Các dạng bài toán bồi dưỡng Học sinh giỏi các định luật bảo toàn

Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

MỤC LỤC

Trang

1. Lời giới thiệu……………………………………………………………..4
2. Tên sáng kiến…………………………………………………….……….4
3. Tác giả sáng kiến………………………………………………….……...4
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến………………………………………………4
5.

Lĩnh vực áp dụng sáng kiến………… ..…………………………………
4

6.

Ngày được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử………...…………………
4

7.

Mô tả bản chất của sáng
kiến……………………………………………..5

7.1.

Nội dung sáng kiến………………………………………………..…
5

PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………….…..5

I.

Lí do chọn đề
tài…………………………………………………….5

II.

Mục đích nghiên
cứu…………………………………………….....6

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................6.
IV. Phương pháp nghiên cứu ................................................................6
PHẦN II - NỘI DUNG
I. Cơ sơ lí luận của vấn đề nghiên cứu ..................................................7
II. Thực trạng vấn đề..............................................................................7
1.Thực trạng về cấp quản lí ..................................................................7.
2.Thực trạng về giáo viên......................................................................7
3. Thực trạng về học sinh.......................................................................7
4. Thực trạng về cơ sở vật chất...............................................................8
III. Những biện pháp giải quyết vấn đề ...............................................8
III.1. Biện pháp đối với học sinh...........................................................8
III.2. Biện pháp đối với cơ sở vật chất...................................................8

Trang 1


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

VẤN ĐỀ I. ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG
LƯỢNG

Dạng I: Động lượng của vật. Động lượng của hệ..................................9
Dạng II: Tính các đại lượng sử dụng định lý động lượng.....................10
Dạng III: Định luật bảo toàn động lượng..............................................12
VẤN ĐỀ II: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Dạng I: Động năng và định lý động năng.............................................19
Dạng II: Thế năng và biến thiên thế năng.............................................22
Dạng III: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng.................................24
Dạng IV: Cơ năng và biến thiên cơ năng..............................................29
Dạng V: Bài toán tổng quát về va chạm...............................................32
IV. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm..............................................36
PHẦN III - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Bài học kinh nghiệm.........................................................................37
2.Ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm...................................................37
3. Những kiến nghị................................................................................37
4. Kết luận.............................................................................................38
7.2. Về khả năng áp dụng của sáng kiến.....................................................38
8. Những thông tin cần được bảo mật...........................................................38
9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến(nêu rõ cần sử dụng những gì
khi giảng dạy)................................................................................................38
10.1. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng
kiến theo ý kiến của tác giả:..........................................................................39
10.2. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng
kiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân:.......................................................... 39
11. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng
sáng kiến lần đầu (nếu có):…………………………………………………39
Tài liệu tham khảo.........................................................................................40

Trang 2

Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
Nội dung
Trung học phổ thông

Ký hiệu
THPT

Trang 3


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

1. Lời giới thiệu
Trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi tôi thấy
rằng bài tập phần các định luật bảo toàn rất hay, thường xuyên xuất hiện trong
các đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh, các bài tập đó có khi rất dễ nhưng thực
sự khó nếu như học sinh không định hướng được các dạng bài tập cũng như
phương pháp giải. Trên thực tế có rất nhiều sách tham khảo viết về bài tập
phần này nhưng các sách đó chỉ đưa ra bài tập và giải mà không chỉ rõ phương
pháp giải cụ thể hoặc nếu có thì không đầy đủ, vì thế học sinh gặp nhiều khó
khăn trong việc nắm bắt kiến thức một cách có hệ thống. Chính vì thế tôi
quyết định nghiên cứu và áp dụng để ôn đội tuyển học sinh giỏi cấp tỉnh tại
trường tôi và đã thu được những thành công nhất đinh.
2. Tên sáng kiến
Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng
học sinh giỏi Vật lí THPT
3. Tác giả sáng kiến
- Họ và tên: Vũ Thị Nhinh

