Sáng kiến kinh nghiệm SKKN sử dụng sơ đồ định hướng giải bài tập vật lý để giải một số bài tập ứng dụng định luật bảo toàn động lượng vật lý 10 THPT

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:
" SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ ĐỂ
GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
ĐỘNG LƯỢNG VẬT LÝ 10 THPT"

1


PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Mỗi môn học trong chương trình Vật lý phổ thông đều có vai trò rất quan trọng trong việc
hình thành và phát triển tư duy của học sinh.
Trong quá trình giảng dạy, người thầy luôn phải đặt ra cái đích đó là giúp học
sinh nắm được kiến thức cơ bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ và
động cơ học tập đúng đắn để học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung
kiến thức mới theo xu thế phát triển của thời đại.
Môn Vật lý là môn khoa học nghiên cứu những sự vật, hiện tượng xảy ra hàng ngày, có
tính ứng dụng thực tiễn cao. Học sinh phải có một thái độ học tập nghiêm túc, có tư duy
sáng tạo về những vấn đề mới nảy sinh để tìm ra hướng giải quyết phù hợp.
Trong phần Cơ học lớp 10, Động lượng là một khái niệm khá trừu tượng đối với
học sinh vì nó chỉ là một đại lượng trung gian để xác định vận tốc hoặc khối lượng của
vật. Trong các bài toán liên quan đến động lượng học sinh thường gặp khó khăn trong
việc xác định hệ là kín theo phương nào, biểu diễn các vectơ động lượng
Mặt khác, động lượng cũng là một đại lượng có tính tương đối nên phụ thuộc vào
hệ quy chiếu, học sinh thường quên đặc điểm này nên hay nhầm lẫn khi giải bài toán.
Để khắc phục được những khó khăn trên khi dạy học bồi dưỡng bài tập định luật
bảo toàn động lượng, nếu Giáo viên lựa chọn hệ thống bài tập thích hợp và coi trọng việc
hướng dẫn học sinh tự lực, tích cực hoạt động tư duy trong quá trình giải bài tâp vật lí thì
chất lượng nắm vững kiến thức cơ bản của học sinh được nâng cao, đồng thời góp phần
phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho họ.

I/ LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Động lượng là một khái niệm Vật lý trừu tượng đối với học sinh. Trong các bài toán Vật
lý, động lượng chỉ một đại lượng trung gian để xác định vận tốc hoặc khối lượng của vật.
Động lượng có ý nghĩa rất quan trọng đối với học sinh khi giải bài tập Vật lý có áp
dụng Định luật bảo toàn (ĐLBT) trong va chạm đàn hồi, va chạm mềm ở lớp 10 và bài
toán phản ứng hạt nhân lớp 12.

2


Thực tiễn cho thấy việc giải quyết một bài tập liên quan tới định luật bảo toàn
động lượng là một vấn đề khó đối với học sinh ở lớp 10 THPT.
Việc đưa ra cho học sinh sơ đồ định hướng (SĐĐH) giải bài tập vật lí, vận dụng
SĐĐH giải bài tập vật lí để giải các bài tập định luật bảo toàn động lượng sẽ giúp học
sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề.

II/ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Áp dụng (SĐĐH) giải bài tập vật lí để giải một số bài tập vật lí ĐLBT động lượng ở lớp
10 THPT. Nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực
giải quyết vấn đề.

III/ THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Thực hiện trong chương trình bồi dưỡng kiến thức sau khi học bài định luật bảo toàn
động lượng lớp 10 THPT năm học 2009 -2010 .

