Giáo án Vật lý 10 - Chủ đề I: Tỉnh học vật rắn

CHỦ ĐỀ I: TỈNH HỌC VẬT RẮN - 1 TIẾT
I. Mục Tiêu
1. Kiến thức
Cũng cố lại các kiến thức:
- ĐKCB của vật rắn dưới tác dụng của 2, 3 lực không song song, cân bằng của vật rắn có trục quay cố định.
- Nắm được phương pháp giải bài toán băng cách áp dụng điều kiện cân băng tổng quát.
2. Kĩ năng
Vận dụng các kiến thức về điều kiện cân bằng của vật rắn để giải các bài tập liên quan.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên 
Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm và một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh 
Ôn lại các kiến thức như phần mục tiêu.
III. Hoạt động dạy học 
1. Ổn định lớp 
2. Kiểm tra bài cũ: phát phiếu trắc nghiệm.
3. Bài mới 
HOẠT ĐỘNG DẠY
HOẠT ĐỘNG HỌC
Hoạt động 1. Hướng dẫn học sinh vận dụng ĐKCB của vật rắn dưới tác dụng của 2, 3 lực không song song để tìm lực căng và lực đàn hồi.
Nêu đề bài tập
Một giá treo như hình vẽ gồm: 
Thanh AB= 1m,tựa vào tường ở điểm A. Dây BC= 0,6m nằm ngang.treo vào đầu B 1 vật nặng m= 1kg. Tính độ lớn của lực đàn hôi F xuất hiện trên thanh AB và lực căng của dây BC khi giá treo cân bằng. Lấy g = 9,8m/s2, bỏ qua khối lượng của thanh và dây.
- Trên cơ sở các em đã nắm đườc phương pháp giải ở các tiết bài tập, yêu cầu học sinh nhắc lại phuơng pháp đó.
- Y/C 1 học sinh lên bảng biểu diễn các lực tác dụng lên giá.
- Khi nào thì vật rắn cân băng?
- Y/C 2 học sinh lên bảng, mỗi em tiến hành giải theo 1 cách. 
m
C
A
B
Tìm hiểu đề bài và thảo luận nhóm để tìm lời giải.
 - Nhắc lại phương pháp giải:
 + Phương pháp đại số.
 + Phương pháp hình học.
- Biểu diễn các lực như hình.
- Áp dụng ĐKCB lực
 ++=
T= 7,35 N và F= 12,5 N
Hoạt động 2. HDHS vận dụng ĐKCB của vật rắn có trục quay cố định để giải bài tập.
- Nêu đề bài : bài 3.14 SBT nâng cao.
-Y/C học sinh thảo luận để tìm ra các lực tác dụng lên thanh.
- Y/C 1 học sinh biểu diễn cáclực tác dụng lên vật.
- Với điều kiện nào thì vật rắn có trục quay cố định cân bằng?
- Momen của các lực nào làm cho thanh quay theo chiều kim đồng hồ, và ngược lại?
- Hãy áp dụng điều đó để tìm số chỉ của lực kế.
M
A
G
N
B
- Tìm hiểu đề và thảo luận để tìm lời giải.
- Sau khi thảo luận cả lớp thống nhất có các lực sau: trọng lực của thanh, trọng lực , của các quả nặng, lực của lò so và phản lực của dao.
- Do vật không quay nên ta có:
 M(P1/A) + M(P2/A) + M(P/A) = M(F/A)
P1.MA + P2.NA + P.GA = F.BA
F = 
F = 3,1 N
Hoạt động 3. HDHS áp dụng ĐKCB tổng quát để giải bài tập.
Nêu đề bài: Một thanh dồng chất trọng lượng P = 20N chiều dài l. Đầu A của thanh có thể qua quanh mọt trục nằm ngang của mọt bức tường. Đầu kia của thanh được treo vào tường bằng một sợi dây không dãn. Dây làm với thanh một goc 300để thnah nằm ngang.( hình)
a. tính lực cang T của dây.
b. Tính phản lực N của tường lên thanh.
- Có các lực nào tác dụng lên thanh?
- Hãy biểu diễn các lực dó lên hinh vẽ.
- Hướng dẫn học sinh vẽ phnr lực .
- Áp dụng ĐKCB của vật rắn có trục quay cố định để tìm T.
- Áp dụng ĐKCB về lực để tìm N.
- Chiếu lên hai phương để tìm thành phần Nx và Ny N = 
C
A
B
Tìm hiểu đề bài.