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THPT Trần Nguyên Hãn - Lập
Thạch Vĩnh Phúc
- Số điện thoại: 01686553662
- E_mail:
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến
- Họ tên: Vũ Thị Nhinh
- Chức vụ: Giáo viên
- Đơn vị công tác: Trường THPT Trần Nguyên Hãn - Lập Thạch – Vĩnh
Phúc
5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến
- Giảng dạy và học tập phần “ Các định luật bảo toàn”
- Ôn luyện cho học sinh THPT thi học sinh giỏi cấp tỉnh, hỗ trợ kiến
thức cho học sinh thi THPT Quốc gia
6. Ngày được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử
- Tháng 09 năm 2011: áp dụng cho học sinh THPT thi học sinh giỏi
tỉnh.

Trang 4


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

7. Mô tả bản chất của sáng kiến
7.1. Về nội dung sáng kiến

PHẦN I - ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài
Đảng ta xem việc chọn nhân tài, bồi dưỡng nhân tài là một phần quan
trọng trong quốc sách phát triển con người, điều đó được thể hiện qua việc chỉ
đạo dạy và học trong các nhà trường. Nghị quyết TW2 khoá VIII đã chỉ rõ:

“Việc bồi dưỡng học sinh giỏi là nguồn nhân tài cho đất nước được các nhà
trường trung học phổ thông đặc biệt quan tâm và mọi giáo viên phổ thông đều
có nhiệm vụ phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi”. Việc tổ chức bồi dưỡng
học sinh giỏi và thi học sinh giỏi nhằm: “Động viên khích lệ những học sinh
và giáo viên trong dạy và học, góp phần thúc đẩy việc cải tiến, nâng cao chất
luợng giáo dục, đồng thời phát hiện học sinh có năng khiếu để tiếp tục bồi
dưỡng ở cấp học cao hơn, nhằm đào tạo nhân tài cho đất nước”. Như vây,
đào tạo bồi dưỡng học sinh giỏi là vấn đề cần thiết và cấp bách, bởi vì hơn lúc
nào hết đất nước đang cần những con người tài năng đón đầu tiếp thu những
thành tựu khoa học mới, công nghệ hiện đại để phát minh ra những sáng kiến
đáp ứng yêu cầu của công cuộc đổi mới hội nhập đất nước hiện nay. Bồi
dưỡng học sinh giỏi ở bậc trung học phổ thông là phát huy hết khả năng phát
triển “tiềm tàng” của học sinh, là tạo nguồn học sinh giỏi cho các cấp học tiếp
theo, thực hiện chiến lược “bồi dưỡng nhân tài cho đất nước”. Mặt khác, kết
quả bồi dưỡng học sinh giỏi là một tiêu chí không thể thiếu để đánh giá năng
lực chuyên môn của giáo viên và sự phát triển của các nhà trường, mỗi học
sinh giỏi không chỉ là niềm tự hào của cha mẹ, các thầy cô giáo mà còn là
niệm tự hào của cả cộng đồng.
Tuy nhiên để thực hiện được nhiệm vụ trọng tâm đó thì mỗi giáo viên
phải tự học, tự bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, tâm huyết, tình nguyện hiến
dâng trí tuệ, công sức nhằm tìm ra những thuận lợi và khó khăn, những
phương pháp dạy học phù hợp với đặc trưng của bộ môn, phù hợp với từng
đối tượng học sinh, từng hoàn cảnh, từng vùng và từng miền. Trường trung
học phổ thông nơi tôi công tác nằm ở một trong những vùng khó khăn của
tỉnh, đời sống kinh tế của nhân dân còn nghèo nàn, lạc hậu. Hầu hết các gia
đình đều nhiều nhân khẩu, chính vì vậy mà các em học sinh trung học phổ
thông là những lao động chính của gia đình. Mặt khác vì xa trung tâm và điều
kiện kinh tế khó khăn nên các em chỉ được trang bị đầy đủ sách giáo khoa,
một số có thêm sách bài tập, còn sách tham khảo, nâng cao rất ít em có. Vấn
đề này ảnh hưởng không nhỏ tới ngành giáo dục và ảnh hưởng tới chất lượng

