Thiết kế bài giảng vật lý 10 cơ bản 2

TRÇn thuý h»ng − §μo thÞ thu thuû




ThiÕt kÕ bμi gi¶ng









Nhμ xuÊt b¶n Hμ Néi
www.VNMATH.com

3

Chơng IV.
Các định luật bảo ton

Bi 23
Động lợng - Định luật bảo ton động lợng
(Tiết 1)
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc định nghĩa động lợng, nêu đợc bản chất (tính chất, vectơ) và
đơn vị đo của động lợng. Nêu đợc hệ quả : lực với cờng độ đủ mạnh tác
dụng lên một vật trong một khoảng thời gian ngắn có thể làm cho động lợng

của vật biến thiên.
Suy ra đợc biểu thức của định lí biến thiên động lợng
( )
pFt =
G
G
từ định
luật II Niu-tơn
( )
Fma.=
G
G

2. Về kĩ năng
Vận dụng cách viết thứ hai của định luật II Niu-tơn để giải các bài tập liên
quan.
II

Chuẩn bị
Học sinh
Ôn lại các định luật Niu-tơn.
III

Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1.
(3 phút)
Ôn lại các định luật Niutơn

Cá nhân trả lời câu hỏi của GV.

Viết biểu thức định luật II Niu-tơn
dới dạng thể hiện mối liên hệ giữa
lực tác dụng vào vật với khối lợng và
vận tốc của vật ?
www.VNMATH.com

4



Cá nhân nhận thức vấn đề cần
nghiên cứu.

Phát biểu và viết biểu thức của định
luật III Niu-tơn ?
O.
Chúng ta đều biết là trong tơng
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 trớc và sau
tơng tác với khối lợng của chúng
không ? Và đại lợng gì sẽ đặc trng
cho sự truyền truyển động giữa các vật
trong tơng tác, trong quá trình tơng
tác đại lợng này tuân theo quy luật
nào ?
Hoạt động 2.

(15 phút)

Tìm hiểu khái niệm xung lợng
của lực










Cá nhân tiếp thu thông báo, ghi
nhớ.


Trả lời : Xung lợng của lực là
một đại lợng vectơ có cùng
phơng và cùng chiều với phơng
và chiều của lực.
Đơn vị xung lợng của lực là
niutơn giây (kí hiệu là N.s).
GV nêu một số ví dụ về quan hệ giữa
tác dụng của lực với độ lớn của lực và
thời gian tác dụng (ví dụ nh : vận động
viên dùng vợt tác dụng lực lên quả bóng
bàn làm quả bóng bàn bay ngợc trở
lại,...). Phân tích để HS thấy đợc dới
tác dụng của lực
F

G
trong thời gian
t

thì trạng thái chuyển động của vật thay
đổi nh thế nào. Có thể yêu cầu HS lấy
thêm một số ví dụ khác có đặc điểm
giống các ví dụ vừa nêu.
.
Khi một lực
F
G
tác dụng lên vật
trong khoảng thời gian
t
thì tích
Ft

G

đợc gọi là xung lợng của lực
F
G

trong khoảng thời gian
t

ấy.
O.
Xung lợng của lực có phải là đại

lợng vectơ không ? Nếu có thì cho
biết phơng, chiều của đại lợng này ?
Cần lu ý cho HS : giả thiết lực
F
G

không đổi trong thời gian tác dụng
t.


O.
Đơn vị xung lợng của lực là gì ?
www.VNMATH.com

5
Hoạt động 3.

(25 phút)
Tìm hiểu khái niệm động lợng







Làm việc cá nhân :
Gia tốc vật thu đợc:
21
v-v

a=
t

G G
G

Theo định luật II Niu-tơn, ta có :

21
21
vv
Fmam
t
F t mv mv

==

=
GG
G
G
G
GG

Nhận xét : Vế trái là xung của
lực còn vế phải là độ biến thiên
của đại lợng bằng tích mv
G
.
Cá nhân tiếp thu thông báo, ghi

nhớ.


Cá nhân trả lời :

Vì khối lợng là số dơng nên
vectơ động lợng cùng hớng với
vectơ vận tốc của vật.
Cá nhân hoàn thành C1, C2.
C1. Biến đổi 1 kg.m/s = 1kg.m.s/s
2

= 1 N.s.
C2. Tóm tắt
m = 0,1kg
Xét sự thay đổi trạng thái của một vật
khối lợng m đang chuyển động với
vận tốc
1
v
G
thì chịu tác dụng của lực
không đổi F
G
trong thời gian t, vận
tốc của vật biến đổi thành
2
v
G
.

O.
Viết công thức tính gia tốc mà vật
thu đợc ? Viết biểu thức tơng ứng
của định luật II Niu-tơn ?




O.
Hãy biến đổi để xuất hiện đại lợng
xung của lực và nêu nhận xét về biểu
thức vừa thu đợc ?




GV thông báo định nghĩa động lợng.
Biểu thức :
p =mv
G G
. Đơn vị : kg.m/s.
.
Động lợng đặc trng cho sự truyền
chuyển động của vật.
O.
Động lợng có hớng nh thế nào ?