- Biểu diễn các lực như hình.
- Áp dụng ĐKCB của vật rắn có trục quay cố định .
T..sin - P. = 0
T = = 20N.
- Áp dụng ĐKCB về lực.
- Chiếu lên các phương 
 Nx – T.cos = 0
 Ny + T.sin - P = 0
Thay các giá trị vào ta được: Nx = 17,32N, Ny = 10N.
 N = = = 20N.
Hoạt động 4. Cũng cố và dặn dò
 Về nhà xem lại các bài tập đã giải và là thêm các bài tập trong SBT.
IV. Rút kinh nghiệm
CHỦ ĐỀ 2. GIẢI BÀI TOÁN CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC VẬT 
BẰNG CÁCH DÙNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
( 3 TIẾT )
TIẾT 1. ĐÔNG LƯỢNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 
I. Mục Tiêu
1. Kiến thức
Cũng cố lại các kiến thức:
- Động lượng và đơn vị của động lượng.
- Định lực bảo toàn đọng lượng.
2. Kĩ năng
Vận dụng ĐLBT động lượng để xác định vân tốc của vật trong hệ.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên 
Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm và một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh 
Ôn lại các kiến thức như phần mục tiêu.
III. Hoạt động dạy học 
1. Ổn định lớp 
2. Kiểm tra bài cũ: phát phiếu trắc nghiệm.
3. Bài mới 
HOẠT ĐỘNG DẠY
HOẠT ĐỘNG HỌC
Hoạt động 1. Tìm động lượng của hệ.
- Nêu đề bài : bài tập số 3 SGK vật lý nâng cao.
- Động lượng được xác định như thế nào? Phương chiều cảu đông lượng phụ thuộc vào yếu tố nào?
- Động lượng của một hệ được xác địng như thế nào?
* Lưu ý: đây là một tổng vecto nên các phép tính phải phù hợp với các tính chất vecto.
- Khi hệ có hai vật ta có các trường hợp đăc biệt sau:
 +cùng phương, cùng chiều.
 +cùng phương, ngược chiều.
 + vuông góc với .
 + , hợp với nhau một góc 
- Y/c 4 học sinh lên bảng giải 4 trường hợp.
- Tìm hiêu đề bài.
- 
Phương chiều của động lượng phụ thuộc vào phương chiều của vecto vân tốc.
- Động lượng của hệ 
-Ghi nhân các trường hợp đặc biệt.
- Tiến hành giải.
a. cùng hướng. 
, cùng hướng.
P = P1 + P2 = 6 N.s.
b.cùng phương, ngược huớng.
, cùng phương, ngược hướng.
P = P1 - P2 = 0 N.s.
c.vuông góc với nhau.
,vuông góc với nhau.
= 3. N.s
Hoạt động 2. Tìm vân tốc của vật bằng cách áp dụng định luật bảo toàn động lượng.
* Trường hợp cùng phương
- Nêu đề bài : bài số 6 SGK nâng cao.
- Nêu phương pháp chung :
 + Xác định hệ kín.
 + Thiết lập định luật bảo toàn động lượng dưới dạng vecto.
 + Chọn truớc một chiều dương của chuyển động.
 + tiến hành giải phương trình, căn cứ vào dấu của vận tốc mà có kết luận về chiều chuyển động của vẩttong hệ trước và sau tương tác,
- Tìm hiểu đề bài.
- Tiếp thu phượng pháp giải chung.
- Tiến hành giải
 + Hệ hai vật bi thép và bi thủy tinh là hệ kín.
 + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng
 + Chọn chiều dương là chiều chuyển động của bi thép trước tương tác.
Và 
* Trường hợp không cùng phương
- Nêu đề bài: bài 4.8.a SBT nâng cao.
* Lưu ý: đạn và xe chuyển động theo hai phương khác nhau, nên ta phải chon một phương nào đó để xét, cụ thể là trong bài này ta có thể chon phương xe chạy.
- Tìm hiểu đề bài--.
- Giải tương tụ như bài số 6 SGK.
- Tiến hành giải 
 + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng 
 + Chọn phương,chiều là phương và chiều của xe.
Hoạt dông 3. Tìm khối lượng của vật bằng cách áp dụng định luật bảo toànđộng lượng.
- Nêu bài tâp: Bài 4.7 SBT nâng cao.
- Y/c học sinh lên bảng giải
-Tìm hiểu đề và thảo luận tìm phương pháp giải.
- Tiến hành giải
 + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng 
 + Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hạt proton.