giáo dục đại trà và giáo dục mũi nhọn.
Trong chương trình Vật lí THPT phần “các định luật bảo toàn” - một
phần nội dung quan trọng, bài tập chiếm tỉ lệ lớn trong các đề thi chọn học
sinh giỏi cấp Tỉnh. Nhưng để làm được các bài tập khó của chương này đòi
Trang 5


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

hỏi người làm phải hiểu rõ được hiện tượng, phân tích tỉ mỉ, chi tiết các biến
cố diễn ra, trong khi các bài tập liên quan đến “các định luật bảo toàn” vô
cùng nhiều và phức tạp. Với học sinh của trường tôi hầu như không có tài liệu
tham khảo nào nên khi gặp bài tập phần này, các em rất lúng túng và không
xác định được hướng giải quyết vấn đề.
Vì vậy để phát huy được hết khả năng của học sinh ở vùng đặc biệt khó
khăn trong quá trình học và học giỏi Vật lí, trong khi đồng hành cùng các em
trên con đường chinh phục Vật lí chỉ là một quyển vở ghi, một cái bút, không
có một tài liệu gì hay một cuốn tham khảo hoặc nâng cao nào ngoài sách giáo
khoa, sách bài tập mà để có giải học sinh giỏi cấp Tỉnh môn Vật lí là điều vô
cùng khó khăn. Để giúp các em bớt một phần khó khăn tôi đã lựa chọn đề tài
“ Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học
sinh giỏi Vật lí THPT” với hi vọng các em tiếp cận các bài tập dao động cơ
một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.
II. Mục đích nghiên cứu
Thông qua việc nghiên cứu đề tài với mong muốn góp một tiếng nói
giúp học sinh, phụ huynh thấy được tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng
học sinh giỏi nói chung và học sinh giỏi môn Vật lí nói riêng. Đồng thời chia
sẻ với các em học sinh một phần khó khăn trong việc giải quyết một số bài tập
khó về các định luật bảo toàn.
III. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Phạm vi áp dụng của đề tài “ Phương pháp giải một số dạng toán các
định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT” dùng để ôn đội tuyển
học sinh giỏi cấp Tỉnh môn Vật lí THPT, trong đề tài tôi phân chia thành một
số dạng bài tập từ đơn giản đến phức tạp và phương pháp giải để từ đó giúp
học sinh dễ dạng định dạng và tìm ra hướng giải quyết một số bài tập khó hiệu
quả hơn.
Đối tượng nghiên cứu là một số dạng bài tập về định luật bảo toàn bồi
dưỡng học sinh giỏi Vật Lí THPT.
IV. Phương pháp nghiên cứu
1. Phương pháp quan sát: Bản thân tôi tự tìm tòi qua tài liệu tham
khảo, nghiên cứu, đúc rút kinh nghiệm từ thực tiễn giảng dạy .
2. Phương pháp trao đổi, thảo luận: Trong quá trình nghiên cứu, tôi
tiến hành trao đổi, thảo luận với đồng nghiệp, đúc rút kinh nghiệm để hoàn
thiện đề tài.
3. Phương pháp thực nghiệm: Tôi tiến hành dạy thử nghiệm theo
phương pháp đã nghiên cứu trong đề tài.
4. Phương pháp điều tra: Tôi ra các bài tập áp dụng để kiểm tra đánh
giá kết quả sử dụng phương pháp mới và đánh giá qua kì thi chọn học sinh
giỏi cấp Tỉnh.