O.
Hoàn thành các yêu cầu C1 và C2

GV gọi một HS lên bảng tóm tắt đề
bài, chỉ ra các công thức cần thiết để
liên hệ giữa đại lợng cần tìm với các
đại lợng đã cho.
Gợi ý
: 1 kgm/s
2
= 1N.

www.VNMATH.com

6
F = 50 N v
2
= ?
v
1
= 0
t = 0,01s.
Do ban đầu vật nằm yên nên sau
đó vật sẽ chuyển động theo hớng
của lực tác dụng. Từ biểu thức :

21
Ft=mv-mv
G
GG
(1)
F
t

= mv
2


2
F t 50.0,01
v= = =5 m/s.
m0,1


Từ biểu thức (1) suy ra :

21
Ft p p=
G
GG
(2)
Phát biểu: Độ biến thiên động
lợng của vật trong một khoảng
thời gian bằng xung lợng của lực
tác dụng lên vật trong khoảng thời
gian đó.


Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

O.
Dùng kí hiệu động lợng viết lại
biểu thức (1) sau đó phát biểu bằng lời
biểu thức đó ?


GV chính xác hoá nội dung của định lí
biến thiên động lợng.


.
Biểu thức (2) đợc xem nh một
cách diễn đạt khác của định luật II
Niu-tơn và còn tổng quát hơn dạng
quen thuộc. Thật vậy, nếu vận tốc của
vật rất lớn (có thể so đợc với vận tốc
ánh sáng) thì khối lợng của nó không
là hằng số nữa, khi đó dạng
F=ma
G
G

không còn đúng nữa nhng dạng (2)
của định luật vẫn đúng.
Hoạt động 4.
(2 phút)

Tổng kết bài học
GV nhắc lại khái niệm động lợng và
cách diễn đạt thứ hai của định luật II
Niu-tơn.

www.VNMATH.com

7
Bi 23
Động lợng - Định luật bảo ton động lợng
(Tiết 2)

I

Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc định nghĩa hệ cô lập.
Phát biểu và viết đợc biểu thức của định luật bảo toàn động lợng.
2. Về kĩ năng
Giải thích đợc nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.
Vận dụng đợc định luật bảo toàn động lợng để giải bài toán va chạm mềm.
II

Chuẩn bị
Giáo viên
Bộ thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn động lợng dùng đệm khí hoặc cần
rung.
Học sinh
Ôn lại các định luật Niu-tơn.
III

Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1.
(5 phút)
Làm quen với khái niệm hệ cô
lập


Cá nhân trả lời câu hỏi của GV và
tiếp thu, ghi nhớ khái niệm mới.

GV yêu cầu HS nhắc lại khái niệm
động lợng và cách diễn đạt thứ hai
của định luật II Niu-tơn.
.
Khi giải bài toán xác định chuyển
động của các vật trong hệ thì cần có hệ
vật đặc biệt.
GV thông báo khái niệm hệ cô lập, nội
lực, ngoại lực.
www.VNMATH.com

8
Nêu ví dụ về hệ cô lập :
Hệ vật rơi tự do - Trái đất (bỏ qua
tác dụng của tất cả các vật khác)
Hệ 2 vật chuyển động không ma sát
trên mặt phẳng nằm ngang (tổng ngoại
lực bằng 0).

.
Trong các hiện tợng nh nổ, va
chạm, các nội lực xuất hiện thờng rất
lớn so với các ngoại lực thông thờng,
nên hệ vật có thể coi gần đúng là kín
trong thời gian ngắn xảy ra hiện tợng.
Hệ Tên lửa và khí khi tên lửa phụt khí.
Hoạt động 2.
(23 phút)
Xây dựng biểu thức của định
luật bảo toàn động lợng




Làm việc cá nhân :
11
p=F t
G
G
;
22
p=F t
G
G

mà
12
F=- F
GG

nên
1
p
G
=
2
p
G

suy ra p

G
=
1
p
G
+
2
p
G
=0 (hay biến
thiên của tổng động lợng bằng 0).
Vậy tổng động lợng của hệ
không đổi trớc và sau tơng tác.




Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

O.
Khi một vật chịu tác dụng của lực
thì động lợng của vật thay đổi. Vậy
trong hệ cô lập, nếu hai vật tơng tác
với nhau thì tổng động lợng của hệ
trớc và sau tơng tác có thay đổi
không ?
Định hớng của GV :
Viết biểu thức định lí biến thiên
động lợng cho từng vật.
Nhận xét mối quan hệ giữa
1
p
G
và
2
p
G
?
Xác định biến thiên của tổng động
lợng của hệ, từ đó nhận xét về tổng
động lợng của hệ trớc và sau tơng
tác ?
GV theo dõi HS làm việc, hớng dẫn
biến đổi với những HS chậm.
GV chính xác hóa kết quả thu đợc và
phát biểu nội dung của định luật bảo
toàn động lợng.

Nhấn mạnh : tổng động lợng của hệ
cô lập là một vectơ không đổi cả về
hớng và độ lớn.
www.VNMATH.com

9
Biểu thức :

''
11 22 11 22
m v +m v =m v +m v
GG GG



HS thảo luận nhóm, đại diện
nhóm phát biểu :
Cho hai xe lăn tơng tác với nhau
trên một mặt phẳng ngang, nhẵn.
Tạo thí nghiệm sao cho chuyển
động ngay trớc và sau tơng tác
là thẳng đều, đo vận tốc thông qua
quãng đờng và thời gian.
Nếu định luật đợc thoả mãn thì
ta có các giá trị
( )
11 22
mv mv+
và
( )

''
11 22
mv mv+
phải bằng nhau.
Cá nhân quan sát, nhận xét kết
quả.
Cá nhân thực hiện yêu cầu của
GV. Các HS khác lắng nghe và bổ
sung (nếu cần).
O.
Viết biểu thức của định luật cho
trờng hợp hệ gồm hai vật khối lợng
m
1
và m
2
, vận tốc của chúng trớc
tơng tác là
1
v
G
và
2
v
G
,
sau tơng tác là
1
'
v

G
và
2
'
v
G
.
O.
Hãy đề xuất phơng án thí nghiệm
kiểm tra định luật trên.