Hoạt động 4. Cũng cố và dặn dò
 Xem lại các bài tập vừa giải và làm thêm các bài tập trong SBT.
IV. Rút kinh nghiệm
TIẾT 2 – 3. CƠ NĂNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I. Mục Tiêu
1. Kiến thức
Cũng cố lại các kiến thức:
- Động năng và định lý động năng.
- Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi.
- Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng.
2. Kĩ năng
Vận dụng các kiến thức trên để giải các bài tập liên quan.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên 
Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm và một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh 
Ôn lại các kiến thức như phần mục tiêu.
III. Hoạt động dạy học 
1. Ổn định lớp 
2. Kiểm tra bài cũ: phát phiếu trắc nghiệm.
3. Bài mới ( tiết 1)
HOẠT ĐỘNG DẠY
HOẠT ĐỘNG HỌC
Hoạt động 1. hướng dẫn học sinh sử dụng định lý đông năng giải bài tập.
- Nêu đề bài: bài tập 4.28 SGK 
- Y/c học sinh lên bảng tóm tắt đề.
- Y/c 1 học sinh xác định động năng của ôtô.
- Một học sinh khác xác định độ biến thiên của động năngtrong quá trình hãm phanh.
- Áp dụng định lý động năng để tìm lực hãm.
- Tìm hiểu đề bài và thảo luận để tìm lời giải.
- Tóm tắt đề.
Wđ = m. = 450 kJ
Wđ = Wđ2 – Wđ1 = - 400 kJ
Động năng giảm
- Áp dụng định lý động năng
Wđ = A = F.s
 F = = - 5000 N
Dấu “ – “ cho biết lực F là lực hãm. 
Wt1
Z0
Z
Wt2
Z2
Wt0
Z1
Hoạt động 2. hướng dẫn học sinh vận dung định luật bảo toàn cơ năng và định lý thế năng để giải bài tập.
- Nêu đề bài: bài số 4.34 SBT nâng cao.
- Độ cao h chính là quãng đường xãy ra sự giảm thế năng từ Wt1 cho đến Wt2. Đồng thời quãng đường mà vật đi được này là do công của trong lực thực hiện.
- h = z1 – z2
- Đọ giảm thế năng liên hệ với độ giảm thế năng như thê nào?
- Tìm hiểu đề bài và thảo luận 
- Độ giảm thế năng 
Wt = Wt1 –Wt2
- Mà Wt = A12
 P.h = Wt1 –Wt2
- Gốc thế năng tương ứng với thế năng bằng không Wt0 = 0
- Nếu gọi v1 là vận tốc của vật ứng với gốc thế năng Wt1 v1 = 0.
 W1 = Wt1 
v0 là vận tốc ứng với vị trí vật có thế năng bằng không W0 = Wđ0
 Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng v0
- Tương tự: 
A02 = Wt0 –Wt2
 A02 = –Wt2 = 900 J
h0 = = 30,6 m
Vậy vị trí ứng với gốc thế năng đã chọn cao hơn mặt đất 30,6 m.
- Ta có W1 = Wt1 
 W0 = Wđ0
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng 
 W1 = W0
Wt1 = 
 = 18,25 m/s
Tiết 2. 
Hoạt động 3. áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm vân tốc của vật trượt trên máng nghiêng.
- Nêu đề bài: bài 4.51 SBT nâng cao.
- Định luật BTCN được vận dung trong trường hợp nào? 
- Trong bài này có thể áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đựợc không? Tại sao?
- Y/c 1 học sinh xác định cơ năng tại vị trí xuất phát.
- Y/c 1 học sinh xác định cơ năng tại chân dốc.
- Y/c 1 học sinh áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để xác định vận tốc của vật ở chân dốc.
- Tìm hiểu đề bài và thảo luận để tìm cách giải.
- Vật chuyển động trong trường lực thế.
- Trong bài này ta có thể áp dụng định luật bảo toàn cơ năng. Vì không có lực ma sát và phản lực thì không sinh công, chỉ có trong lực sinh công, mà trong lực lại là lực thế.
- Tiến hành giải
 + Cơ năng tại vị trí xuất phát
 Wđ1 = 0, Wt1 = 
 W1 = Wt1 +Wđ1 = . (1)
 + Cơ năng tại chân dốc.
 Wđ2 = , Wt2 = 0.
 W2 = Wt2 +Wđ2 = (2)
 +Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng 
 W1 = W2
 = 
 = 4,4 m/s
Hoạt động 4. áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm điều kiện để vật không rơi khỏi quỹ đạo.