Trang 6


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

PHẦN II. NỘI DUNG
I. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu :
Cũng như trình bày ở trên việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ở trường
tôi - trường nằm trong vùng kinh tế khó khăn vào bậc nhất của Tỉnh là điều rất
cần thiết.

Công việc này nói thì đơn giản nhưng để thực hiện tốt ở một trường đa
phần là học sinh có học lực tương đối yếu, mất gốc căn bản, điểm vào lớp 10
rất thấp là rất kì công đối với mỗi giáo viên dạy Vật lí, bồi dưỡng học sinh giỏi
Vật lí. Vì dân cư trên địa bàn huyện nhà chủ yếu làm ruộng, trình độ dân trí
thấp, đời sống khó khăn, rất nhiều gia đình bố mẹ phải gửi con ở nhà để đi các
tỉnh khác kiếm việc làm nên việc quan tâm đến việc học tập của con cái trong
gia đình rất ít. Hơn nữa số lượng học sinh yêu thích, say mê học Vật lí là rất
nhỏ.
Trong khi giai đoạn hiện nay nước ta đang cần rất nhiều nhân tài để
phục vụ cho công cuộc xây dựng đất nước. Học giỏi môn Vật lí là chìa khoá
để mỗi học sinh trở thành những nhân tài chất lượng cho quốc gia, quyết định
sự thành công của công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Hiện
nay phương pháp dạy học đóng vai trò rất quan trọng, phương pháp dạy học
phù hợp sẽ giúp học sinh nắm bắt nhanh chóng kiến thức, hơn thế nữa nếu học
sinh nắm bắt được phương pháp học thì học sinh sẽ hiểu được bản chất của
vấn đề, rút ngắn được thời gian học tập và có thời gian để nghiên cứu các tài
liệu nâng cao và việc tự học mà hiện nay ta đang cần khuyến khích nhiều hơn.
II. Thực trạng vấn đề
1. Thực trạng về cấp quản lý
- Đã quan tâm vào công tác phát triển mũi nhọn.
- Có sự phân công nhiệm vụ cho từng giáo viên trực tiếp giảng dạy,
giám sát và kiểm tra quá trình thực hiện của giáo viên.
- Động viên tinh thần cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để giáo
viên thực hiện nhiệm vụ.
2. Thực trạng về giáo viên
- Được đào tạo về chuyên môn cơ bản, có sức khỏe, sức trẻ, có lòng
nhiệt tình trong mọi công việc. Luôn luôn học tập trau dồi tri thức, nhằm phục
vụ tốt nhất cho sự nghiệp giáo dục
- Trong quá trình giảng dạy, tuy gặp nhiều khó khăn nhưng phần lớn các
thầy cô giáo đều đặt chữ “tâm” lên hàng đầu, đây là một trong những thuận lợi

góp phần vào sự thành công của ngành giáo dục.
- Có sự đầu tư vào nghiên cứu khi được giao nhiệm vụ.
3. Thực trạng về học sinh
*) Ưu điểm
Trang 7


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

- Các em học sinh ngoan, cần cù chịu khó.
- Có trách nhiệm với việc học tập, trong quá trình học tập hăng say phát
biểu, đóng góp lên sự thành công của bài giảng.
- Có ý thức vươn lên trong học tập, từng bước yêu thích các môn học
*) Hạn chế
- Kiến thức cơ bản về phần “ các định luật bảo toàn ” trong chương
trình Vật lí THPT còn rất nhiều hạn chế
- Đời sống kinh tế của học sinh còn nhiều khó khăn về cả vật chất và
tinh thần, hầu hết không có bất kỳ một tài liệu học tập nào ngoài sách giáo
khoa và sách bài tập.
- Phần lớn các bậc phụ huynh không quan tâm đến việc học của con em
mình vì phải đi làm ăn ở xa, mà luôn có tư tưởng “chăm sự nhờ thầy”
4. Thực trạng về cơ sở vật chất
*) Ưu điểm:
- Có đủ cơ sở vật chất để phục vụ cho lớp học
- Có các phương tiện phục vụ cho mục đích giảng dạy như: Bảng từ,
máy chiếu, máy tính.
*) Hạn chế
- Thiếu tài liệu và sách tham khảo.
III. Những biện pháp giải quyết vấn đề
III.1. Biện pháp đối với học sinh

