọi F
1 là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1 Theo định luật
Trang 6_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2/ Động lượng
GV : Làm thí nghiệm cho một hòn bi có
khối lượng m1 chuyển động với vận tốc v1
va chạm vào hòn bi khối lượng m0 đứng
yên
GV : Sau va chạm các em quan sát bi m0
sẽ như thế nào ?
HS : Bi m0 sẽ chuyển động
GV : Nếu như ta cho hòn bi m1 đó chuyển
động với vận tốc lớn hơn vận tốc ban đầu
va chạm hòn bi m0 , bi m0 sẽ chuyển động
như thế nào ?
II newton ta có :
F
1 = m.a
1 = m1
t
v
1
=
m1
t
v v
1
1
'
- Gọi F
1 là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1 Theo định luật
II newton ta có :
F
2 = m.a
2 = m2
t
v
2
=
m2
t
v v
2
2
'
- Theo định luật III Newton :
F
1 = - F
2
- Vậy :
m1(v
1’ - v
1) = - m2 (v
2’ -
v
2)
m1v
1 + m2 v
2 = m1v
1’ –
m2v
2’
2/ Động lượng
Trang 7HS : Bi m0 sẽ chuyển động nhanh hơn nữa
GV : Nếu như ta cho một hòn bi m2 > m1
chuyển động với vận tốc v2 = v1 va chạm
vào bi m0 thì bi m0 chuyển động như thế
nào ?
HS : Bi m0 sẽ chuyển động nhanh hơn
GV : Như vậy phải có một đại lượng đặc
trưng cho sự làm thay đổi vận tốc của hai
viên bi trên sau khi chúng va chạm nhau,
đại lượng đó ta gọi là p, qua những thí dụ
trên các em cho biết p phụ thuộc vào các
đại lượng nào ?
HS : p phụ thuộc vào vận tốc v
và khối lượng m
GV : Như vậy biểu thức p tính theo công
thức :
p = m v được không ?
HS : Không vì v và m không có cùng đơn
vị
GV : p = m.v hoặc p = m/v các em chọn
biểu thức nào ?
* Động lượng của một vật là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật
* Động lượng là một đại lượng vectơ được ký hiệu là :
p
p
= m.v
* Động lượng của một hệ là tổng vectơ các động lượng của các vật trong hệ
* Đơn vị động lượng trong hệ
SI là
s
m kg.
Trang 8
HS : Chọn p = m.v
GV : Tại sao không chọn p = m/v
HS : Vì p tỉ lệ thuận với m và v
GV : Vậy ta chọn p = m.v Vận tốc là đại
lượng vô hướng hay hữu hướng ?
HS : Vận tốc là đại lượng hữu hướng
GV : Còn khối lượng m ?
HS : khối lượng là đại lượng vô hướng
GV : Vậy p = m.v là đại lượng gì ?
HS : p là đại lượng hữu hướng
GV : p là đại lượng hữu hướng P m.v
Vì vận tốc mang tính tương đối
Động lượng
Động lượng có tính tương đối ( do v )
Vectơ động lượng
3/ Định luật bảo toàn động lượng :
GV : Các hãy xem lại biểu thức :
3/ Định luật bảo toàn động lượng :
Vectơ động lượng toàn phần của hệ kín được bảo toàn p
=
p
’
4/ Thí nghiệm kiểm chứng
Trang 9m1v
1 + m2 v
2 = m1v
1’ – m2v
2’
… Và các em cho biết trong biểu thức
trên động lượng của hai vật có tính chất
như thế nào ?
HS : Tổng động lượng của hai vật bằng
nhau
2 ' 1 2
m1v 1 m2v 2 m1v '1 m2v '2
GV : Tổng quát hơn ta có :
n n 2
2 1 1 n n 2
2
1
GV : Đó chính là nội dung của định luật
Bảo Toàn Động Lượng :
“ Tổng động lượng của hệ kín thì được bảo
toàn” hay nói một cách khác là “trong hệ
kín, tổng động lược các vật trong hệ trước
và sau khi va chạm, tương tác thì không
thay đổi”
4/ Thí nghiệm kiểm chứng
Giáo viên trình bày thí nghiệm kiểm
Học sinh xem SGK trang 105
5/ Dạng khác của định luật II Newton
Từ :
m
F a
t
v m a m F
t
mv mv t
v v m.
P F t
P P
t F
: Xung của lực
Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian bằng xung lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian ấy
Trang 10chứng trang 105 SGK
5/ Dạng khác của định luật II Newton
GV : HS nào có thể phát biểu lại định luật
II Newton đa học ?
HS : “ Phát biểu định luật II Newton”
GV : Biểu thức định luật II Newton ?
HS :
m
F
a
GV :
t
mv mv t
v v m.
t
v m a m
t
P
P
3) Cũng cố :
1/ Thế nào là hệ kín ? Cho thí dụ ?
2/ Định động lượng của một vật ?
Trang 113/ Định nghĩa động lượng của một hệ vật ?
4/ Phát biểu định luật bảo toàn động lượng và viết biểu thức cho hệ hai vật
?
4) Dặn dò học sinh :
- Trả lời các câu hỏi 1; 2; 3; 4 và 5
- Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3