Giáo án Vật lý - Chủ đề 3: Giải các bài toán chuyển động của các vật bằng cách dùng các định luật bảo toàn

Chủ đề 3 –nâng cao
Giải các bài toán chuyển động của các vật bằng cách dùng các định luật bảo toàn
Bài 10 
Động lượng - Định l;uật bảo toàn động lượng 
I/ Mục tiêu 
1. Kiến thức .
- Viết được công thức tính động lượng và đơn vị đo của động lượng . 
- Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng và viết được hệ thức của định luật đối với hệ kín gồm hai vật .
2. Kĩ năng :
Nêu được đặc điểm chung và giải được các bài toán xác định vận tốc của các vật trong hệ bằng định luật bảo toàn động lượng .
II/ Chuẩn bị 
GV: chuẩn bị 4 bài tập và hướng dẫn giải .
HS : ôn tập lại các kiến thức : động lượng của 1 vật , động lượng của hệ vật , đơn vị động lượng , định luật bảo toàn động lượng , nguyển tắc chuyển động bằng phản lực , hệ thức liên hệ giữ lực và động lượng .
Tiết 1 :
III/ Hoạt động dạy và học .
Hoạt động 1 - Ôn lại kiến thức cũ ;
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
GV :nêu câu hỏi :
O. Động lượng của vật là gì ?Biểu thức , đơn vị ?
O. Động lượng của một hệ vật được xác định như thế nào ?
O. Phát biểu nội dung của định luật baot toàn động lượng ?
O > Độ biến thiên động lượng của vật liên hệ gì với lực tác dụng ?
- HS trả lời theo câu hỏi của giáo viên 
HS nêu :- Xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng
- Nhận xét câu trả lừoi của bạn .
Hoạt động 2 _ Các bước giải bài toán bằng định luật bảo toàn động lượng .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
-Phương pháp giải :Nêu như SGK 
- HS tiếp thu và ghe phân tích từng bước .
Hoạt động 3 : Giải bài tập 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của học sinh .
GV: Hướng dẫn học sinh làm các bài tập sau:
Bài 1:
Tìm tổng động lượng của hệ hai vật có khối lượng m1=1,5kg và m2=0,5kg chuyển động với vận tốc v1=2m/s và v2=6m/s trong trường hợp hai vận tốc :
a) Cùng chiều 
b) Ngược chiều 
c) vuông góc 
d) Hợp với nhau một góc 1200.
Bìa 2 : Đứng trên một xe lăn đang nằm yên , một người nặng 56kg ném một quả bóng 0,8kg theo phương ngang về phía sau với vận tốc 4m/s . Kết quả xe và người cùng chuyển động về phía trước với vận tốc 5cm/s . Tìm khối lượng của xe . Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt đường .
- HS làm baìo tập theo hướng dẫn của GV 
Hoạt động 4: Tổng kết bài .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Giải đáp thắc mắc cho hs 
- Những yêu cầu cho tiết sau .
- HS tiếp thu ý kiến 
Tiết 2 : (tiếp )
Hoạt động 1: Làm bài tập
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Bài 3: Một tên lửa 500kg đang chuyển động với vận tốc 200m/s thì tách thành 2 phần . Phần bị tách có khối lượng 200kg chuyển động ra sau với vạn tốc 100m/s so với phần còn lại . Tìm vận tốc của mối phần của tên lửa so với đất.
Bài 4 :
Một quả bóng 0,025kg chuyển động với vân tốc 18m/s tới va chạm vòa kính cửa sổ của một căn phòng và phá vỡ kính trong thời gian 5.10-4s .. Sau đó nó tiếm tục bay theo hướng cũ vớei vận tốc 10m/s . Tìm lực mà quả bóng đã làm vỡ kính với giả thiết lực này là không đổi trong thời gian tác dụng .
- Học sinh làm bài tập theo hướng dẫn của giáo viên bài 3 và bài 4
Hoạt động 2 : Củng cố 
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò 
- Cho Hs làm bài tập 10.1;10.2 SGK 
- HS làm bài tập theo cá nhân dưới sự hướng dẫn của giáo viên .
