Định Luật Bảo Toàn Động Lượng Của Hệ Cô Lập:

các vật chuyển theo các phương khác nhau định luật bảo toàn vẫn nghiệm đúng.

Vậy, vécto động lượng của một hệ cô

lập là một đại lượng bảo toàn.

Vận dụng định luật, củng cố bài học.

Hoạt động của giáo viên

a) Vận dụng định luật

Hoạt động của học sinh

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà

NộNi êu vấn đề: Định luật bảo toàn

động lượng có rất nhiều ứng dụng

trong thực tế. Các ứng dụng quan

trọng là giải các bài toán va chạm ,

làm cơ sở cho nguyên tắc chuyển

động bằng phản lực.

Bài toán hai vật xét trong phần thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo

toàn động lượng ở trên chính là

một ví dụ về va chạm mềm:

“Một vật có khối lượng m1 chuyển

HS : Áp dụng định luật bảo toàn

vật (m ,m ):

động lượng cho hệ cô lập gồm hai

1v1 1 2

động với vận tốc

r trên mặt phẳng 1 2

ngang nhẵn, đến va chạm với vật

m r  (m

 m )V

có khối lượng m2 đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào và cùng

�V 

m1  m2

chuyển động với vận tốc v .Xác

định vận tốc v ”.

Giới thiệu : Chuyển động của tên lửa là chuyển động của vật có khối lượng thay đổi (giảm đi trong quá trình chuyển động).

O Giải thích nguyên tắc hoạt động của tên lửa? Nguyên tắc chuyển động của tên lửa có khác với nguyên tắc chuyển động của diều không ?

HS: Nguyên tắc hoạt động của diều là nhờ lực nâng của không khí tác dụng lên diều, còn tên lửa bay lên được là bằng phản lực của nó.

Giả sử ban đầu tên lửa đứng

yên. Sau khi lượng khí khối lượng

m phụt ra phía sau với vận tốc v ,

thì tên lửa khối lượng M chuyển

HS: Có, do trong khoảng không

đDộoãnngTvhớịiTvhậảno tAốnchV– L. ớp B K54 – Khoa Vgậiat nlí

vũ trụ, lực hút bởi các thiên 51

O Hệ tên lửa có phải là hệ

cô lập

thể

tác dụng lên tên lửa rất nhỏ

không?

I. Động lượng :

1. Xung lượng của lực:

Nội dung ghi bảng

Định nghĩa: Xung lượng của lực

r trong khoảng thời gian t

bằng tích

của lực r tác dụng lên một vật và khoảng thời gian

Đơn vị xung lượng của lực là N.s.

2.Động lượng:

a) Khái niệm động lượng:

t ấy.

Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v

là đại lượng được xác định bằng công thức :

p  mv .

Động lượng là một vécto cùng hướng với vận tốc của vật.

Đơn vị của động lượng là kg.m/s.

b) Cách diễn đạt khác của định luật II Newton.

Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.

r r

Ý nghĩa: Lực đủ

p  F t

mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian

hữu hạn thì có thể gây biến thiên động lượng.

II. Định luật bảo toàn động lượng.

1. Hệ cô lập:

Hệ cô lập là hệ gồm nhiều vật :

Hệ không có ngoại lực tác dụng.

Ví dụ: Tên lửa chuyển động trong khoảng không gian vũ trụ xa các hành tinh.

Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng các ngoại lực đó cân bằng nhau.

Ví dụ: vật chuyển động trên đệm khí, hệ phẳng ngang không ma sát.

vật chuyển động trên mặt

2. Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập:

Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.

pr  pr

 ...  pr

 pr  ...

1trc r2trc r 1sau 2 sau r r

hay : m1v1trc  m2v2trc  ...  m1v1sau  m2v2 sau  ...

r r

3. Va chạm mềm:

v2  0

Bài toán: Vật 1: m1, r Vật 2: m2, r

Bỏ qua ma sát trên mặt phẳng ngang.

v1 V

m1 m2

Sau va chạm hai vật dính vào nhau cùng chuyển động với vận tốc r

Tính r

Giải

Hệ hai vật là hệ cô lập. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

1v1 1 2

m r  (m  m )V

�V 

1v1

m1  m2

Va chạm trên đây của hai vật là va chạm mềm.

4. Chuyển động bằng phản lực:

Gọi m, v là khối lượng, vận tốc của khí phụt ra sau.

M,V là khối lượng, vận tốc chuyến động của tên lửa. Hệ tên lửa là hệ cô lập.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

r r

mv  MV  0

�V   v.

Vậy tên lửa chuyển động ngược chiều với khí phụt ra.