3


PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Mối quan hệ nắm vững kiến thức và giải bài tập vật lí(BTVL)

I.1 Khái niệm về kiến thức, kĩ năng , kĩ xảo.
Theo lí luận dạy học, kiến thức được hiểu là kết quả của quá trình nhận thức bao
gồm “một tập hợp nhiều mặt về số lượng của các biểu tượng mà khái niệm lĩnh hội được,
được giữ lại trong trí nhớ và được tái tạo khi có những đòi hỏi tương ứng”.
Những kiến thức được nắm vững một cách tự giác, sâu sắc phần lớn do có tích
lũy thêm kĩ năng, kĩ xảo sẽ chở thành công cụ của tư duy học sinh.
Kĩ năng là khả năng của con người biết sử dụng có mục đích và sáng tạo những
kiến thức và kĩ xảo của mình trong quá trình hoạt động lí thuyết cũng như thực tiễn. Kĩ
năng bao giờ cũng xuất phát từ kiến thức, dựa trên kiến thức. Kĩ năng chính là kiến thước
trong hành động. Còn kĩ xảo là hành động mà những phần hợp thành của nó do luyện tập
mà trở thành tự động hóa. Kĩ xảo là mức độ cao của nắm vững kĩ năng. Kĩ xảo là hành
động đã được tự động hóa, các thao tác được thực hiện rất nhanh, như một tổng thể, dễ
dàng mau lẹ.
Những kiến thức vật lí có thể được chia thành các nhóm: Khái niệm (hiện
tượng ,đại lượng vật lí); Định luật, nguyên lí; Thuyết ; Phương pháp nghiên cứu; ứng
dụng trong sản xuất đời sống.
Những kĩ năng cơ bản vật lí được chia thành các nhóm sau: Quan sát, đo lường,
sử dụng các dụng cụ và các máy đo phổ biến, thực hiện những thí nghiệm đơn giản; Giải
BTVL; Vận dụng các kiến thức vật lí để giải thích những hiện tượng đơn giản, những
ứng dụng của vật lí trong đời sống và sản xuất; Sử dụng các thao tác tư duy lôgic và các
phương pháp nhận thức vật lí.
Những kĩ xảo chủ yếu đối với vật lí chia làm hai nhóm: Kĩ xảo thực nghiệm, kĩ
xảo áp dụng các phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ.
I.2 Các mức độ nắm vững kiến thức.
I.2.1 Các mức độ về nắm vững kiến thức.
Một trong những nhiệm vụ chủ yếu nhất của dạy học là đảm bảo cho học sinh nắm
vững kiến thức dạy ở nhà trường.

4

Nắm vững kiến thức không chỉ là hiểu đúng nội hàm, ngoại diên của nó, xác định
được vị trí của nó, tác dụng của kiến thức ấy trong hệ thống kiến thức cơ bản đã tiếp thu
từ trước, mà còn biết quá trình hình thành nó và vận dụng được nó vào thực tiễn.
I.2.2 Các mức độ nắm vững kiến thức.
Sự nắm vững kiến thức có thể được phân biệt ở ba mức độ sau: biết, hiểu , vận
dụng được.
Biết một kiến thức nào đó là nhận ra được nó, phân biệt được nó với các kiến thức
khác, kể lại được nội hàm của nó một cách chính xác. Đây là mức độ tối thiểu học sinh
cần đạt được trong học tập.
Hiểu một kiến kiến thức nào đó là gắn được kiến thức ấy vào các kiến thức đã
biết, đưa được nó vào trong hệ thống vốn kiến thức của bản thân. Nói cách khác hiểu một
kiến thức nào đó là hiểu đúng nội hàm, ngoại diên của kiến thức đó, xác lập được mối
quan hệ giữa nó với hệ thống kiến thức khác vận dụng được trực tiếp kiến thức ấy vào
tình huống quen thuộc dẩn đến có khả năng vận dụng nó một cách linh hoạt sáng tạo.
Vận dụng được kiến thức vào việc giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn là tìm được
kiến thức thích hợp trong vốn kiến thức đã có để giải quyết một nhiệm vụ mới. Nhờ vận
dụng mà kiến thức được nắm vững một cách thực sự. Chính trong lúc vận dụng kiến thức
quá trình nắm nó thêm sâu sắc, càng làm cho những nét bản chất mới của kiến thứcđược
bộc lộ. Ngoài ra trong khi vận dụng kiến thức những thao tác tư duy được trau dồi, cũng
cố và một số kĩ năng, kĩ xảo được hình thành, hứng thú học tập của học sinh được nâng
cao.
I.3 Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và giải BTVL
Để đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức vật lí một cách chắc chắn ,cần hình
thành cho họ kĩ năng, kĩ xảo không chỉ bằng vận dụng kiến thức mà chiếm lĩnh nó còn
thức qua nhiều hình thức tập luyện khác nhau. Trong số đó việc giải nhiều bài tập, nhiều
loại bài tập được sắp xếp có hệ thống từ dễ đến khó là hình thức luyện tập được tiến hành
nhiều nhất, do đó có tác dụng hình thành kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vật lí của
học sinh.
Chất lượng nắm vững kiến thức bước đầu thể hiện ở việc giải các bài tập cơ bản về