- Nêu đề bài: Bài tập 4.53 SBT nâng cao.
- Y/c học sinh phân tích các lực tác dụng lên vật khi nó ở tại điểm B.
- Y/c 1học sinh khác lên bảng biểu diễn các lực vừa nêu.
- khi chuyển động trên vành thì vật sẽ tác dụng lên vành một lực, ta gọi là áp lực, muốn cho vật không rời khỏi vành thì áp lực phải lớn hơn hoặc bằng 0.
- Mặt khác, .
- Áp dụng định luật II Niuton để tìm .
- Muốn tìm vận tốc của vật tại điểm B ta làm cách nào? 
- Thay (2) vào (1) ta sẽ tìm được H.
- Tìm hiểu đề bài.
- Có hai lực tác dụng vào vật khi nó ở tại điểm B: trong lực và phản lực .
- Biểu diễn như hình.
B
R
H
- Tiến hành giải
 + ĐK để vật không rời khỏi quỹ đạo , mà .
 + Áp dụng định luật II Niuton.
 (1)
Mặt khác, theo ĐLBTCN ta có:
 ,
 (2)
Thay( 2) vào (1) ta được:
Vậy để cho vật không rời khỏi quỹ đạo thì tối thiểu .
Hoạt động 5. Cũng cố và dặn dò.
Xem lại các bài tập vừa giải và làm thêm các bài tập trong SBT.
IV.Rút kinh nghiệm
CHỦ ĐỀ 3. CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM
 PHƯƠNG TRÌNH TRANG THÁI KHÍ LÝ TUỞNG
( 1 tiết )
I. Mục Tiêu
1. Kiến thức
Cũng cố lại các kiến thức:
- Định luật Boilơ – Mariot, ĐL Saclơ, ĐL Gayluyxac. 
- Phương trình trạng thái khí lý tưởng.
- Phương trình Claperon – Mendeleep.
2. Kĩ năng
 - Xác định được các thông số trạng thái của một lượng khí khi biết được các thông số ban đầu và quá trình biến đôitrang thái.
 - Vâận dung phương trình Claperon – Mendeleep để giải các bài toán mà lượng khí thay đổi.
II. Chuẩn bị
1. giáo viên 
Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm và một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh 
Ôn lại các kiến thức như phần mục tiêu.
III. Hoạt động dạy học 
1. Ổn định lớp 
2. Kiểm tra bài cũ: phát phiếu trắc nghiệm.
3. Bài mới 
HOẠT ĐỘNG DẠY
HOẠT ĐỘNG HỌC
Hoạt động 1. HDHS vận dụng các định luật thực nghiệm để xác định các thông số trạng thái của một khối khí.
- Nêu đề bài: 
 Khi nung nóng một lượng khí lên 300C mà vẫn giữ nguyên áp suất, thì thể tích tăng thêm 1/10 thể tích ban đầu. tìm nhiệt độ ban đầu của lượng khí.
- Y/c học sinh xác định các thông số trong hai trạng thái 1 và 2.
- Trong bài này thông số trạng thái nào không đổi?
- Để tìm T1 ta áp dụng định luật thực nghiệm nào? 
- Tìm hiểu đề bài,
Trang thái 1
Trang thái 2
T1 = ?
V1 = V
T2 = 30 + 273 = 303 K
V2 = V + V/10
- Áp suất không đổi. Quá trình đẵng áp
- Áp dụng định luật Gayluyxac.
- Tiến hành giải
 + Do quá trình đẵng áp nên áp dụng định luật Gayluyxac.
 + Ta có : 
Hoạt động 2. DHHS tìm các thông số trạng thái băng cách vận dụng PTTT.
- Nêu bài tập: bài 6j15 SBT nâng cao.
- Y/c học sinh xác đinh các thông số ở hai trạng thái.
- Áp dung phương trình trang thái tìm V2 . 
- Tính độ biến thiên thể tích.
- Tìm hiểu đề bài.
- Xác định các thông số ở hai trạng thái
Trạng thái 1
Trạng thái 2
V1 = 2,5 l
T1 = 200C = 293 K
P1 = 99,75.103 Pa
T1 = 278 K
P2 = 2.105 Pa
V2 = ?
- Áp dụng PTTTkhí lý tưởng.
Hoạt động 3. HDHS sử dụng phương trình Claperon – Mendeleep để giải các bài tập mà khối lượng khí thay đổi.