Tham mưu với gia đình để các em có một khoảng thời gian cho công
việc học tập, đầu tư nguồn kinh phí nho nhỏ để các em mua máy tính bỏ túi,
đồ dùng học tập...)
Tăng thời gian và thời lượng ôn tập khi các em chưa đạt được mục đích
học tập, tranh thủ khoảng thời gian ra chơi hàng ngày để hướng dẫn cho các
em học sinh có nhu cầu hỏi phần bài tập được giao về nhà nếu như em đó
chưa hiểu.
Khi các em được ôn luyện thường xuyên và liên tục đã phần nào bổ
sung các kiến thức cơ bản mà các em còn thiếu và yếu. Từ đó giúp các em
hiểu bản chất của vấn đề và làm tăng tinh thần học tập của các em.
Giao những nhiệm vụ vừa sức bằng các bài toán tương tự để các em rèn
luyện thêm khi ở nhà.
III.2. Biện pháp đối với cơ sở vật chất
Hỗ trợ kinh phí cho các em trong quá trình bồi dưỡng và ôn luyện (cấp
phát không thu tiền mỗi em một bộ tài liệu để ôn luyện: bản thân tôi tự tìm tòi
qua sách tham thảo, đồng nghiệp, tài liệu của các trường bạn sau đó soạn lại
Trang 8


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

theo từng dạng toán có kèm phương pháp giải đã phân chia trên máy tính, sau
đó in và phôtô cho mỗi học sinh một bản)
Bản thân tôi tự đầu tư kinh phí tìm và mua tài liệu ôn luyên học sinh
giỏi tại các hiệu sách lớn mỗi khi có cơ hội nhằm phục vụ tốt hơn cho mục
đích giảng dạy.
Biện pháp giải quyết vấn đề về “ Phương pháp giải một số dạng toán
các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT”

VẤN ĐỀ I: ĐỘNG LƯỢNG . ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

DẠNG 1: ĐỘNG LƯỢNG CỦA VẬT, ĐỘNG LƯỢNG CỦA HỆ
A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Động lượng p của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận
tốc v là một đại lượng được xác định bởi biểu thức: p = m v
- Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1.
- Độngurlượng
hệ vật:
uu
r uur
Nếu:
Nếu:
Nếu:

p  p1  p2
ur
ur
p1 ��p 2 � p  p1  p2
ur
ur
p1 ��p 2 � p  p1  p2
ur ur
p1  p 2 � p  p12  p2 2
uu
r uur
p1 , p2   � p 2  p12  p2 2  2 p1. p2 .cos

Nếu: 

VÍ DỤ: Hai vật có khối lượng m1 = 1 kg, m2 = 3 kg chuyển động với các vận
tốc v1 = 3 m/s và v2 = 1 m/s. Tìm tổng động lượng ( phương, chiều và độ lớn)

của hệ trong các trường hợp :


a) v 1 và v 2 cùng hướng.


b) v 1 và v 2 cùng phương, ngược chiều.


c) v 1 và v 2 vuông góc nhau
Hướng dẫn giải
a) Động
lượng của
hệ :
 

p= p1+ p2
Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 =
1.3 + 3.1 = 6 kgm/s
b) Động lượng của hệ :
= 1 + p 2
Độ lớn : p = m1v1 - m2v2 = 0
c) Động
lượng của
hệ :
 

p= p1+ p2
Độ lớn: p = p12  p 22 = = 4,242 kgm/s
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Trang 9