GV nhận xét phơng án của học sinh
sau đó giới thiệu phơng án đã chuẩn
bị và làm thí nghiệm minh họa.
O.
Phát biểu nội dung và viết biểu
thức tổng quát của định luật bảo toàn
động lợng ?
Chú ý điều kiện : hệ xét phải là hệ cô
lập và giá trị các đại lợng là xét đối
với hệ quy chiếu quán tính.
Hoạt động 3.
(10 phút)

Vận dụng định luật bảo toàn
động lợng cho các trờng hợp
va chạm mềm và chuyển động
bằng phản lực


Nhận thức vấn đề bài toán đặt ra.
Lập luận điều kiện coi hệ là cô
lập. Vận dụng định luật bảo toàn
GV yêu cầu HS giải bài toán : Một
viên đạn có khối lợng m
1
chuyển
động với vận tốc
1
v
G
, đến va chạm và
chui vào một bao cát có khối lợng m
2

đang treo trên một chiếc xà ngang
đứng yên. Tìm vận tốc của hai vật sau
va chạm.
GV giới thiệu thuật ngữ chuyển động
bằng phản lực : là chuyển động của vật
tự tạo ra phản lực bằng cách phóng về
hớng ngợc lại một phần của chính nó.
www.VNMATH.com

10
động lợng đa ra biểu thức :

11
12
mv
v=
m+m
G
G

Cá nhân giải thích hiện tợng
súng giật khi bắn.





Cá nhân biến đổi, rút ra biểu thức :
m
V=- v
M
G
G

Dấu

chứng tỏ hớng bay của tên
lửa ngợc với hớng khí phụt ra.

Cá nhân trả lời.
O.
Hoàn thành yêu cầu C3.
.
Sự giật lùi của súng khi bắn là một
chuyển động bằng phản lực nhng
không liên tục. Tên lửa, pháo thăng
thiên có chuyển động bằng phản lực
liên tục.
O.
Hãy xác định chuyển động của tên
lửa, ban đầu đứng yên, sau khi phụt
khí.


GV có thể đặt thêm một số câu hỏi để
củng cố :

Tại sao khi bắn súng trờng cần ghì
chặt súng vào vai ?

Tại sao khi ta nhảy từ thuyền lên bờ
thì thuyền giật lùi lại ?
Hoạt động 4.
(5 phút)
Củng cố, vận dụng

Cá nhân tự đọc phần ghi nhớ và
hoàn thành phiếu học tập.

GV yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ.
O.
Hoàn thành yêu cầu ở phiếu học
tập.
Hoạt động 5.
(2 phút)
Tổng kết bài học
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét giờ học.

Bài tập về nhà
: làm các bài tập ở
SGK.
Ôn lại kiến thức về : khái niệm công,
công suất (đã đợc học ở THCS) và
cách phân tích lực.


www.VNMATH.com

11
Phiếu học tập
Câu1.
Một máy bay có khối lợng 160 tấn bay với vận tốc 870km/h. Tính động
lợng của máy bay ?
A. 38,66.10
6
kgm/s.
B. 139,2.10

5
kgm/h.
C. 38,66.10
7
kgm/s.
D. 1392 kgm/h.
Câu 2.
Một quả bóng đang bay ngang với động lợng p
G
thì đập vuông góc vào
một bức tờng thẳng đứng, bay ngợc trở lại theo phơng vuông góc với
bức tờng với cùng độ lớn vận tốc. Độ biến thiên động lợng của quả
bóng là :
A. 0. B.
p.
G

C.
2p.
G
D.
-2p.
G

Câu 3.
Toa xe thứ nhất có khối lợng 3 tấn chạy với vận tốc 4 m/s đến va chạm
đàn hồi với một toa xe thứ hai đứng yên có khối lợng 5 tấn làm toa này
chuyển động với vận tốc 3 m/s. Sau va chạm, toa thứ nhất chuyển động
với vận tốc bằng bao nhiêu ? Chọn chiều dơng là chiều chuyển động
ban đầu của toa thứ nhất.

A. 9 m/s.
B. 1 m/s.
C.

9 m/s
D.

1 m/s.
Đáp án
Câu 1.
A.
Câu 2.
D.
Câu 3.
B.

www.VNMATH.com

12
Bi 24
Công v Công suất

I

Mục tiêu
1. Về kiến thức

Phát biểu đợc định nghĩa công của một lực. Biết cách tính công của lực trong
trờng hợp đơn giản (lực không đổi, chuyển dời thẳng). Nêu đợc ý nghĩa của
công âm.

