Giáo án 10

- Kỹ năng : Vận dụng đượng định luật bảo toàn động lượng trong các hệ được xem làhệ kín.. Định luật bảo toàn động lượng: a/ Động lượng: - Định nghĩa Động lượng pcủa một vật là một đại l

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức : Nắm vững khái niệm hệ kín và khái niệm động lượng Nắm vững nộidung ý nghĩa và tầm quan trọng của định luật bảo toàn động lượng

- Kỹ năng : Vận dụng đượng định luật bảo toàn động lượng trong các hệ được xem làhệ kín

- Tư duy : Rèn luyện phương pháp nghiên cứu khoa học

II Đồ dùng dạy học:

Gồm 2 quả bi có khối lượng m như nhau và 1 bi có khối lượng 3m ; 1 bi ve , 1

bi thép , bộ máng và máng cát

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

1 Hệ kín:

a/ Hệ nhiều vật là hệ có từ 2 vật trở lên

b/ Hệ kín (hay hệ cô lập):

- Một hệ vật được gọi là hệ kín nếu các vật trong hệ chỉtương tác với nhau mà không tương tác với các vật ởngoài hệ

- Ví dụ : Sự tương tác 2 bi không có lực ma sát

- Trong trường hợp nổ hay va chạm, nội lực xuất hiện rấtlớn so với ngoại lực tác dụng lên vật nên có thể xem hệ

vật là hệ kín trong thời gian ngắn xảy ra hiện tượng.

* Một số hệ được xem là hệ kín :  Fnlực = 0 ( 2 bi tương tác không ma sát ) Nội lực >> Ngoại lực : Đạn nổ

( Năng lượng >> Trọng lượng đạn )

- Hệ không có ngoại lực tác dụng lên một phương thì theo phương đó hệ được xem là hệ kín

2 Các định luật bảo toàn:

a/ Định luật bảo toàn là gì?

- Định luật bảo toàn cho biết đại lượng vật lý nào của hệkín được bảo toàn

b/ Tầm quan trọng của định luật bảo toàn:

- Các định luật bảo toàn đúng cho mọi hiện tượng trongvật lý lẫn trong thế giới vô sinh, hữu sinh

3 Định luật bảo toàn động lượng:

a/ Động lượng:

- Định nghĩa Động lượng pcủa một vật là một đại lượngvectơ bằng tích khối lượng m và vận tốc v của vật ấy

- Biểu thức:

* Vectơ động lượng p:

- Điểm đặt: trên vật khảo sát

- Phương: cùng phương v

- Chiều: cùng chiều với v

- Độ lớn:

* Đơn vị: kilôgam mét trên giây (kgm/s)

* Động lượng của một hệ là tổng vectơ động lượng củacác vật trong hệ

Hệ 2 vật:

b/ Định luật bảo toàn động lượng:

- Phát biểu: “Tổng động lượng của một hệ kín được bảotoàn”

- Biểu thức:

t

p : động lượng của hệ trước tương tác

s

p : động lượng của hệ sau tương tác

- Nếu hệ kín gồm 2 vật có khối lượng m1 và m2 thì:

v là vận tốc của 2 vật sau tương tác

* Trường hợp riêng: Nếu trước tương tác 2 vật đứng yênthì: ĐLBTĐL:

* Chú ý: Định luật bảo toàn động lượng chỉ đúng trong hệ

v m

p 

v m

2 2 1 1 2

1 p m v m v p

ph       

2 2

' 1 1 2

2 1

' 1 1 2 2 1

' 2 1

2 '

1

' 2 2

' 1

0

v m

m v v

m v m

kín

4 Dạng khác của định luật II Newton:

Theo định luật II Newton: F m a

v m

là dạng khác của định luật II Newton

Với: F t: Được gọi là xung của lực p: độ biến thiên động lượng

“Độ biến thiên động lượng của vật trong một khoảng thờigian bằng xung của lực tác dụng lên vật trong khoảng thờigian ấy”

3/ Củng cố – Dặn dò:

Bài 40: ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức : Củng cố lại định luật bảo toàn

- Kỹ năng : Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải các bài toán va chạm,đạn nổ … mà ta không thể giải bằng các định luật Newton