kiến thức ấy về mức độ ghi nhớ và hiểu. Còn chất lượng giải hệ thống bài tập phát hiện
về một đề tài, chương, phần của chương trình phản ánh chất lượng nắm vững kiến thức

5


và các mối quan hệ của chúng trong đề tài,chương, phần đó với nhau và vận dụng chúng
trong những tình huống phức tạp, mới.
II. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải bài tập của học sinh
II.1 Khái niệm về năng lực
Năng lực là những thuộc tính riêng lẻ của cá nhân, nhờ những thuộc tính ấy mà con
người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó mà mặc dù bỏ ra ít sức lao động nhưng
kết quả vẩn cao.
Năng lực còn chi phối quá trình tiếp thu kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cũng như hiệu
quả thực hiện một hành động nhất định.
Khi xem xét bản chất của năng lực cần chú ý tới ba dấu hiệu chủ yếu của nó: Sự
khác biệt các thuộc tính tâm lí cá nhân, làm cho người này khác người kia; Chỉ là sự khác
biệt có liên quan tới hiệu quả thực hiện một hoạt động nào đó; Được hình thành và phát
triển trong quá trình hoạt động của cá nhân.
Năng lực được chia làm ba mức độ phát triển: Năng lực; Tài năng ; Thiên tài. Trong
đó năng lực là danh từ chỉ mức độ hoàn thành có kết quả một hoạt động nào đó.
II.2 Mối quan hệ giữa phát triển năng lực và nắm vững kiến thức, kĩ năng , kĩ xảo
Giữa phát triển năng lực và nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo có một mối quan hệ
bền chặt. Mức độ phát triển năng lực phụ thuộc vào mức độ nắm vững kiến thức, kĩ
năng , kĩ xảo. Muốn phát triển năng lực cần nắm vững và vận dụng một cách sáng tạo
những kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo đã tích lũy được về một lĩnh vực hoạt động nhất định:
Mặt khác năng lực giúp cho việc nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo một cách nhanh
chóng hơn.
Tuy nhiên không nên quy tất cả việc phát triển năng lực vào việc cung cấp kiến
thức, kĩ năng, kĩ xảo. Năng lực khác kĩ năng, kĩ xảo ở chổ kĩ năng, kĩ xảo rèn luyện được

còn năng lực ngoài việc rèn luyện học tập phải có tư chất.
II.3 Tiêu chuẩn phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong giải BTVL
Giải bài tập là một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó nêu ra trong đầu
bài. Ở trình độ thấp là là nhận biết những điều kiện để áp dụng một giải pháp đã biết vào