Hoạt động 3 : Tổng kết bài 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Bài tập về nhà : 10.3 đến 10.7 SGK 
- Yêu cầu cho bài sau 
- Học sinh tiếp thu và ghi nhớ những yêu cầu của giáo viên 
Bài 11
Cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng
I/ Mục tiêu :
1.Kiến thức :
- Phát biểu được định nghĩa và viết đựoc công thức tính động năng . Nêu đựơc đơn vị đo động năng .
- Chứng minh và phát biểu đựoc định lí động năng .
- Hiểu được ý nghĩa và viết được công thức tính thế năng của vật trong trọng trường và thế năng đàn hồi . Nêu được đơn vị đo thế năng .
- Phát biểu và viết được định nghĩa và viết được công thức của cơ năng 
- thành lập và phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này .
2. Kĩ năng 
- Giải được bài toán xác định vận tốc của hai vật va chạm đàn hồi .
- giải được bài toán xác định vận tốc của một vật hay hệ vật chuyển động trong trọng trường không có ma sát bằng định luật bảo toàn cơ năng 
II/ Chuẩn bị :
GV: 4 bài tập 
HS : Ôn tập lại các kiến thức :Động năng , định lí động năng , công của trọng lực , công của lực đàn hồi , cơ năng , định luật bảo toàn cơ năng . 
III/ Hoạt động dạy và học 
Tiết 1 :
Hoạt động 1 : Ôn lại kiến thức .
Hoạt động của thầy 
Ghoạt động của trò 
O. Nêu định nnhĩa động năng của một vật ?Đơn vị đo động năng ?
O. Phát biểu và viết biểu thức định lí biến thiên động năng ?
O . Thế năng là gì ? Có mấy lạo thế năng ?
Đơn vị thế năng ?
O. Công của trọng lực được xác định như thế nào qua thế năng trọng trường ?
O . Công của lực đàn hồi được xác định như thế nào qua thế năng đàn hồi ?
O. Cơ năng là gì ?
O. PHát biểu nội dung của định luật bảo toàn cơ năng ?
GV: Nhận xét bổ sung thêm nếu cần .
- Hs nghe câu hỏi và trả lời ?
- HS nhận xét 
Haọt động 2 : Nêu các bước giải bài toán bằng định luật bảo toàn cơ năng 
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò 
- Nêu các bước giả như SGK 
- HS ghi các bươc giải .
Hoạt động 3 : Vận dụng giải bài tập .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Bài 1: Một đầu tàu 80tấn đang chạy với vận tốc 36km/h trên đường ray nằm ngang thì hãm phanh và bị trượt trong thời gian 40s mới dừng hẳn . Coi lực hãm là không đổi .
a)Tìm độ biến thiên động năng trong quá trình hãm .
b) Tìm lực hãm và công suất trung bình của lực này .
c) Tìm khoảng hãm ( độ dời từ lức hãm đếnư lúc dừng)của tầu .
Bài 2: Để kéo dãn một lò xo từg trạng thái đầu có độ biến dang (độ dãn) 3cm đến trạng thái cuối có độ biến dạng 7cm , người ta phải tốn một công bằng 2J .
a) Tìm độ cứng của lò xo .
b) Nếu để lò xo trở về vị trí không biến dạng , rồi nén tiếp lò xo một đoạn 2cm .Hãy xác định thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí này và suy ra công mà lực đàn hồi đã thực hiện .
- Học sinh làm bài theo hứogn dẫn của giáo viên bài 1 và 2 .
Tiết 2 .Tiếp 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Bài 3: Cho hệ vật như hình vẽ . Vật m1=1,5kg chuyển động trên mặt phăng nghiêng không ma sát , nối với vật m2=1kg bằng một sợi dây không dãn vắt qua một ròng rọc cố định . Góc nghiêng của mặt phẳng bằng 300 . Bỏ qua khối lượng của dây và ròng rọc .
Giả sử giữ cho hệ ban đầu nằm yên , sau đó thả cho hai vật chuyển động tự do .
a) Cho biết hệ sẽ chuyển động như thế nào ?
b)Sau mối khi vật đi được quãng đường 16cm thì vận tốc của chúng tại vị trí cuối bằng bao nhiêu ?
c) Tìm khoảng thời gian chuyển động của hệ ?