- Tư duy : Rèn luyện việc nghiên cứu các hiện tượng Vật Lý phức tạp bằng cách khảosát các thông số trước và sau tương tác , phương pháp lấy gần đúng , đơn giản hóa bàitoán trong điều kiện cho phép

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài cũ:

3/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

1 Súng giật khi bắn:

- Xét một súng có khối lượng M có thể chuyển động trênmặt bàn nằm ngang Súng bắn ra 1 viên đạn có khốilượng m theo phương ngang với vận tốc v Tìm vận tốcgiật lùi V của súng

Giải

* Hệ súng – đạn là hệ kín

* Aùp dụng ĐLBTĐL: pt ps

Trước khi bắn: Súng – đạn đứng yên:  pt  0

Sau khi bắn: ps M Vm v

M

m V v

m V

M  0     (1)

* Từ biểu thức (1) ta có:

- Chuyển động giật lùi của súng ngược chiều với chuyểnđộng của đạn Chuyển động này gọi là chuyển động bằngphản lực

- Vận tốc của đạn càng lớn thì súng giật lùi càng mạnh

2 Đạn nổ:

Một viên đạn có khối lượng m đang bay với vận tốc v

thì nổ thành 2 mảnh có khối lượng là m1 và m2 chuyểnđộng tương ứng với vận tốc là v1 và v2

* Hệ được xem là hệ kín

III Bài toán :

Một viên đạn m = 2kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250 m/s thì nổ thành 2 mảnh có khối lượng bằng nhau Biết mảnh thứ nhất bay theo phương nằm ngang với vận tốc v 1 =

500 m/s Hỏi mảnh kia bay theo nào, vận tốc bao nhiêu ?

500 500 p

p

1 2

2     

mà p 2 = m 2 v 2  500 2

m

pv

500 p

p  

Bài 41: CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức : Biết thế nào là chuyển động bằng phản lực, nguyên tắc chuyển độngbằng phản lực, phân biệt giữa chuyển động bằng phản lực và chuyển động nhờ phảnlực

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài cũ:

3/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

1 Chuyển động bằng phản lực:

Chuyển động bằng phản lực xuất hiện do tương tácbên trong mà một bộ phận của vật tách ra khỏi vậtchuyển động theo một chiều, phần còn lại chuyển độngtheo chiều ngược lại

vd: chuyển động giật lùi khi bắn, chuyển động của động

cơ tên lửa, pháo thăng thiên

2 Các động cơ phản lực:

4/ Củng cố – Dặn dò:

Bài 42: CÔNG – CÔNG SUẤT

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức : Khái niệm Công và công suất và vận dụng công và công suất : Các đơn

vị công và công suất , giải thích được các tác dụng của hộp số xe máy

- Kỹ năng : Vận dụng Công và công suất vào các bài tập

- Tư duy : Phương pháp nghiên cứu được vận dụng một cách thuần thục với lối suynghĩ khoa học

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1 Công cơ học:

1) Định nghĩa : Công của lực F trên đoạn đường s là mộtđại lượng vật lý được đo bằng tích số giữa độ lớn lực F,quãng đường s và cosin của góc tạo bởi phương của lực vàphương dịch chuyển

2) Biểu thức

với

( , )F v

Với: F: Lực tác dụng (N)

s: Quãng đường vật di chuyển (m)

AF: Công của lực F thực hiện (N/m = J )

- Công là đại lượng vô hướng , có giá trị dương hoặc âm.3) Các trường hợp:

*  = 0 0  cos = 1  AF = F.s (Giá trị lớn nhất)

* 0 0 <  < 900  cos > 0  AF > 0 : Công phát động(vận tốc vật tăng)

* 900 <  <1800  cos < 0  AF < 0 : Công cản (vận tốcvật giảm)

*  = 1800  cos = -1  AF = - F.s ( Công cản lớn nhất)

* α =900  cosα =0 AF =0: không thực hiện công

Vì quãng đường đi phụ thuộc vào hệ quy chiếu nên giá trị của công cũng phụ thuộc vào hệ quy chiếu