6


một tình huống tương tự các tình huống đã biết. Ở trình độ cao hơn phải thực hiện một
loạt những phân tích và biến đổi để có thể áp dụng những giải pháp cơ bản đã biết.
III.Thực trạng học sinh các khóa trước khi tiến hành đề tài.
Để tìm hiểu thực trạng nắm vững kiến thức và giải bài tập phần ĐLBT động lượng
của học sinh lớp 10, chúng tôi đã tiến hành điều tra trong năm học 2008-2009, 20102011.
Đối tượng là học sinh lớp 10 của trường THPT Đào Duy Từ (Thành phố Thanh Hóa).
Chất lượng nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập phần ĐLBT động lượng
chủ yếu đánh giá qua chất lượng của 9 bài kiểm tra viết (6 bài một tiết,3 bài 15 phút).
Kết quả điều tra cụ thể như sau:

Giỏi

Tỷ lệ Khá
%

Tỷ lệ TB
%

Tỷ lệ Yếu
%

Tỷ lệ Kém

%

Tỷ lệ
%

0

0

17

50

28

5

17

50

28

5

IV. Sơ đồ định hướng giải BTVL
Giải bài tập vật lí là một quá trình phức tạp.Việc học sinh không giải được hoặc giải sai
bài tập chưa đủ cơ sở kết luận học sinh không hiểu biết gì về vật lí, việc không giải được
do nhiều nguyên nhân.Trong số đó chủ yếu là do: Không hiểu điều kiện bài tập: Hiểu
điều kiện bài tập nhưng không biết vận dụng kiến thức vật lí nào ...

Cho nên, để rèn luyện kĩ năng giải bài tâp vật lí, một biện pháp quan trọng là dạy cho
các em phương pháp giải bài tập vật lí.
V. Sơ đồ định hướng giải BTVL
Sơ đồ định hướng khái quát gồm các giai đoạn hành động sau:
7


Bước1: Nghiên cứu đầu bài :
Đọc kĩ đầu bài.
Mã hóa đầu bài bằng kí hiệu quen dùng.
Đổi đơn vị của các đại lượng trong cùng một hệ thống thống nhất.
vẽ hình hoặc sơ đồ.
Bước2: Phân tích hiện tượng và lập kế hoạch giải.
Mô tả hiện tượng, quá trình vật lí xảy trong các tình huống nêu lên trong đầu bài.
Vạch ra các quy tắc, định luật chi phối hiện tượng, quá trình ấy.
Dự kiến những lập luận, biến đổi toán học cần thiết nhằm xác lập được mối quan hệ giữa
cái đã cho và cái phải tìm.
Bước3: Trình bài lời giải.
Viết các phương trình của các định luật và giải hệ hệ phương trình có được để tìm ẩn số
dưới dạng tổng quát, biểu diển các đại lượng cần tìm qua các đại lượng đã cho.
Thay giá trị bằng số của các đại lượng đã cho để tìm ẩn số, thực hiện các phép tính
có độ chính xác cho phép.
Bước4: Kiểm tra và biện luận kết quả
Cần tạo cho học sinh thói quen giải các bài tập vật lí theo sơ đồ định hướng này
Điều này có thể tiến hành tùy thuộc vào từng bài tập cụ thể. Mà trước hết phải ghi nhớ
được các bước hành động ( mặc dù không phải bài tập nào cũng áp dụng tất cả các bước
của SĐĐH giải bài tập vật lí).
VI.Tác dụng của giải bài tập vật lí theo SĐĐH giải BTVL
Sử dụng SĐĐH thấy rõ lợi ích khi đưa vào dạy học trong việc rèn kĩ năng, kĩ xảo
giải bài tập vật lí cho học sinh. Tuy nhiên trong thực tiễn dạy học có rất nhiều học sinh

không nắm được ngay cả các hành động, thao tác giải những bài tập mẫu đơn giản, phổ
biến.