Phát biểu dợc định nghĩa công suất và đơn vị của công suất. Nêu đợc ý
nghĩa vật lí của công suất.
2. Về kĩ năng
Vận dụng các công thức tính công và công suất để giải các bài tập trong SGK và
các bài tơng tự.
II

Chuẩn bị
Học sinh
Ôn lại khái niệm công ở lớp 8 và vấn đề phân tích lực.
III

Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên
Hoạt động 1.
(5 phút)
Nhắc lại kiến thức cũ và định
hớng nhiệm vụ học tập
Cá nhân trả lời :

Muốn có công cơ học phải có
cả hai yếu tố lực và chuyển dời
dới tác dụng của lực.
Cá nhân nêu ví dụ về trờng hợp
có công cơ học :

Ngời kéo xe trên đờng.

Con bò kéo xe cát trên đờng.

O.
Khi nào có công cơ học ? Nêu ví
dụ về một số trờng hợp có công trong
thực tế ? Viết biểu thức tính công của
lực cùng phơng với đờng đi ?




www.VNMATH.com

13

Công thức tính công : A = F.s
trong đó : s là quãng đờng dịch
chuyển theo phơng của lực F, do
tác dụng của lực.



Nhận thức vấn đề đặt ra. Suy nghĩ
tìm hớng giải quyết.

Cho các HS khác nhận xét, bổ sung
câu trả lời của bạn. Lu ý HS phải nói
rõ công của lực nào hoặc công của vật
nào đã sinh ra lực đó.

.
Công thức tính công A = F.s mà các
em đã đợc học trong chơng trình
THCS chỉ dùng cho trờng hợp đơn
giản khi lực cùng phơng với đờng đi
hay điểm đặt của lực chuyển dời theo
hớng của lực.
O.
Trong trờng hợp tổng quát, khi
phơng của lực và đờng đi không
trùng nhau thì công cơ học đợc tính
nh thế nào?
Hoạt động 2.
(15 phút)

Tìm hiểu công thức tính công
trong trờng hợp tổng quát







Cá nhân thực hiện phép phân tích
lực. Chú ý quan hệ :
ns
FF F
=+

GG G


Chỉ có thành phần
s
F
G
sinh
công cơ học.

Lực
n
F
G
không thực hiện công
nên A
n
= 0.
Công của lực
s
F
G
:
A
s
= F
s
.s = Fcos

s

Công của lực F
G
:
O.
Dùng một lực F
G
kéo vật nh hình
vẽ, tính công của lực
F
G
?






Định hớng của GV :

Thực hiện phép phân tích lực F
G

thành hai thành phần
n
F
G
và
s
F.
G

Thành phần nào của lực có khả năng
thực hiện công (nghĩa là tạo ra chuyển
dời mong muốn) ?

Viết biểu thức tính công của các lực
thành phần và công của lực F
G
?





F
G

www.VNMATH.com

14
A = A
s

+ A
n

= Fcos

.s

Trả lời : giá trị của công phụ
thuộc vào độ lớn lực F, góc hợp
bởi lực F và phơng ngang, quãng
đờng s.


Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

GV nêu định nghĩa công trong trờng
hợp tổng quát và giải thích ý nghĩa các
đại lợng có mặt trong công thức đó.
O.
Giá trị của công phụ thuộc vào
những yếu tố nào?
.
Vì quãng đờng đi s phụ thuộc vào
hệ quy chiếu nên giá trị của công cũng
phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Nếu ta
kéo một cái hòm trên sàn toa xe lửa
ngợc chiều chạy của tàu, với vận tốc
có độ lớn bằng vận tốc của tàu thì ta
thực hiện công đối với tàu nhng đối
với mặt đất thì hòm vẫn đứng yên, và
công thực hiện đối với mặt đất bằng
không.
Hoạt động 3.

(6 phút)

Tìm hiểu ý nghĩa của công âm
Nêu nhận xét:


o
Khi 90 thì A > 0.
<



o
Khi 90 thì A 0.
= =



o
Khi 90 thì A < 0.
>

Cá nhân trả lời : Khi lực sinh
công âm thì lực đó có tác dụng
cản trở chuyển động.


HS thảo luận nhóm, hoàn thành
C2.

Công của lực kéo của động cơ
ô tô khi ô tô lên dốc là công

dơng.

Công của lực ma sát của mặt
đờng khi ôtô lên dốc là công âm.

Công của trọng lực của vệ tinh
O.
Từ công thức tính công tổng quát
vừa lập, cho biết giá trị của công phụ
thuộc vào góc tạo bởi lực và hớng
chuyển dời nh thế nào ?


GV yêu cầu HS đọc SGK mục I.3.
O.
Trong trờng hợp lực sinh công âm
thì lực đó có tác dụng gì ?

GV nêu kết luận về công âm (còn gọi
là công cản).
O.
Hoàn thành yêu cầu C2.
Gợi ý
: xét độ lớn góc

trong từng
trờng hợp.

www.VNMATH.com

15
bay vòng tròn quanh Trái Đất
bằng không.

Công của trọng lực khi máy bay
cất cánh là công âm.
Cá nhân thực hiện biến đổi tìm
đơn vị đo công : 1 J = 1N.m.
Nêu ý nghĩa của đơn vị Jun.

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.


O.
Hãy xác định đơn vị đo của công và
nêu ý nghĩa của đơn vị đó ?
Gợi ý
: xuất phát từ công thức tính
công.

.
Ngoài ra ngời ta còn dùng đơn vị
kilôjun (kí hiệu là kJ), là bội số của
Jun
1 kJ = 1 000 J.
Hoạt động 4.