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

r

Bài 1: Hệ gồm hai vật. Vật 1 có khối lượng m1 = 1kg có vận tốc v1 hướng nằm
r
ngang và có độ lớn v1 = 4m/s. Vật 2 có khối lượng m 2 = 2kg và có vận tốc v2
có độ lớn v2 = 2m/s . Tính tổng động lượng của hệ trong các trường hợp sau:
r
r
a, v2 cùng hướng với v1
r
r
r
r
b, v2 ngược hướng với v1 c, v2 chếch lên trên hợp với v1 góc 900
r
r
r
r
d, v2 chếch lên hợp với v1 góc 600
e, v2 hợp với v1 góc 1200
Bài 2: Hệ gồm ba vật. Vật 1 có động lượng P 1 = 4kgm/s. Vật 2 có động lượng
P2 = 3kgm/s. Tổng động lượng của hệ bằng không. Tính động lượng của vật 3
biết vận tốc của vật 1 và vận tốc của vật 2 vuông góc với nhau.
Bài 3: Tìm tổng động lượng (hướng và độ lớn) của hệ hai vật m 1 = 1kg, m2 =

2kg, v1 = v2 = 2m/s, biết hai vật chuyển động theo các hướng
a, Ngược nhau
b, Vuông góc nhau
c, Hợp với nhau góc 600
Bài 4: Một hệ gồm hai vật có khối lượng lần lượt là m 1 = 2kg, m2 = 5kg,
chuyển động với vận tốc có độ lớn lần lượt là v 1 = 4 m/s, v2 = 6 m/s. Tính
động lượng của hệ trong các trường hợp sau:
a. Hai vật chuyển động trên một đường thẳng và cùng chiều
b. Hai vật chuyển động trên một đường thẳng nhưng ngược chiều
c. Hai vật chuyển động theo phương vuông góc với nhau
d. Hai vật chuyển động trên theo hai hướng hợp với nhau góc 120o.
DẠNG 2: TÍNH CÁC ĐẠI LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỊNH LÍ ĐỘNG
LƯỢNG
(dạng khác định luật II Niuton)
A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
+ Dạng khác của định luật II Newton: Độ biến thiên của động lượng của
một vật trong một khoảng thời gian bằng
xung lượng của lực tác dụng lên vật
ur
r
trong khoảng thời gian đó. F .  t =  p (Định lý động lượng)
VÍ DỤ:
VÍ DỤ 1: Ném một nắm bùn có khối lượng 0,4kg với vận tốc 8m/s theo
phương vuông góc với mặt một bức tường. Nắm bùn chạm vào tường thì bị
biến dạng và dính vào tường. Thời gian nắm bùn bị biến dạng là 0,1s. Tính giá
trị trung bình của lực do nắm bùn tác dụng lên tường
Hướng dẫn giải
Ngay trước khi
nắm bùn chạm vào tường thì nó có
r

động lượng P với giá trị
P = mv = 0,4. 8 = 3,2 kgm/s
Khi nắm bùn chạm vào tường thì tường tác rdụng lên nắm bùn một
lực có giá
r
trị trung bình là - F( dấu – biểu thị là lực F ngược chiều với P . Lực ấy tác
dụng trong thời gian t = 0,1s làm biến dạng nắm bùn, cho đến khi động
lượng bằng 0
Vậy biến thiên động lượng P = 0 – 3,2kgm/s của lực tác dụng lên nắm bùn
trong thời gian 0,1s.
Trang 10