8


Tác dụng của SĐĐH được thể hiện ở chổ:
Đa số các SĐĐH trong dạy học vật lí là SĐĐH hành động.Trong loại này những
chỉ dẫn chỉ là những phương hướng chung tìm kiếm lời giải bài tập, và tạo cho học sinh
thói quen xác định phương hứơng và cách thức hành động trước khi bắt tay vào hành
động cụ thể.
Giải bài tập theo SĐĐH làm bớt khó khăn trong quá trình nắm vững kỹ năng giải
bài tâp và cho phép dạy mọi đối tượng học sinh.
giải bài tập theo SĐĐH tạo cho học sinh thói quen lập luận và hành động chặt chẽ, chính
xác.
Giải bài tập theo SĐĐH là chuẩn bị cho giải bài tập sáng tạo. Bởi lẽ trong quá
trình giải bài tập mẫu theo nó, những thao tác tư duy và kĩ năng giải bài tập của học sinh
được hình thành, đồng thời họ sẽ thực hiện các thao tác ở mức độ tự động hóa khi chuyển
sang giải bài tập sáng tạo.
Tuy nhiên không thể coi giải bài tập vật lí bằng SĐĐH là vạn năng, mà chỉ là bước
đầu tiên hình thành kĩ năng giải bài tập vật lí nói chung để dần chuyển sang giải bài tập
sáng tạo.
VII. Sử dụng SĐĐH giải bài tập vật lí để giải một số bài tập ĐLBT động lượng lớp
10 THPT
Bài tập I (5/129/SGK)
Tìm tổng động lượng (hướng và độ lớn) của hệ hai vật có khối lượng bằng nhau m 1 = m2
= 1kg. Vận tốc của vật 1 có độ lớn v 1 = 1m/s và có hướng không đổi. Vận tốc của vật 2
có độ lớn v2 = 2m/s và:
a)

Cùng hướng với vật 1.

b)

Cùng phương, ngược chiều.

c)

Có hướng nghiêng góc 600 so với v1.
Bước1
m1 = m2 =
1kg

⇒ P=?

a)

v2 ↑↑ v1

Bước3

b)

v2 ↑↓ v1

Động

lượng

của

hệ:

9


v1 = 1m/s

Trong đó: P1 = m1v1 = 1.1 = 1 (kgms-1)

V2 = 2m/s

P2 = m2v2 = 1.2 = 2 (kgms-1)
a) Khi
⇒P

= P1 + P2 = 3 (kgms-1)

b) Khi
c)

(v1 ; v2 ) = 600 = α

⇒P

v2 ↑↑ v1 ⇒ P2 ↑↑ P1

v2 ↑↓ v1 ⇒ P2 ↑↓ P1

= P2 – P1 = 1 (kgms-1)

c) Khi

(v1 ; v2 ) = 600 ⇒ ( P1 ; P2 ) = 600 = α

Áp dụng ĐLHS cosin:
P 2 = P12 + P22 − 2 P1 P2 cos β
= P12 + P22 − 2 P1 P2 cos(π − α )
= 12 + 2 2 − 2.1.2 cos1200 = 7 (kgms-1)

Bước2

Bước4 kiểm tra kết quả.

+ Biểu diễn được các vectơ động học
+ Xác định được vectơ tổng trong mỗi
trường hợp.

P

+ Áp1dụng hàm số cosin.

P

π −α

α

P2

10


Bài tập2: (6/129 SGK)
Một toa xe khối lượng m1 = 3T chạy với tốc độ v1 = 4m/s đến va chạm vào 1 toa xe đứng
yên khối lượng m2 = 5T. Toa này chuyển động với vận tốc v2’ = 3m/s. Toa 1 chuyển động
thế nào sau va chạm?

Bước 1

Bước 3

m1 = 3T

v1 = 4m/s

m2 = 5T

v2 = 0

v2’ = 3m/s
m

vv11' = ?

