Giáo án Vật Lí 10 Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng (mới, chuẩn nhất)

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo.

GV: Trong tương tác giữa hai vật có sự biến đổi vận tốc của các vật. Vậy có hệ thức nào liên hệ giữa vận tốc của các vật trước và sau tương tác với khối lượng của chúng không? Và đại lượng nào đặc trưng cho sụ truyền chuyển động giữa các vật tương tác, trong quá trình tương tác này tuân theo định luật nào?

HS định hướng ND

CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

Tiết 37:  

ĐỘNG LƯỢNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức

Mục tiêu:

+ Định nghĩa được xung lượng của lực; nêu được bản chất ( tính chất vectơ ) và đơn vị xung lượng của lực.

+ Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính, biểu diễn được vectơ động lượng nêu được đơn vị của động lượng.

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

- ví dụ: Hai viên bi ve đang chuyển động nhanh va vào nhau đổi hướng chuyển động.

Thời gian tác dụng? Độ lớn lực tác dụng?

+ Kết quả của lực tác dụng đối với bi ve?

- Nêu và phân tích khái niệm xung lượng của lực

Nhận xét về lực tác dụng và thời gian tác dụng lực trong ví dụ của giáo viên.

- Nhận xét về  tác dụng của các lực đó đối với trạng thái chuyển động của vật.

I. Động lượng.

1- Xung cùa lực

a) Ví dụ

b) Định nghĩa:

Khi một lực  tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ∆t thì tích  được định nghĩa là xung lượng của lực  trong khoảng thời gian ∆t.

- Đơn vị: N.s

- Nêu bài toán xác định tác dụng của xung lượng của lực.

- Gợi ý: xác định biểu thức tính gia tốc của vật và áp dụng định luật II Newton cho vật.

- Giới thiệu khái niệm động lượng

- Động lượng của một vật là đại lượng thế nào?

Hướng dẫn: Viết lại biểu thức 23.1 bằng cách sử dụng biểu thức động lượng.

Mở rộng: phương trình 23.3b là một cách diễn đạt khác của định luật II Newton

- Đọc SGK

- Xây dựng phương trình 23.1 theo hướng dẫn của giáo viên.

- Nhận xét về ý nghĩa hai vế của phương trình 23.1.

- Trả lời C1,C2

- HS trả lời.

Xây dựng phương trình 23.3a.

Phát biểu ý nghĩa các đại lượng có trong phương trình 23.3a.

Vận dụng làm bài tập ví dụ

2- Động lượng.

a) Khái niện biểu thức

- Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc  là đại lượng xác định bởi biểu thức:

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

- Đơn vị động lượng: kg.m/s

b) Cách diễn đạt khác của định luật II Niu-tơn.

- 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.

- Nêu và phân tích khái niện về hệ cô lập.

- Nêu và phân tích bài toán xét hệ cô lập gồm hai vật.

- Gợi ý: Sử dụng phương trình 23.3b.

- Phát biểu định luật bảo tòan động lượng

- Nhận xét về lực tác dụng giữa hai vật trong hệ.

- Tính độ biến thiên động lượng của từng vật.

- Tính độ biến thiên động lượng của hệ hai vật. Từ đó nhận xét về động lượng của hệ cô lập gồm hai vật

II- Định luật bảo toàn động  lượng.

1) Hệ cô lập

Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau

2) Định luật bảo toàn động lượng:

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

- Nêu và phân tích bài toán va chạm mềm.

- Gợi ý: áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập

- Đọc SGK

Xác định tính chất của hệ vật.

- Xác định vận tốc của hai vật sau va chạm

3) Va chạm mềm

Một vật khối lượng m₁ chuyển động trên mặt phẳng nhẵn với vận tốc , đến va chạm với một vật khối lượng m₂ đang nằm yên  trên mặt phẳng ngang ấy. Biết rằng, sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với vận tốc . Xác định .