(5 phút)
Vận dụng công thức tính công

Cá nhân làm bài, một HS lên
bảng trình bày.
Lực của động cơ ô tô :
F = mg(sin

+ kcos

)
Công của lực đó :
A = F.s = mgs(sin

+ kcos

)
Trong đó :
4
sin
100
=

( )
2
cos 1 sin 1
=

Công của lực F :

A = 2. 10
3
.10.3.10
3
.(0,04 + 0,08)
= 72.10
5
J.
GV yêu cầu HS giải bài toán : Một ôtô
có khối lợng 2 tấn, chuyển động đều
lên dốc trên quãng đờng dài 3 km.
Tính công thực hiên bởi động cơ ôtô
trên quãng đờng đó. Cho hệ số ma sát
bằng 0,08, độ nghiêng của dốc là 4%,
g = 10 m/s
2
.
Gợi ý
: gọi

là góc nghiêng của dốc,
trong trờng hợp góc nghiêng nhỏ thì
độ nghiêng của mặt dốc đợc định
nghĩa là :
độ nghiêng = tan



sin

Cần xác định rõ đại lợng đã biết và
đại lợng cần tìm. Chú ý tính chất của
chuyển động.
GV nhận xét bài làm của HS.
Hoạt động 5.
(7 phút)
Tìm hiểu khái niệm công suất
và công thức tính công suất
Cá nhân tiếp thu thông báo, hiểu
đợc ý nghĩa của công suất.

Phát biểu chung :
P
A
t

=


.
Cùng một công có thể thực hiện
trong những thời gian khác nhau. Để
so sánh khả năng thực hiện công của
các máy khác nhau trong cùng một thời
gian ngời ta dùng đại lợng công suất.
O.
Từ định nghĩa công suất, lập công
thức tính công suất của một máy thực

hiện đợc một công A
trong thời gian
www.VNMATH.com

16

Trả lời : Từ biểu thức tính công
suất suy ra đơn vị của công suất
là Jun/giây (J/s) hay Oát (W).
1 (W) = 1 (J/s)


Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.


Cá nhân hoàn thành C3.
Công suất của cần cẩu A lớn hơn
công suất của cần cẩu B.







Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
t
. Kí hiệu công suất là
P
.

O.
Tìm đơn vị đo công suất.
GV giới thiệu các đơn vị kilôoát (kW),
mêgaoát (MW), mã lực (HP).
.
Ngời ta còn sử dụng đơn vị thực
hành của công là oátgiờ (W.h)
1 (kW.h) bằng 1 "số" điện
O.
Hoàn thành yêu cầu C3.

Gợi ý
: Tính công mỗi cần cẩu thực
hiện đợc (coi cần cẩu nâng vật lên
dều, công nâng vật có độ lớn bằng
công cản của trọng lực).
Tính giá trị công suất của mỗi cần
cẩu theo công thức vừa học.
.
Đối với các nguồn phát năng lợng
không phải dới dạng sinh công cơ học
có thể dới dạng nhiệt năng, điện
năng, ... công suất ghi trên thiết bị đó
thờng là công suất làm việc. Trong
quá trình vận hành nên điều chỉnh để
công suất do thiết bị phát ra đúng bằng
công suất đã ghi, nhất là không đợc
phép vợt quá.
GV yêu cầu HS tham khảo bảng 24.1
SGK.

Hoạt động 6.

(5 phút)
Vận dụng công thức tính công
suất
Cá nhân giải bài tập.
Tính toán đợc :
P
Amgh
tt

==



10.10.5
5W.
100
==


Yêu cầu HS giải bài tập : Một gầu
nớc khối lợng 10 kg đợc kéo cho
chuyển động đều lên độ cao 5 m trong
khoảng thời gian 1 phút 40 giây. Tính
công suất trung bình của lực kéo. Lấy
g = 10 m/s
2
.
www.VNMATH.com

17
Hoạt động 7.
(2 phút)
Tổng kết bài học

Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét giờ học.
Bài tập về nhà
: Làm bài tập trong
SGK.
Ôn lại các kiến thức về : động năng,
biểu thức tính công của một lực và các
công thức của chuyển động thẳng biến
đổi đều.


Bi 25
Động năng
I

Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc biểu thức của động năng (của một chất
điểm hay một vật rắn chuyển động tịnh tiến).
Phát biểu và chứng minh đợc định lí biến thiên động năng (trong một trờng
hợp đơn giản).
Nêu đợc nhiều ví dụ về những vật có động năng sinh công.
2. Về kĩ năng
Vận dụng đợc định lí biến thiên động năng để giải các bài toán tơng tự nh

các bài toán trong SGK.
II

Chuẩn bị
Giáo viên
Tìm những ví dụ thực tế (tranh, ảnh minh họa) về những vật có động năng
sinh công.
Học sinh
Ôn lại phần động năng đã học ở chơng trình THCS.
Ôn lại công thức tính công của một lực, các công thức của chuyển động thẳng
biến đổi đều.
www.VNMATH.com

18
III

Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1.

(10 phút)
Ôn lại khái niệm năng lợng và
tìm hiểu những đặc điểm định
tính của khái niệm động năng

Cá nhân nêu ví dụ, có thể là :
Năng lợng xăng, dầu để chạy
ô tô, xe máy..
+ Năng lợng của nớc để vận
hành nhà máy thuỷ điện.