1

+ Áp dụng ĐLBT động lượng ta có:
+

m2

m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'

(*)

+ Giả sử sau va chạm 2 xe cùng chuyển
động theo chiều dương của v1
( v2 ↑↑ v1 ).
Chiếu phương trình
dương ta có:

(*) lên chiều

m1v1 + 0 = m1v1’ + m2v2’

11


Bước2

⇒ v1' =

+ Hệ gồm 2 vật m1,m2.
+ Là hệ kín theo phương chuyển động.

m1v1 − m2 v2' 3.4 − 5.3
=
= −1
m1

3

Bước4

v1’ < 0 chứng tỏ sau va chạm 1 chuyển
+ Xét sự va chạm xảy ra trong thời gian động theo chiều ngược lại.
ngắn.
+ Chọn chiều dương theo chiều chuyển
động của xe 1 ( v1 ).

Bài tập 3: (4.13 SBT)
Một súng đại bác tự hành có khối lượng M = 800kg và đặt trên mặt đất nằm ngang bắn
một viên đạn khối lượng m = 20kg theo phương làm với đường nằm ngang một góc α =
600. Vận tốc của đạn là v = 400m/s. Tính vận tốc giật lùi của súng.

Bước1
M = 800kg

m = 20kg

α = 600

v = 400m/s

V=?

- Trước khi đạn nổ: động lượng của hệ
bằng 0.
- Ngay sau khi đạn nổ:

v

m
V

α
M

+

Pđ = mv ; P = M V

+ Đạn bay theo phương tạo góc 600 với
phương ngang.
+ Súng giật lùi theo phương ngang.

12


+Hệ sung và đạn là hệ kín theo phương
nằm ngang vì không có ngoại lực
Bước3
- Hệ súng và đạn là hệ kín có động
lượng bảo toàn theo phương ngang.
Áp dụng ĐLBT động lượng ta có:
Bước2

Pđ + P = 0 ⇔ mv + M V = 0

+ Xác định ĐK hệ đạn và sóng là hệ kín

theo phương mằm ngang
+ Áp dụng ĐLBT động lượng.
+ Xác định phương động lượng bảo toàn.

Chọn chiều dương ngược chiều chuyển
động của súng.
Chiếu xuống phương nằm ngang ta có:

- Hệ đạn và súng ngay trước và ngay sau
m.v.cosα – MV = 0
khi bắn là hệ kín theo phương nằm ngang
⇒V =

m
20
1
v. cos α =
.400. = 5 (m/s).
M
800
2

Bước4
Kiểm tra kết quả bảo toàn động lượng
chỉ đúng cho phương ngang.

Bài tập 4: (3/134/ SGK)
Một tên lửa có khối lượng tổng cộng 100T đang bay với vật tốc 200m/s đối với Trái đất
thì phụt ra (tức thời) 20T khí với tốc độ 500m/s đối với tên lửa. Tính vận tốc của tên lửa
sau khi phụt khí trong hai trường hợp.

a)

Phụt ra phía sau (ngược chiều bay).

b)

Phụt ra phía trước (bỏ qua sức cản của trái đất)

13


Bước1
M = 100T

V = 200m/s

m = 20T

v = 500m/s

V’
=?

a)

v ↑↓ V

b)

v ↑↑ V

Bước2

- Hệ tên lửa và khí phụt ra ngay trước
và ngay sau khi phụt là hệ kín.
- Gọi M, M’ là khối lượng tên lửa ngay

V

⊕

+ Nêu được nguyên tắc
chuyển động của tên lửa.

M

+ Chọn gốc quy chiếu và
chiều dương.
+ Biết vận dụng công thức
vận tốc để xác định vận tốc
của tên lửa ngay sau khi
phụt khí.

m

+ Biết trường hợp nào tên
lửa tăng tốc, giảm tốc.

Học sinh không tưởng tượng được ra quá
trình tăng tốc và giảm tốc của tên lửa nhờ

khí phụt ra.

Bài tập 5 (3/13/SGK)
14


Một viên đạn khối lượng 2kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s thì nổ
thành 2 mảnh khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay lên với vận tốc 250m/s theo
phương lệch góc 600 so với đường thẳng đứng.