- Hệ m₁, m₂ là hệ cô lập. Áp dụng ĐLBTĐL:

Nêu bài toán chuyển động của tên lửa.

Hướng dẫn: Xét hệ tên lửa và khí là hệ cô lập.

Hướng dẫn: hệ súng và đạn ban đầu đứng yên

Viết biểu thức động lượng của hệ tên lửa và khí trước và sau khi phụt khí.

Xác định vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí (xây dựng biểu thức 23.7).

Giải thích C3

4) Chuyển động bằng phản lực.

Giả sử ban đầu tên lửa đứng yên .

Sau khi lượng khí khối lượng m phụt ra phía sau với vận tốc  thì tên lửa khối lượng M chuyển động với vận tốc .

Xem tên lửa là một hệ cô lập.

Ta áp dụng ĐLBTĐL:

Điều này chứng tỏ rằng tên lửa chuyển động về phía trước ngược với hướng khí phụt ra

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:

Câu.1: Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc  là đại lượng được xác định bởi công thức nào sau đây?

Câu 2: Phát biểu nào sau đây không đúng?

    A. Động lượng của một vật bằng tích khối lượng và vận tốc của vật.

    B. Động lượng của một vật là một đại lượng vectơ.

    C. Động lượng của một vật có đơn vị của năng lượng.

    D. Động lượng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật.

Câu 3: Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h. Động lượng của vật bằng

    A. 9 kg.m/s.

    B. 2,5 kg.m/s.

    C. 6 kg.m/s.

    D. 4,5 kg.m/s.

Câu 4: Trong quá trình nào sau đây, động lượng của vật không thay đổi?

    A. Vật chuyển động tròn đều.

    B. Vật được ném ngang.

    C. Vật đang rơi tự do.

    D. Vật chuyển động thẳng đều.

Câu.5: Động lượng của vật liên hệ chặt chẽ nhất với

     A. động năng.                                       

     B. thế năng.              

     C. quãng đường đi được.                       

     D. công suất.

Câu 6: Một chất điểm chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực không đổi F = 0,1 N. Động lượng chất điểm ở thời điểm t = 3 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động là

    A. 30 kg.m/s.

    B. 3 kg.m/s.

    C. 0,3 kg.m/s.

    D. 0,03 kg.m/s.

Câu 7: Một hòn đá có khối lượng 5 kg, bay với vận tốc 72km/h. Động lượng của hòn đá là:

     A. p = 360 kgm/s.                                  

     B. p = 360 N.s.         

     C. p = 100 kg.m/s                                    

     D. p = 100 kg.km/h.

Câu 8: Một vật 3 kg rơi tự do rơi xuống đất trong khoảng thời gian 2 s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là (lấy g = 9,8 m/s²).

    A. 60 kg.m/s.

    B. 61,5 kg.m/s.

    C. 57,5 kg.m/s.

    D. 58,8 kg.m/s.

Câu 9: Một quả bóng khối lượng 250 g bay tới đập vuông góc vào tường với tốc độ v₁ = 5 m/s và bật ngược trở lại với tốc độ v₂ = 3 m/s. Động lượng của vật đã thay đổi một lượng bằng

    A. 2 kg.m/s.

    B. 5 kg.m/s.

    C. 1,25 kg.m/s.

    D. 0,75 kg.m/s.

Câu 10: Một vật khối lượng 1 kg chuyển động tròn đều với tốc độ 10 m/s. Độ biến thiên động lượng của vật sau 1/4 chu kì kể từ lúc bắt đầu chuyển động bằng

    A. 20 kg.m/s.

    B. 0 kg.m/s.

    C. 10√2 kg.m/s.

    D. 5√2 kg.m/s.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Một vật có khối lượng 1kg rơi tự do xuống đấ trong khoảng thời gian 0,5 giây. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Cho g = 9,8 m/s².

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Đáp án: 4,9 kg. m/s

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Vẽ sơ đồ tư duy khái quát lại nội dung bài học