Giáo án: BT về các ĐLBT

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.. Kỹ năng - Vận dụng được các định luật

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: Prhe truoc =Prhe sau

2 Định lí động năng

- Điều kiện áp dụng: cho mọi trường hợp

- Biểu thức: A ngl =Wd2 −Wd1

ms

Ar +Ar +Ar + = mv − mv

3 Độ giảm thế năng

- Điều kiện áp dụng: cho lực thế (trọng lực, lực đàn

hồi…)

- Chọn gốc thế năng

- Biểu thức: A F thê =Wt1−Wt2

A Pr =mgz1−mgz2



2 2

dh F

kx kx

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: W1 =W2

⇔Wd1+Wt1 =Wd2+Wt2

5 Biến thiên cơ năng

- Điều kiện áp dụng: vật chuyển động còn chịu tác

dụng của lực không thế ( ,F Fr rc ms

)

- Biểu thức: A F không êth =W2−W1

W2 W1

ms

⇔ 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 α =300 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 ⇒Wt B =0

a) Tính AC:

Gọi C là vị trí vật có Wđ = Wt

+ Trong OAB∆ :

0

sin OA OA z A OB.sin 8.sin 30 4m

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 Pr(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 Pr, phản lực Nr giữa mặt dốc và vật

 Chỉ có thành phần Prt

của Prthực hiện công

 Chọn mốc thế năng tại chân dốc B

N r

P r

n

P r

t

P r

( ) +

α

A

B O

WA =Wd A +Wt A =Wt A =m gz A (vì vA = 0)

+ Cơ năng của vật tại C:

1

+ Theo ĐLBTCN: WA =WC

⇔m gz1 A =2m gz1 C 2

2

A C

z

⇒ = =

sin sin 30

BC

α

α

Vậy, AC = AB – BC = 8 – 4 = 4m

b) Tính v B :

+ Cơ năng của vật tại B:

2 1

2

B

m v

= + = =

+ Theo ĐLBTCN:

2 1

2

B

m v

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

v

+

8,94 2,98

3

= − = − m/s

2

v

− +

+

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 vB?

- 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 v2’ Một em lên bảng áp dụng công thức

đã tìm được xác định v’

1 và v2’ Từ đó cho biết chiều chuyển động của mỗi vật?

 + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông tính zA

+ Tính cơ năng của vật tại A, tại C

+ Áp dụng định luật BTCN ⇒ zc + 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 ⇒ vB.

 + Sử dụng phương pháp động lực học + Định lí động năng: A ngl =Wd2 −Wd1

2 1

2

B t

B

P

m v

 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: , ,

m v +m v =m v +m v

+ Động năng được bảo toàn:

m v +m v = m v +m v

- HS lên bảng trình bày

vr

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 WD 0

v

⇒ = ⇒ = .

+ Cơ năng của vật tại B sau khi va chạm:

,2

W

2

B

m v

=

+ Cơ năng của vật tại D: WD = mgzD

+ Theo ĐLBTCN: WB' =WD

1

2,98

0, 44

g

Ta có: sin 0, 440 0,88

sin sin 30

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:P N Fr+ +r rms =m a1r (1)

Chiếu (1) lên trục Oy: N – P1 = 0

⇒ = =

ms

F =µN =µm g α

1

F

Ar = −F l= −µm gl α

Theo định lí biến thiên cơ năng: A Frms =W -WB'' A

,,2 1

2

B

A

m v

⇔ −2µglcosα =v B,,2−2gz A

- 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 (vD = 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, Prt

đóng vai trò là công phát động

Khi lên dốc, Prt

đóng vai trò là công cản

 Không, vì sau va chạm vận tốc của vật giảm ⇒Wđ ⇒WB 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 ⇒ zD + Dùng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông ⇒ BD

 + Áp dụng định luật II Newton ⇒N + Tính lực ma sát: Fms = Nµ

+ 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

,, 2 ( cos ) 10.2(4 0,1.8 os30 )0

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

………

………

………

………

………