- Nêu đề bài tập: 
 Một căn phòng dung tích 30m3 có nhiệt độ tăng từ 170C đến 270C. Tính độ biến thiên khối lương của khí trong phòng, cho biết áp suất của khí quyển là 1at và khối lượng mol của không khí là 29g/mol.
* Lưu ý: trong bài này thì khối lượng khí có sự thay đổi nên ta không thể áp dụng các ĐLTN hay PTTT để giải. Để giải các bài tập thuộc dạng này ta sẽ áp dung phương trình Claperon – Mendeleep để giải.
- Y/c học sinh liệt kê các thông số ở hai trạng thái.
- Tìm hiểu đề và thảo luận để tìm lời giải.
Trạng thái 1
Trạng thái 2
V1 = 30 m3 = 3.104 l
P1 = P = 1at
T1= 290 0K
V2 = V1= V
P2 = P = 1at
T2 = 3000K
- Tiến hành giải
 + Áp dụng phương trình 
Claperon – Mendeleep cho trạng thái 1
 +Áp dụng phương trình 
Claperon – Mendeleep cho trạng thái 2
 +Độ biến thiên khối lượng khí trong bình.
Hoạt động 4. cũng cố và dặn dò 
Về nhà xem lại các bài tập đã giải và là thêm các bài tập trong SBT.
IV. Rút kinh nghiệm
CHỦ ĐỀ 4. CÁC THỂ RẮN, LỎNG, KHÍ
SỰ CHUYỂN THỂ
(1 tiết)
I. Mục Tiêu
1. Kiến thức
Cũng cố lại các kiến thức:
- Định luật Hook đối với biến dạng của vật rắn.
- Mối liên hệ giữa sự nở dài và nở khối với nhiệt độ.
- Hiện tượng mao dẫn, hiện tượng dính ướt và không dính ướt.
2. Kĩ năng
- Giải các bài tập đơn giản về biến dạng của vật rắn.
- Giải các bài tập về sự nở dài và nở khối của vật rắn.
- Tính được độ cao của cột chất lỏng.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên 
Biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm và một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh 
Ôn lại các kiến thức như phần mục tiêu.
III. Hoạt động dạy học 
1. Ổn định lớp 
2. Kiểm tra bài cũ: phát phiếu trắc nghiệm.
3. Bài mới 
HOẠT ĐỘNG DẠY
HOẠT ĐỘNG HỌC
Hoạt động 1. HDHS giải bài toán về sự biến dạng của vật rắn.
- Nêu đề bài
1. Phải treo một vật có khối lượng băng bao nhiêu vào một lò xo có hệ số đàn hồi k = 250N/m để dãn ra . Lấy g = 10m/s2.
2. Một sợi dây băng đồng thau dài 1,8m, có đường kính 0,8m. Khi bị kéo bằng một lực 25N thì dây dãn ra một đoạn bằng 1mm. Xác định suất Youngcủa đồng thau.
- Vật chịu tác dụng của bao nhiêu lực \?
- ĐKCB của vật rắn là gì?
- Tương tự.
- Tìm hiểu đề.
1.Tìm khối lượng 
- Vật m chịu tác dung của hai lực 
- Ở trạng thái cân bằng 
 Với P = mg và 
2. Tìm suất Young 
- Ở trạng thái cân bằng 
Mà Fdh = với 
Nên 
Hoạt động 2. HDHS giải bài toán về sự nở về nhiệt.
1. Một cía thước bằng thaou dài 1m ở 00C. Tính chiêu fdài của thước này ở 200C. Biết hệ số nở dài.
2. Một thanh ray dài 10m được lắp trên đường sắt ở nhiệt độ 200C. Phải để hở một khe ở đầu thanh ray với bề rộng là bao nhiêu, nếu thanh ray nómg đến 50oCthì vẫn đủ chổ cho thanh ray dãn ra. Hệ số nở dài của săt làm thanh ray là.
Hoạt động 3. HDHS giải bài toán về hiên tượng mao dẫn.
Nước dâng kên trong ống mao dẫn 146mm, còn rượu thì dâng lên 55mm. Biết khối lượng riêng của rượu là 800 kg/m3 và suất căng mặt ngoài của nước là 0.0775 N/m.Tính suất căng mặt ngoài của rượu. Rượu và nước đều dính ướt hoàn toàn thành ống.
Hoạt động 4. cũng cố và dặn dò.
Về nhà xem lại các bài tập đã giải và là thêm các bài tập trong SBT.
IV. Rút kinh nghiệm