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.[r]
Trang 1BÀI 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: Phe truoc Phe sau
2 Định lí động năng
- Điều kiện áp dụng: cho mọi trường hợp
- Biểu thức: A ngl Wd2 Wd1
1 1
2 2
ms
3 Độ giảm thế năng
- Điều kiện áp dụng: cho lực thế (trọng lực, lực đàn
hồi…)
- Chọn gốc thế năng
- Biểu thức:
ê W1 W2
th
A P mgz1mgz2
2 2
dh F
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
Lop10.com
Trang 2- Điều kiện áp dụng: cho vật chuyển động chỉ dưới tác
dụng của lực thế
- Chọn mốc thế năng
- Biểu thức: W1W2
Wd1Wt1 Wd2 Wt2
5 Biến thiên cơ năng
- Điều kiện áp dụng: vật chuyển động còn chịu tác
dụng của lực không thế (F F c, ms )
- Biểu thức: A F không êth W2W1
W2 W1
ms
A A
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 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 W 0
B t
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
+ 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 (lực thế) nên ta có thể áp P
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 , phản lực P N giữa mặt dốc và vật
Chỉ có thành phần của thực hiện Pt P
công
Chọn mốc thế năng tại chân dốc B
N
P
n
P P t
( )
α
A
B O
Trang 3(vì vA = 0) 1
WA Wd AWt A Wt A m gz A
+ 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
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
m v
+ Theo ĐLBTCN:
2 1
1 2 2.10.4 8,94 /
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
( ) 2
v
8,94 2,98m/s
3
2
3 3
v
2.8,94 5,96m/s
3
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:
2 1
W sin
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: , ,
1 1 2 2 1 1 2 2
m v m v m v m v
+ Động năng được bảo toàn:
1 1 2 2 1 1 2 2
- HS lên bảng trình bày
Lop10.com
Trang 4với vận tốc 5,96m/s.
1
v
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 ' 1 1
W
2
B
m v
+ Cơ năng của vật tại D: WD = mgzD
+ Theo ĐLBTCN: WB' WD
1
2,98
0, 44
2 D D 2 2.10
g
Ta có: sin 0, 440 0,88
sin sin 30
s
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 F ms m a1 (1)
Chiếu (1) lên trục Oy: N – P1 = 0
1 1 cos
N P m g
1 cos
ms
F N m g
1
F
A F l m gl
Theo định lí biến thiên cơ năng: W -W''
F
,,2 1
2
B
A
m v
2 glcos v B,,22gz 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, đóng vai trò là công Pt
phát động
Khi lên dốc, đóng vai trò là công cản.Pt
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 = N
+ Áp dụng định lí biến thiên cơ năng ,,
B
v
ms
F ( )
y
x
N
P
n
P P t
α
A
B O
Trang 5,, 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
………
………
………
………
………
Lop10.com