Bước1

- Động lượng của hệ trước va chạm:

m = 2kg

P = m.v = 2.250 = 500 (kgms-1)

v = 250m/s

m1 = m2 = 1kg

v1 = 500m/s

P A

0
(v1 ; v2 ) =P60
2

v2 = ?

B

β α

P1

O

- Động lượng của mảnh thứ nhất:
P1 = m.v = 1.500 = 500 (kgms-1) =
P
Khi đạn nổ hệ là kín động lượng trước
và sau nổ bảo toàn.
Bước3
+Áp dụng ĐLBT động lượng ta có:
P = P1 + P2

Theo định lý hàm số cosin cho tam
giác OAB ta có:
Bước2

P 2 = P12 + P22 − 2 P1 P2 cos α = 2 P 2 (1 − cos α )

+ Vẽ hình biểu diễn các vectơ động
lượng.

 1
P2 = P 2(1 − cos α ) = 500 21 −  = 500

 2

+ Vận dụng ĐLHS cosin xác định P2.
+ Xác định góc β = ( P2 , P ) .

(kgms-1)
⇒ P2 = P = m2 v2 ⇒ v2 = 500 (m/s)
⇒ ∆OAB

đều

⇒ β=

600.

- Hệ viên đạn ngay trước và sau khi nổ là
hệ kín do:
Vậy sau khi đạn nổ mảnh thứ hai bay
lên với vận tốc v2 = 500m/s tạo với
+ Nội lực lớn hơn rất nhiều so với ngoại
phương thẳng đứng một góc β= 600.
lực.
15


+ Thời gian xảy ra tương tác rất ngắn.

Bước4
Kiểm tra kết quả.

Bài toán 6: (Nâng cao 26.32 GTVL 10 II)
Một lựu đạn được ném từ mặt đất với vận tốc v0 = 20m/s theo hướng lệch với phương
ngang góc α = 300. Lên tới đỉnh cao nhất nó nổ thành mảnh có khối lượng bằng nhau.
Mảnh I rơi thẳng đứng với vận tốc v1 = 20m/s.
a)

Tìm hướng và độ lớn vận tốc của mảnh II.

b)

Mảnh II lên tới độ cao cực đại cách mặt đất bao nhiêu?

Bước1
v0 = 20m/s

v1 = 20m/s

α = 300

m1 = m2 =

y

P2

y’Max
m
2

v0

a)

v2 = ?

b) hMax = ?

O

β

O’

yMax

α

Px

hMax

P1
x

Bước2

Chọn hệ trục toạ độ Oxy:

Ox nằm ngang

16

Oy thẳng đứng
Gốc O là vị trí ném lựu đạn.
Tại thời điểm ban đầu t0 = 0, vận tốc lựu đạn theo mỗi phương:
v0 x = v0 . cos α = 20 cos 30 0 = 10 3 (m / s )

0
v0 y = v0 . sin α = 20 sin 30 = 10(m / s )

Tại thời điểm t xét chuyển động của lựu đạn theo 2 phương:

Ox
Vận tốc

v x = v0 x = 10 3

Toạ độ

x = v x t = 10 3t

Chuyển
động

đều

Oy
v y = v0 y − gt

(1)

y = v0 y t −

1 2
gt = 10t − 5t 2
2

(2)
biến đổi đều

a) Khi lựu đạn lên tới độ cao cực đại
y = ymax ⇔ v y = 0 ⇔ vOy − gt = 0
⇒t =

(2)

vOy
g

=

10
= 1 (s)
10

⇒ ymax = 5 (m)

* Xét tại vị trí cao nhất ngay sau khi nổ:
- Hệ viên đạn ngay trước và ngay sau khi nổ là hệ kín vì:
+ Nội lực lớn hơn rất nhiều ngoại lực.