2 Công suất:

1) Định nghĩa:

Công suất N là đại lượng đặc trưng cho khả năng thựchiện công nhanh hay chậm của máy, được đo bằng thươngsố giữa công A và thời gian t dùng để thực hiện công ấy

2) Biểu thức :

Với: A: công cơ học (J) t: thời gian thực hiện công A (s) N: công suất (W)

- Bội số của W: 1kW=1000W 1MW= 106W

- Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị công suất là mã lực:

N 

Hp 1Hp=736W

- Nếu N= 1kW và t=1h thì A=1kWh= 3600000J

3 Liên hệ giữa công suất và lực:

Xét trường hợp công đạt giá trị cực đại

t

s F t

4/ Củng cố – Dặn dò:

Bài 43: CÔNG CỦA TRỌNG LỰC.

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CÔNG.

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức : Tính được công của trọng lực, hiểu lực thế là gì, những loại lực nào là lực thế

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài cũ:

3/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

4 Công của trọng lực:

a/ Công của trọng lực:

* Tính công của trọng lực P khi vật có khối lượng m rơi tự

do từ độ cao h xuống độ cao h

- Lực tác dụng lên vật:

- Lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động: F=P1=Psinα

- Quãng đường vật đi được là chiều dài của mặt phẳng nghiêng: s với



sin

h

s 

- Lực P1 hợp với đường đi một góc α=00

- Công của trọng lực: AP = Psinα



sin

h

= Ph=mgh

* Công của trọng lực khi vật đi theo quỹ đạo bất kỳ:

Ta chia đường đi thành nhiều đoạn nhỏ, mỗi đoạn coi như

1 mặt phẳng nghiêng Công của trọng lực tổng cộng trên cả đoạn đường là: AP =mgh

b/ Đặc điểm:

- Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng của quỹ đạo, mà luôn luôn bằng tích của trọng lực với hiệu 2 độ cao của hai đầu quỹ đạo

Với: m:khối lượng của vật (kg) g: gia tốc rơi tự do (m/s2) h=h1-h2 h1: độ cao điểm đầu của quỹ đạo (m)

h2: độ cao điểm sau của quỹ đạo (m)

- Vật đi từ trên xuống: AP =mgh

- Vật đi từ dưới lên: AP =-mgh

- Quỹ đạo là đường cong khép kín: AP =0c/ Lực thế:

Khi nghiên cứu một số loại lực như lực đàn hồi, lực hấp

h1

h2

Ph

P  α (

A P =mgh

dẫn, lực tĩnh điện … ta thấy công của các lực này không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo của vật chịu lực, mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và vị trí điểm cuối của quỹ đạo, nếu quỹ đạo là đường cong kín thì công của chúng bằng không Những lực này gọi là lực thế

5 Định luật bảo toàn công:

“Tất cả các máy cơ học đều không làm lợi cho ta về công.Khi sử dụng máy, nếu được lợi bao nhiêu lần về lực thìthiệt bấy nhiêu lần về đường đi”

Công chỉ bảo toàn trong trường hợp lí tưởng không có masát

6 Hiệu suất: là tỉ số giữa công có ích và công toàn

phần

Với: A: công có ích

A’: công toàn phần

4/ Củng cố – Dặn dò:

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức: Nắm vững khái niện năng lượng – động năng – thế năng – định lí độngnăng

- Kỹ năng : vận dụng định lí động năng để giải quyết các bài tập động năng

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

'

A A

H 

- Cơ năng là dạng năng lượng gắn liền với chuyển động

cơ học gồm động năng và thế năng

b/ Giá trị của năng lượng:

Giá trị năng lượng của một vật hay hệ vật ở một trạngthái nào đó bằng công cực đại mà vật hay hệ vật ấy cóthể thực hiện trong quá trình biến đổi nhất định

c/ Đơn vị năng lượng: Jun (J)

8 Động năng:

a/ Định nghĩa:

Động năng của một vật là năng lượng mà vật có do nóchuyển động

b/ Biểu thức: Xét ví dụ sau:

Đẩy cho xe lăn với vận tốc v, khi dây căng ra, khúc gỗbắt đầu chuyển động, như vậy xe đã thực hiện lên khúcgỗ một công cơ học