2.3. THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC BÀI “ THẾ NĂNG”.

2.3.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức:

a) Các câu hỏi cơ bản và kết luận tương ứng cần xây dựng:

Câu hỏi 1: Thế năng trọng trường của một vật ở một độ cao z so với mặt đất được xác định như thế nào ? (có mối liên hệ gì với độ cao?).

Kết luận: Thế năng trọng trường của một vật ở một độ cao z so với

mặt đất là dạng năng lượng tương tác giữa Trái đất và vật , được tính bằng công của trọng lực tác dụng lên vật khi vật rơi từ độ cao z xuống mặt đất.

Biểu thức: Wt= mgz.

Câu hỏi 2: Giữa độ biến thiên thế năng trọng trường và công của trọng lực có mối liên hệ như thế nào?

Kết luận: Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng độ biến thiên thế năng trọng trường tại M và N.

Biểu thức :

A = W tM –WtN =  Wt.

A > 0: Thế năng giảm. A < 0 : Thế năng tăng.

Câu hỏi 3: Thế năng đàn hồi của lò xo khi lò xo bị biến dạng một

đoạn l được xác định như thế nào? (có mối liên hệ gì với độ biến dạng?)

Kết luận: Thế năng đàn hồi của lò xo khi lò xo bị biến dạng là năng lượng của lò xo có khi bị biến dạng, được tính bằng công của lực đàn hồi tác dụng lên lò xo khi đưa nó từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng.

W  1k (l)2 t 2

Thế năng trọng trường của một vật (búa máy) ở độ cao z so với mặt đất được xác định như thế nào ? (có mối liên hệ gì với độ cao của vật?)

đồ tiến trình xây dựng kiến thức:

Đơn vị kiến thức 1: Khái niệm thế năng trọng trường.

Xác định công của trọng lực tác dụng lên búa làm cho búa dịch chuyển một đoạn đường từ độ cao z xuống mặt đất.

Từ đó xác định thế năng của búa ở độ cao z so với mặt

b) Sơ

đấMt.ột búa máy đang ở độ cao z dưới tác dụng của trọng lực rơi xuống đất có khả năng sinh công (làm lún cọc), búa máy ở

trường.

Búa máy ở độ cao càng lớn, khi rơi trọng lực sinh công càng lón, do đó khả năng sinh công của búa máy càng lớn (cọc lún

n Thị Thảo Anh – Lớp B K54 – Khoa Vật lí

đCộôncgaomđàótrọdựng tlrựữc ntáăcngdụlưngợnlêgn dbưúớa imdáạynlgàmthbếúanădnịcgh trọng chuyển từ độ cao z xuống mặt đất:

A = P. z .cos 00 = mgz.

Công A được định nghĩa là thế năng trọng trường của búa khi ở độ cao z.

Doã

Thế năng trọng trường của một vật ở một độ cao z so với mặt

đất là dạng năng lượng tương tác giữa Trái đất và vật, được tính bằng công của trọng lực tác dụng lên vật khi vật rơi từ độ

cao z xuống mặt đất.

Biểu thức: W = mgz.

Thế

năng trọng trường của vật

ở độ

cao z bằng công của

trọng lực tác dụng lên vật khi vật dịch chuyển từ độ cao z xuống mặt đất.

Thế năng trọng trường của vật có thể thay đổi.

Giữa độ biến thiên thế năng trọng trường và công của trọng lực có mối liên hệ như thế nào?

Xác định thế năng của vật có khối lượng m tại hai vị trí

Đơn vị kiến thức 2: Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công

ng lực.

M và N có độ cao lần lượt là z và z .

Xác định công của trọng lực làm dịch chuyển vật từ vị trí M đến vị trí N trong trọng trường.

Tìm mối quan hệ giữa công của trọng lực tác dụng lên vật và hiệu thế năng của vật khi vật dịch chuyển vị trí M đến vị trí N trong trọng trường.

của

trọ

tM M tN N

Thế năng của vật ở vị trí M và N lần lượt là: W = mgz ; W = mgz

p M N

Công của trọng lực thực hiện làm vật dịch chuyển từ vị trí M đến vị trí N là: A = P.S cos00= mg(z z ).

tM tN M M N)

Mặt khác: = W – W = mgz = mg( z z . Do vậy: = A .

oãn Thị Thảo Anh – Lớp B K54 – Khoa Vật lí

Độ biến thiên thế năng trọng trường của vật tại vị trí M đến vị trí N bằng công của trọng lực làm vật dịch chuyển từ vị trí M đến vị trí N trong trọng trường.

Biểu thức: = A .