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

r

r

Từ định luật:
F .D t = D P
Cho ta: - F.0,1 = - 3,2 � F = 32N
VÍ DỤ 2: Một quả cầu rắn khối lượng 0,1 kg chuyển động với vận tốc 4 m/s
trên mặt phẳng ngang. Sau khi va vào vách cứng, nó bậc trở lại với cùng vận
tốc đầu 4 m/s. Hỏi độ biến thiên động lượng quả cầu sau va chạm bằng bao
nhiêu ? Tính xung lực( hướng và độ lớn ) của vách tác dụng lên quả cầu nếu
thời gian va chạm là 0,05(s)
Hướng dẫn giải
Chọn chiều dương là chiều chuyển động quả cầu trước khi va vào vách.
Độ biến thiên động lượng :

p = p2 – p1 = (- mv) – (mv) = - 2mv = - 0,8 kgm/s.
Áp dụng định luật II Newton dưới dạng tổng quát :
F t = p
Lực F do vách tác dụng lên quả cầu cùng dấu p, tức là hướng ngược chiều
chuyển động ban đầu của vật. Đối với một độ biến thiên động lượng xác định,
thời gian tác dụng t càng nhỏ thì lực xuất hiện càng lớn, vì thế gọi là xung
lực :
F

p  0,8

= - 16 N
t 0,05

B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Quả bóng khối lượng m = 500g chuyển động với vận tốc v = 10m/s đến
đập vào tường rồi bật trở lại với cùng vận tốc v, hướng vận tốc của quả bóng
trước và sau va chạm tuân theo định luật phản xạ gương. Tính độ lớn động
lượng của bóng trước, sau va chạm và độ biến thiên động lượng của bóng nếu
bóng đến đập vào tường dưới góc bằng:
a, a = 0
b, a = 600. Từ đó suy ra lực trung bình do tường tác dụng lên bóng nếu thời
gian va chạm D t = 0,5s
Bài 2: Tàu kéo có khối lượng m 1 = 600tấn đạt được vận tốc v = 1,5m/s thì bắt
đầu làm căng dây cáp và kéo xà lan m 2 = 400tấn chuyển động theo. Hãy tìm
vận tốc chung của tàu kéo xà lan; Xem rằng lực đẩy và lực cản của nước cân
bằng nhau. Coi khối lượng dây cáp là nhỏ
Bài 3: Hòn bi thép m = 100g rơi tự do từ độ cao h = 5m xuống mặt phẳng
ngang. Tính độ biến thiên động lượng của hòn bi nếu sau va chạm
a, Viên bi bật lên với vận tốc cũ

b, Viên bi dính chặt với mặt phẳng ngang
c, Trong câu a, thời gian va chạm t = 0,1s. Tính lực tương tác trung bình giữa
bi và mặt phẳng ngang
Bài 4: Vật khối lượng m = 1kg chuyển động tròn đều với vận tốc v = 10m/s.
Tính độ biến thiên động lượng của vật sau
a, 1/4 chu kì
b, 1/2 chu kì
c, cả chu kì
Trang 11


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

Bài 5: Xe khối lượng m = 1tán đang chuyển động với vận tốc 36km/h thì hãm
phanh và dừng lại sau 5 giây. Tìm lực hãm( theo cách định luật II Niuton)
Bài 6: Súng liên thanh được tì lên vai bắn với tốc độ 600viên đạn/phút, mỗi
viên đạn có khối lượng 20g và vận tốc khi rời nòng là 800m/s. Tính lực trung
bình do súng nén lên vai người bắn
Bài 7: Viên đạn đang đứng yên trong nòng súng. Đạn nổ, thuốc súng cháy
thành khí có áp suất rất lớn tác dụng lên đầu đạn làm đầu đạn chuyển động,
sau 0,05s thoát ra miệng nòng súng với vận tốc 800m/s. Đầu đạn có khối
lượng 10g. Tính lực trung bình đã tác dụng lên đầu đạn
Bài 8: Một khẩu súng trong 2s bắn ra liên tục 20 viên đạn, mỗi đầu đạn có
khối lượng 10g và thoát ra khỏi nòng súng với vận tốc 800m/s. Tính lực trung
bình đè lên vai người bắn súng
Bài 9: Trong cơn bão, gió thổi với vận tốc 120km/h đập vuông góc vào mặt
tiền của một tòa nhà rộng 50m cao 30m. Sau khi đập vào nhà vận tốc của
luồng khí coi như gần bằng không. Hãy tính lực trung bình do gió tác dụng lên
tòa nhà. Khối lượng riêng của không khí là 1,3kg/m3