A = - T.s (T: Lực căng dây) Mặt khác :

2T/m

v 2a

v s

2 2





m 2T

Tv A

2 2

d/ Đơn vị: Trong hệ SI:

m: khối lượng (kg)

d  , sau đó xe hãm phanh

Khi đó công thực hiện để hãm phanh: A = Fms.s

m

F2

vvF2a

vvF

1

2 2 ms

2 1

2 2 ms

2 1

2 2



A = Wđ2 – Wđ1 = W b/ Định lý: “Độ biến thiên động năng của một vật bằngtổng công của ngoại lực tác dụng lên vật”

Nếu công này là dương thì động năng tăng, nếu công nàylà âm thì động năng giảm

10 Thế năng:

a/ Định nghĩa:

Thế năng là năng lượng mà1 hệ vật (hay một vật) do cótương tác giữa các vật của hệ (các phần của vật) và phụthuộc vào vị trí tương đối của các vật ấy

b/ Biểu thức: có hai loại thế năng:

* Thế năng trọng lực: Chọn gốc thế năng là mặt đất.

Thế năng của vật ở độ cao h là:

m: khối lượng của vật (kg)g: gia tốc rơi tự do (m/s2)h: độ cao (m)

* Thế năng đàn hồi:

Wt: thế năng (J)k: độ cứng của vật đàn hồi (N/m)x: độ biến dạng (m)

c/ Định lý thế năng:

Khi vật rơi từ độ cao h1 chuyển sang độ cao h2 < h1 thìtrọng lượng thực hiện công dương

A = m.g(h1 – h2)  Wt1 – Wt2 =AP

“Độ giảm thế năng bằng tổng công của ngoại lực tácdụng lên vật”

4/ Củng cố – Dặn dò:

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức: Nắm vững nội dung định luật bảo toàn cơ năng

- Kỹ năng : vận dụng định luật bảo toàn cơ năng vào các bài tập ứng dụng

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài cũ:

3/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

11 Định luật bảo toàn cơ năng:

a/ Trường hợp trọng lực:

- Xét vật rơi tự do từ độ cao h xuống h

(Ta xem hệ: Vật và Trái Đất là một hệ kín và bỏ qua mọi

ma sát hay lực cản của môi trường)b/ Trường hợp lực đàn hồi:

Kéo giãn lò xo rồi thả ra vật sẽ dao động quanh O

- Tại điểm O: V0 lớn nhất  Wd lớn nhất nhưng Wt0 = 0

vì lò xo không biến dạng

- Tại điểm A và B: Đổi chiều chuyển động

 VA = VB = 0  WdA = WdB = 0 nhưng biến dạng cựcđại  WtA và WtB lớn nhất

Nếu không có ma sát, kết quả thí nghiệm cho :

WdO = WtA = WtB

c/ Định luật bảo toàn cơ năng tổng quát:

“Trong hệ kín, không có ma sát thì có sự biến đổi qua lạigiữa thế năng và động năng, nhưng tổng của chúng, tức là

cơ năng được bảo toàn”

Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng cho hệ kín và không ma sát : Wd + Wt = Const

12 Ứng dụng định luật bảo toàn cơ năng:

a/ Mặt phẳng nghiêng:

Một vật có khối lượng 1 kg trượt không ma sát từ đỉnhmột mặt phẳng dài 10m và nghiêng góc 300 so với mặtphẳng nằm ngang Vận tốc ban đầu bằng 0 Tính vận tốccủa vật ở cuối mặt phẳng nghiêng bằng phương phápdùng định luật bảo toàn cơ năng ( Cho g = 10 m/s2 )

b/ Con lắc đơn : ( Hình vẽ bên )

Chọn gốc thế năng tại B : hB = 0 Tại A : WtA = mghA và WdA =

2

mv2 A

Tại B : WtB = mghB và WdB =

2

mv2 B Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng : mghA +

 ghA =

2

v2

B  vB 2gh

4/ Củng cố – Dặn dò:

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức: Phát biểu chính xác định luật bảo toàn năng lượng, hiểu được hiệu suấtcủa máy trong trường hợp tổng quát