+ Năng lợng điện để thắp sáng.
...
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.


C2 : Các vật đều có động năng vì
cùng đều đang chuyển động và có
thể sinh công vì :
+ Viên đạn đang bay có thể
xuyên vào gỗ, phạt gãy cành cây.
+ Búa đang chuyển động, đập vào
đinh có thể đóng đinh cắm vào
gỗ.
+ Dòng nớc lũ đang chảy mạnh
có thể cuốn trôi cây cối, phá hủy
nhà cửa.
Trả lời : Động năng của vật càng
lớn khi vật có khối lợng càng
lớn và vận tốc càng lớn.


O.
Nêu một số ví dụ về sự tồn tại của
năng lợng ?




.
Năng lợng vật có đợc do chuyển

động gọi là động năng. Khi một vật có
động năng thì vật đó có thể tác dụng
lực lên vật khác và lực này sinh công.
O.
Hoàn thành yêu cầu C2.










O.
Động năng của một vật phụ thuộc
vào những yếu tố nào ?
O.
Vậy, biểu thức toán học nào thể
hiện rõ mối quan hệ trên ?
Hoạt động 2.

(15 phút)
Thành lập công thức tính động
năng

Yêu cầu HS giải bài toán : Xét một vật
khối lợng m chịu tác dụng của lực
không đổi F,

G
chuyển động theo giá
www.VNMATH.com

19



Cá nhân tính toán đợc công do
lực
F
G
sinh ra :
()
22
21
22
21
1
A = F.s = m.a.s = m. v - v
2
11
A= mv - mv
22

Khi v
1
= 0 và v
2
= v, ta có :

2
1
Amv
2
=


Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.



Động năng :
2
đ
1
Wmv
2
=



Cá nhân hoàn thành C3.
Từ công thức
2
đ
1
Wmv
2
= , ta thấy

đơn vị của động năng bằng tích
đơn vị của khối lợng và bình
phơng đơn vị của vận tốc nên ta
có :
2
2
kg.m
1J 1
s
=

Cá nhân tham khảo bảng 25.1
SGK để tìm hiểu một số ví dụ về
động năng.
của lực, đi đợc quãng đờng s và vận
tốc biến thiên từ
1
v
G
đến
2
v.
G

Gợi ý
: Dựa vào biểu thức tính công
của một lực và các công thức về
chuyển động thẳng biến đổi đều, hãy
tìm mối liên hệ giữa công sinh ra bởi
lực

F
G
tác dụng lên vật và khối lợng,
vận tốc của vật ?

O.
Tơng tự, xét trờng hợp vật
chuyển động từ trạng thái nghỉ (v
1
= 0)
đến trạng thái có vận tốc (v
2
= v).
.
Công của lực sinh ra trong quá trình
thay đổi chuyển động của vật từ trạng
thái nghỉ đến trạng thái có vận tốc v
bằng năng lợng mà vật thu đợc trong
quá trình chuyển động dới tác dụng
của lực F
G
, năng lợng này gọi là động
năng của vật. Kí hiệu là
đ
W.
O.
Viết biểu thức tính
đ
W.
.

Đơn vị của động năng là đơn vị
năng lợng : Jun (kí hiệu là J)
O.
Hoàn thành yêu cầu C3.






.
Cũng nh vận tốc, động năng có
tính tơng đối, nghĩa là giá trị của nó
phụ thuộc vào mốc để tính vận tốc.

www.VNMATH.com

20
Hoạt động 3.

(10 phút)
Tìm hiểu định lí biến thiên
động năng

HS nhận thức vấn đề đặt ra. Làm
việc cá nhân :
Độ biến thiên động năng của
vật :
22
đđ2đ1 2 1

11
WW W mv mv
22
= =

Vậy A =

W
đ

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Nhận xét :
Khi lực tác dụng lên vật sinh
công dơng thì động năng của vật
tăng.
Khi lực tác dụng lên vật sinh
công âm thì động năng của vật
giảm.
O.
Xét một vật chuyển dời thẳng theo
phơng của lực
F
G
và thay đổi vận tốc
từ v
1
đến v
2
. Hãy so sánh công mà lực
thực hiện đợc và độ biến thiên động

năng của vật khi đó ?



GV thông báo nội dung của định lí
biến thiên động năng.
O.
Nhận xét mối liên hệ giữa tác dụng
của lực (giá trị của công) và sự tăng
(giảm) của động năng của vật ?

GV lấy một số ví dụ ứng dụng định lí
biến thiên động năng. Một ví dụ phổ
biến là khi ta phanh xe đang chạy, độ
giảm động năng bằng công của lực ma
sát (là lực hãm xe).
Hoạt động 4.