DẠNG 3: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng của một hệ cô lập, kín
luôn được bảo toàn.
 p h = const
* Các bước giải bài toán
Bước 1: Chọn hệ vật cô lập khảo sát
Bước 2: Viết biểu thức động lượng của hệ trước và sau hiện
tượng.
uu
r uu
r
Bước 3: áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ: pt  ps (1)
Bước 4: Chuyển phương trình (1) thành dạng vô hướng (bỏ vecto) bằng 2
cách:
+ Phương pháp chiếu
+ Phương pháp hình học.
* Một số trường hợp thường gặp
Trường hợp 1. Súng giật lùi khi bắn
- Xét hệ kín gồm súng và đạn
- Gọi m1 là khối lượng của súng, m2 là khối lượng của đạn.
- Lúc đầu chưa bắn, động lượng của hệ :


p 0



'
- Sau khi bắn: đạn bay theo phương ngang với vận tốc v 2 thì súng bị giật lùi

'
v
với vận tốc 1 :




p ' m1 .v1  m2 .v 2
m1 r
r


 '
- Theo định luật bảo toàn động lượng: p  p  m1 .v1  m2 .v2 0 v2   m2 v1

Vậy súng và đạn chuyển động ngược chiều nhau.
Trang 12


Phương pháp giải một số dạng toán các định luật bảo toàn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT

Trường hợp 2. Chuyển động bằng phản lực
- Để giải các bài toán về chuyển động bằng phản lực, chỉ cần áp dụng định
luật bảo toàn động lượng. Cần chú ý rằng, ban đầu hai phần của hệ có cùng
vận tốc, sau đó chúng có vận tốc khác nhau (về hướng và độ lớn).
- Chuyển động của tên lửa
+ Lượng nhiên liệu cháy và phụt ra tức thời hoặc các phần của tên lửa tách




rời khỏi nhau.: mv0 m1v1  m2 v2
Chiếu lên phương chuyển động để thực hiện tính toán.
Trường hợp 3. Hiện tượng nổ, va chạm






Sự nổ của đạn: mv m1v1  m2 v2
(Đạn nổ thành 2 mảnh)
(Hệ kín : Fngoại  Fnội )
Chú ý:
Trong hệ kín, các vật của hệ có thể chuyển động có gia tốc nhưng khối tâm
của hệ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Trong hiện tượng nổ, va chạm, các vận tốc có phương khác nhau cần chọn hệ
trục tọa độ Oxy.
Sau khi viết phương trình vectơ của định luật và chiếu lên hệ trục tọa độ đã
chọn sẽ tiến hành giải toán để suy ra các đại lượng cần tìm. Trong bước này
nhiều khi có thể biểu diễn phương trình vectơ trên hình vẽ để tìm được lời
giải.
* Những lưu ý khi giải các bài toán liên quan đến định luật bảo toàn động
lượng:
a. Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận
tốc thành phần) cùng phương, thì biểu thức của định luật bảo toàn động lượng
được viết lại:
m1v1 + m2v2 = m1 v1' + m2 v '2
Trong trường hợp này ta cần quy ước chiều dương của chuyển động.
- Nếu vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0;

- Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v < 0.
b. Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận
tốc thành phần) không cùng phương, thì ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t
và biểu diễn trên hình vẽ. Dựa vào các tính chất hình học để tìm yêu cầu của
bài toán.
* Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
- Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không.
- Ngoại lực rất nhỏ so với nội lực
- Thời gian
tương tác ngắn.
ur
ur
- Nếu F ngoai luc �0 nhưng hình chiếu của F ngoai luc trên một phương nào đó bằng
không thì động lượng bảo toàn trên phương đó.
Trang 13