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài cũ:

3/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

13 Định luật bảo toàn năng lượng:

“Trong một hệ kín có sự chuyển hóa của năng lượng từ dạng này sang dạng khác Nhưng năng lượng tổng cộng

thì được bảo toàn”

14 Hiệu suất của máy:

Máy có nhiệm vụ biến đổi một lượng EV (năng lượng dướidạng vào) thành một lượng Er (năng lượng dưới dạng ra)luôn luôn Er < EV vì một phần Ev biến thành dạng nănglượng vô dụng khác hoặc vẫn giữ ở dạng ban đầu

E

v

r E

E

4/ Củng cố – Dặn dò:

I Mục đích – yêu cầu:

- Kiến thức: Phát biểu chính xác định luật bảo toàn năng lượng, hiểu được hiệu suấtcủa máy trong trường hợp tổng quát

- Vận dụng định luật bảo toàn năng lượng vào việc giải bài tập.

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1/ Ổn định:

2/ Bài cũ:

3/ Bài mới:

Phần làm việc của GVHS Nội dung bài ghi

15 Chuyển động của vật có ma sát trên mặt phẳng

- Aùp dụng định luật bảo toàn năng lượng:

W đầu = W sau + Af ma sát

- Bài toán: Một vật có khối lượng m = 1kg trượt khôngvận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng AB dài 10m,nghiêng góc  = 300 so với mặt phẳng ngang Hệ số masát k = 0,1 Tính vận tốc vật ở cuối mặt phẳng nghiêng

Hướng dẫn :

Vật chuyển động có ma sát , áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :

WA = WB + AFms Với AFms = - Fms S ; Fms = kmgcos300 = 0,86N  AFms =

- Va chạm mềm: sau va chạm 1 phần dộng năng củahệ biến thành nội năng (biến thành nhiệt và làmbiến dạng vật) Trong va chạm mềm định luật bảotoàn động lượng đúng

- Va chạm đàn hồi: là va chạm mà cơ năng đượcbảo toàn

- Ví dụ: một vật có khối lượng m1 chuyển động vớivận tốc v1 va vào một vật có khối lượng m2 Sau vachạm hai vật dính vào nhau và cùng chuyển độngvới vận tốc v2 So sánh động năng của hệ trước vàsau va chạm

4/ Củng cố – Dặn dò:

I Mục đích – yêu cầu:

Nắm được định luật và giải thích được cơ chế hoạt động của những thiết bị phổ biếnứng dụng định luật này

II Đồ dùng dạy học:

III Lên lớp:

1 Sự chảy ổn định của chất lỏng:

a/ Điều kiện chảy ổn định

- Vận tốc chảy nhỏ, chất lỏng chảy thành lớp chứ khôngcó xoáy

- Vận tốc ở mọi điểm của chất lỏng không đổi theo thờigian, tuy có thể khác nhau ở các đoạn khác nhau củaống

- Ma sát không đáng kể, cả ma sát với thành ống và masát giữa các lớp chất lỏng (Nội ma sát)

b/ Hệ thức liên hệ giữa vận tốc chảy với tiết diện của ống

Ta xét khối chất lỏng nằm giữa hai tiết diện S1 ở A và

S2 ở B với S1 > S2 Sau một đơn vị thời gian , khối chấtlỏng chuyển động đến vị trí A’B’ với : VAB = VA’B’ = V

Ta có V = S1.v1 = S2.v2 Vậy trong sự chảy ổn định , vận tốc của chất lỏng, tỷlệ nghịch với tiết diện của ống

2

2

v

 : Áp suất động: do vận tốc của chất lỏng gây

ra, đơn vị Pa (Pascal)b/ Hệ quả:

-Ở chổ hẹp vận tốc lớn  áp suất tĩnh giảm

c/ Ống Pitô:

Các ống áp kế dùng để đo áp suất tĩnh thì miệng ốngphải song song với dòng chảy để loại bỏ ảnh hưởng củaáp suất động

Nếu miệng ống vuông góc với dòng chảy thì đo được áp

1

2 2

1

S

S v

v



const v

p  2

2