(8 phút)
Vận dụng định lí biến thiên
động năng

Cá nhân tự lực giải bài tập, một
HS lên bảng trình bày bài làm.
Yêu cầu HS làm bài tập : Một ô tô khối
lợng 4 tấn đang chuyển động trên
đờng nằm ngang với vận tốc không
đổi 54 km/h. Lúc t = 0, tác dụng một
lực hãm lên ô tô làm ô tô chuyển động
đợc thêm 10 m thì dừng hẳn. Tính

cờng độ trung bình của lực hãm. Xác
định khoảng thời gian từ lúc hãm đến
lúc xe dừng.
Đề nghị học sinh xác định rõ đại
lợng đã biết và đại lợng cần tìm.
Gợi ý
: Lực hãm đã thực hiện công
để thay đổi vận tốc của ô tô.
Có thể dùng công thức tính công đã
biết để tính giá trị công của động cơ
trong trờng hợp này không ?
www.VNMATH.com

21
Sử dụng định lí biến thiên động năng
để tính công này.
Chú ý đơn vị các đại lợng.
Nhận xét bài làm của HS.
Hoạt động 5.

(2 phút)
Tổng kết bài học

Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét giờ học.
Bài tập về nhà
: làm các bài tập trong
SGK.
Ôn lại các kiến thức về thế năng, trọng
lực (đã đợc học ở THCS), trọng

trờng và biểu thức tính công của
trọng lực).


Bi 26
Thế năng
I

Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc định nghĩa trọng trờng, trọng trờng đều. Viết đợc biểu thức
trọng lực của một vật .
Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc biểu thức của thế năng trọng trờng
(thế năng hấp dẫn). Định nghĩa đợc khái niệm mốc thế năng. Viết đợc hệ thức
liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực.
Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc biểu thức của thế năng đàn hồi.
2. Về kĩ năng
Vận dụng công thức tính thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi để giải các bài
tập cơ bản trong SGK và các bài tập tơng tự.
II

Chuẩn bị
Giáo viên
Tìm những ví dụ thực tế (tranh, ảnh) về những vật có thế năng có thể sinh
công.
www.VNMATH.com

22
Học sinh
Ôn lại khái niệm thế năng, trọng lực đã học trong chơng trình THCS.

Ôn lại công thức tính công của một lực.
III

Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1.

(3 phút)
Nhắc lại kiến thức cũ. Đặt ra
vấn đề cần nghiên cứu. Làm
quen với khái niệm trọng
trờng, trọng trờng đều

Cá nhân trả lời : máy bay có thế
năng hấp dẫn, lò xo bị nén có thế
năng đàn hồi.
Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.

O.
Một chiếc máy bay ở độ cao h so
với mặt đất thì năng lợng của máy
bay tồn tại ở dạng nào ? Nén một lò
xo, năng lợng của lò xo tồn tại ở
dạng nào ?
O.
Vậy thế năng của các vật phụ thuộc
vào yếu tố nào ? Biểu thức toán học
nào thể hiện mối quan hệ đó ?
Hoạt động 2.

(15 phút)
Tìm hiểu về thế năng trọng
trờng ( hay thế năng hấp dẫn)

Cá nhân tiếp thu thông báo, ghi
nhớ.




Cá nhân hoàn thành C1:
lực tác dụng mg
ag
khối lợng m
===
G
GG

HS thảo luận nhóm và đa ra câu
trả lời :
Năng lợng của quả tạ phụ
thuộc vào vị trí của nó so với mặt
đất và khối lợng của nó.

.
Mọi vật ở xung quanh Trái Đất đều
chịu tác dụng của lực hấp dẫn do Trái
Đất gây ra, lực này gọi là trọng lực. Ta
nói rằng xung quanh Trái Đất tồn tại
một trọng trờng.

GV thông báo biểu hiện của trọng
trờng, trọng trờng đều và biểu thức
của trọng lực của một vật :
P mg=
G
G

O.
Hoàn thành yêu cầu C1.

O.
Quả tạ búa máy khi rơi từ trên cao
xuống thì đóng cọc ngập vào đất,
nghĩa là thực hiện công. Vậy quả tạ ở
trên cao có năng lợng. Dạng năng
lợng này phụ thuộc vào yếu tố nào ?
.
Sở dĩ vật có thế năng hấp dẫn là do
vật chịu tác dụng của lực hút do Trái Đất
www.VNMATH.com

23






HS thảo luận chung ở lớp.
Công : A = P.z = mgz

thế năng hấp dẫn :
t
Wmgz=



Đơn vị : W
t
(J), m (kg), g(m/s
2
),
z (m).








Cá nhân hoàn thành C3.
Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí
O thì :
Tại O thế năng bằng 0.
Tại A thế năng lớn hơn 0.
Tại B thế năng nhỏ hơn 0.
gây ra, bởi vậy thế năng này gọi là thế
năng hấp dẫn (hay thế năng trọng
trờng). Kí hiệu là
t

W
.
O.
Phát biểu định nghĩa và xây dựng
biểu thức của thế năng trọng trờng.
Gợi ý
: Thế năng của vật bằng công
của trọng lực sinh ra trong quá trình
vật rơi.
Viết biểu thức tính công của trọng
lực. Chú ý quan hệ trọng lực của vật
với khối lợng của vật.
Nêu đơn vị của các đại lợng trong
biểu thức thế năng hấp dẫn ?
.
Thông thờng ta lấy mặt đất làm
mốc để tính độ cao. Nhng cũng có
thể tính độ cao so với các vật khác nh
mặt bàn, đáy giếng,... Tùy cách chọn
vị trí làm mốc mà độ cao z có giá trị
khác nhau, tức là độ lớn của thế năng
hấp dẫn phụ thuộc vào mốc đợc chọn
để tính độ cao. Do vậy, khi xét thế
năng, phải nói rõ thế năng so với vật
mốc nào. Thế năng tại mốc bằng
không.