17


+ Thời gian xảy ra tương tác ngắn.
Bước3
Áp dụng ĐLBT động lượng ta có:

Px = P1 + P2

Do mảnh I rơi thẳng đứng, lựu đạn tại O’ có vận tốc trùng phương ngang
⇒ P1 ⊥ Px ⇒ P22 = P12 + P 2 ⇔ (m2 v2 ) 2 = ( m1v1 ) 2 + (mv x ) 2
⇒ v22 = v12 + 4v x2 ⇔ v2 = v12 + 4v x2 = 20 2 + 4.10 2.3 = 40 (m/s)

Gọi β là góc lệch của
tan β =

v2

với phương ngang, ta có:

P1 m1v1
v
20
1
=
= 1 =
=
⇒ β = 300
Px mv x 2v x 2.10. 3
3

Vậy mảnh II bay lên với vận tốc 40m/s tạo với phương ngang một góc β = 300.
b) Mảnh II lại tham gia chuyển động ném xiên dưới góc ném β = 30 0. Tương tự phần (a),
ta có:

3
= 20 3 (m / s )
v'0 x = v2 . cos β = 40.
2

v' = v . sin β = 40. 1 = 20(m / s )
 0 y 2
2

Sau thời gian t’ lựu đạn nổ, ta có:
v' x = v'Ox .t ' = 20 3t '

v' y = v'Oy − gt ' = 20 − 10t '

Khi mảnh II lên tới độ cao cực đại:

v' y = 0 ⇔ t ' =

20
= 2 (s)
10

Độ cao cực đại của mảnh II lên tới kể từ vị trí lựu đạn nổ:
1
y 'max = v'Oy t '− gt '2 = 20.2 − 5.2 2 = 20 (m)

2

Vậy độ cao cực đại của mảnh II lên tới là:
18


hmax = ymax + y 'max = 5 + 20 = 25 (m)

Bước 4 nhận xét: Học sinh thường gặp khó khăn khi:
+ Xét chuyển động của một vật bị ném xiên, xác định độ cao cực đại.
+ Xác định phương bảo toàn động lượng và biểu diễn vectơ động lượng của các mảnh
đạn ngay trước và ngay sau khi nổ.

PHẦN III. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Với thời lượng 3 tiết bài tập trên một lớp học và tiến hành trên nhiều lớp giáo viên
minh hoạ các bước giải bài toán qua 6 bài tập về định luật bảo toàn động lượng đã cho
học sinh nghiên cứu ở nhà. Kết quả, học sinh tích cực tham gia giải bài tập, nhiều em
tiến bộ nhanh, nắm vững kiến thức cơ bản. Cụ thể được minh hoạ ở bảng sau:

Giỏi

Tỉ
lệ
%

Khá

Tỉ lệ TB
%

Tỉ
lệ
%

Yếu

Tỉ
lệ
%

Kém

Tỉ
lệ
%

10B 4

8

15

30

24

48

5

10

2

4

10 3

6

16

32

25

50

4

8

2

4

Lớp

8

Ll
B6

19


10B6

KẾT LUẬN

Việc dùng SĐĐH giải bài tập vật lí giảng dạy bài tập định luật bảo toàn động lượng cho
học sinh giúp học sinh có thái độ tích cực, tự giác tìm lời giải cho mỗi bài toán.
Đến tiết bài tập, giáo viên tổ chức hướng dẫn học sinh trình bày bài giải chi tiết,
nhiều em có thể cùng tham gia giải một bài tập, kích thích khả năng độc lập, sáng tạo của
mỗi học sinh.
Giúp các em có được cái nhìn tổng quan về phương pháp giải một bài tập Vật lý
nói chung và bài tập liên quan đến ĐLBT động lượng nói riêng. Tạo hứng thú say mê học
tập trong bộ môn Vật lý. Từ đó phát huy được khả năng tự giác, tích cực của học sinh,
giúp các em tự tin vào bản thân khi gặp bài toán mang tính tổng quát, từ đó giúp các em
nắm vững kiến thức cơ bản một các vững chắc, góp phần phát triển năng lực giải quyết
vấn đề.
Đó chính là mục đích mà chung tôi đặt ra.

20


21