Bài 4: Một chiếc thuyền thoi khối lượng m1= 16kg chuyển động trên mặt nước với vận tốc v1=12m/s va chạm trực diện đàn hồi với một chiếcbè nhỏ khối lượng m2=4kg đang chuyển động ngược chiều với vận tốc v2=6m/s . Sau va chạm , chiếc bè đổi chiều chuyển động theo chiều ban đầu của thuyền với vận tốc v2’=22,8m/s . Bỏ qua sức cản của nước .
a) Tìm vận tốc v1’ của thuyền sau va chạm .
b) Kiểm lại giá trị của động năng toàn phần của hệ được bảo toàn trong va chạm .
- Học sinh làm bài tập theo hướng dẫn cxủa thầy giáo bài 3 và 4 
Hoạt động 3 : Tổng kết bài 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà : bài 11.1 đến bài 11.6 SGK .
- Yêu cầu cho tiết sau .
- HS ghi các bài tập về nhà .
- Những chuẩn bị cho giờ sau .
Tiết 5
Bài 12 :
Biến thiên cơ năng
Định luật bảo toàn năng lượng
I/Mục tiêu :
1. Kiến thức :
- Phát biểu và viết được hệ thức định luật biến thiên cơ năng trong trường hợ có lực cản tác dụng lên vật .
- Phát biểu được định luật bảo toàn năng lượng dưới dạng chung 
2 Kĩ năng .
 - Giải được bài toán xác định vận tốc của một vật hay hệ vật chuyển động có ma sát .- giải được bài toán về hệ hai vật va chạm mềm và tính được phần động năng bị tiêu hao .
-Giải được một số bài toán sử dụng phối hợp các định luật bảo toàn và các định luật Niu-tơn .
II/Chuẩ bị :
1 Giáo viên : 2 bài tập cơ bản .
2. HS : Ôn tập về công của lực không thế liên quan gì đến độ biến thiên cơ năng .
III/ Hoạt động dạy và học 
Hoạt động 1 : Cho học sinh ôn tập lại kiến thức cũ .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
1. Nếu ngoài lực thế , vật (hoặc hệ vật ) còn chịu thêm tác dụng của các ngoại lực không thế cơ năng của vật như thế nào ?
* Trong trường hợp ngoại lực là lực cản , lực ma sát ..., khi đó cơ năng của vật giảm .
2. Công của ngoại lựcu không thế thực hiện trên vật có liên quan gì độ biến thiên cơ năng ?
3. Định luật bảo toàn năng lượng : Năng lượng dứơi dạng chung không tự sinh ra và cũng không tự mất đi , mà chỉ có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác 
4. Va chậm mềm là gì ? Trong va chạm xảy ra biến dạng lên cơ năng biến thiên , một phần năng lượng đi dâu?
- Học sinh ghe câu hỏi và trả lời .
- HS ; ghe giáo viên bổ sung và hoàn thiện .
Hoạt động 2 : Vận dụng giải bài tập 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Bài 1 : Một người nặng 60kg đứng trên cầu nhảy thả mình rơi xuống nưiớc . Biết lực cản trung bình của nước đối với người là 1800N và người dừng ở độ sâu 5 m dưới mặt nước .
Hỏi độ cao từ cầu nhảy đến mặt nước là bao nhiêu ? Cho g= 10m/s2.
Bài 2 :Hai xe lăn khối lượng 4kg và 2kg –chuyển đônbgj hướng vào nhau trên một mặt nằm ngang nhẵn với các vận tốc 5m/s và 4m/s . Sau va chạm trực diện , chúng dính vào nhau và tiếp tục chuyển động .
Tìm vận tốc chung sau va chạm .
Tìm độ giảm động năng toàn phần của hệ .
Học sinh làm hai bài tập theo hướng dẫn của thầy giáo bài 1 
Bài 2 để học sinh làm việc cá nhân 
Hoạt động 3 : Tổng kết bài 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà :bài 12.1 đến 12.3 SGK .
- HS ghi nhiệm vụ về nhà .