O.
Hoàn thành yêu cầu C3.
Hoạt động 3.

(10 phút)
Liên hệ giữa biến thiên thế
năng và công của trọng lực.

Làm việc cá nhân.
Độ biến thiên thế năng :


O.
Một vật có khối lợng m rơi từ
điểm M có độ cao z
M
đến điểm N có
độ cao z
N
.
Tìm biến thiên thế năng
của vật đó ?
www.VNMATH.com

24
( ) ( )
tt t
WWNWM=

= mgz
N
mgz
M

Công của trọng lực :
A
MN
= p(z
M
z
N
) = mg(z
M
z
N
)
= mgz
M
mgz
N

Vậy
MN t
AW=



Cá nhân nhận xét :
Khi vật giảm độ cao thì thế
năng giảm và trọng lực sinh công
dơng.
Khi vật tăng độ cao thì thế năng
tăng và trọng lực sinh công âm.

Trả lời C4 :
Nếu chọn mốc thế năng tại O :

( ) ( )
tt MN
WM WN mgz mgz
mgMN
=
=

- Nếu chọn mốc thế năng tại N :

( ) ( )
tt M
WM WN mgz 0
mgMN
=
=






O.
Hãy so sánh độ biến thiên này với
công của trọng lực trong quá trình đó ?

GV nêu kết quả tổng quát trong
trờng hợp hai điểm M, N không cùng

trên đờng thẳng đứng và vật nhỏ
đang xét chuyển dời từ M đến N theo
một đờng bất kì.
O.
Nhận xét liên hệ giữa tác dụng của
trọng lực với sự tăng (giảm) thế năng
của vật ? Hoàn thành yêu cầu C4.









.
Vậy hiệu thế năng của một vật
chuyển động trong trọng trờng không
phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng.
Hoạt động 4.

(10 phút)
Tìm hiểu về thế năng đàn hồi
Trả lời : Sở dĩ lò xo khi bị nén có
thế năng đàn hồi vì nó chịu tác
dụng của lực đàn hồi.

O.
Trong ví dụ ở đầu bài, vì sao lò xo

bị nén lại có thế năng đàn hồi ?
.
Vật bị biến dạng đàn hồi có thế
năng đàn hồi.
O.
Nêu thêm ví dụ về vật có thế năng
đàn hồi ?
www.VNMATH.com

25
Cá nhân nêu ví dụ :
Cánh cung khi bị uốn cong.
Súng cao su khi lên đạn.
Cá nhân suy nghĩ trả lời : Khi độ
biến dạng của vật càng lớn thì vật
có khả năng sinh công càng lớn.
Vậy độ biến dạng càng lớn thì thế
năng đàn hồi càng lớn.


Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

Đơn vị : W
t

(J), k (N/m),
l
(m).

O.
Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ
biến dạng nh thế nào ? Vì sao ?
.
Khi đa lò xo từ trạng thái biến
dạng về trạng thái không biến dạng thì
công thực hiện bởi lực đàn hồi đợc
xác định bởi công thức :
()
2
1
Ak .
2
=
l

O.
Nhắc lại tên và đơn vị các đại
lợng có mặt trong công thức ?
Hoạt động 5.

(5 phút)

Củng cố, vận dụng


Cá nhân hoàn thành phiếu học
tập.
GV nhắc lại định nghĩa và biểu thức

của thế năng hấp dẫn và thế năng đàn
hồi.
Một học sinh cho rằng hai vật ở
cùng một độ cao so với mặt đất thì có
thế năng bằng nhau ? Kết luận nh
vậy có chính xác không ? Vì sao ?
Một cái nỏ đợc lắp sẵn mũi tên và
dây đợc kéo căng. Khi mũi tên đợc
bắn ra, năng lợng của mũi tên hay
của nỏ dã thực hiện việc đó ? Dạng
năng lợng đó là gì ?

O.
Hoàn thành yêu cầu ở phiếu học
tập.
Hoạt động 6.

(2 phút)

Tổng kết bài học
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.

GV nhận xét giờ học.

Bài tập về nhà
: làm bài 5, 6 SGK.
Ôn lại các kiến thức đã học về động
năng, thế năng và cơ năng (đã đợc
học ở THCS).
www.VNMATH.com

26
Phiếu học tập
Câu 1.
Khi một vật từ độ cao z, với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những
con đờng khác nhau thì :
A. độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhau.
B. thời gian rơi bằng nhau.
C. công của trọng lực bằng nhau.
D. gia tốc rơi bằng nhau.
Chọn câu trả lời
sai
.

Câu 2.
Vật khối lợng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng bằng k, đầu kia của
lò xo cố định. Khi lò xo bị nén lại một đoạn
l
(
l
< 0) thì thế năng đàn
hồi bằng :
A.
()
2
1
k.
2
l B.
()

1
k.
2
l
C.
()
2
1
k.
2
l D.
()
1
k.
2
l
Câu 3.
Tính thế năng của một vật khối lợng 10 kg rơi tự do sau khi nó rơi đợc 1s ?
Lấy g = 10 m/s
2
. Mốc thế năng tại vị trí vật bắt đầu rơi.
A. 500 J.
B. 1000 J.
C. 500 J.
D. 1000 J.
Đáp án
Câu 1
: B.
Câu 2
: A.

Câu 3
: A.
www.VNMATH.com