Giáo án và PPT Vật lí 10 cánh diều Bài 2: Động lượng và năng lượng trong va chạm

BÀI 1. ĐỘNG LƯỢNG VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG (3 tiết)

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU)

- GV chiếu câu hỏi mở đầu bài học cho HS xem, yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi đưa ra câu trả lời: Va chạm giữa các vật là hiện tượng thường gặp. Lực gây ra do va chạm có thể rất nhỏ như khi các phân tử không khí va chạm lên da chúng ta, nhưng có thể rất lớn như khi các thiên thạch va chạm với nhau ngoài vũ trụ. Ta đã biết rằng động lượng và năng lượng của hệ kín luôn được bảo toàn, tuy nhiên động lượng và năng lượng của từng vật trong va chạm thì có thể thay đổi. Vậy khi các vật va chạm với nhau, động lượng và năng lượng của chúng thay đổi như thế nào?

B.HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1. Khảo sát thực nghiệm.

- Để xác định động lượng và năng lượng của xe trước và sau va chạm cần xác định những yếu tố nào?

- Tiến hành thí nghiệm như thế nào?

- Trình bày cách lý kết quả sau khi đo đạc?

Sản phẩm dự kiến:

- Để xác định động lượng và năng lượng của xe trước và sau va chạm cần xác định khối lượng, vận tốc, độ cao (dùng để tính thế năng) của các xe.

- Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Điều chỉnh đồng hồ hiện về số 0, chỉnh 2 xe về các chốt ghim.

Bước 2: Mở chốt ghim đồng thời gắn ở 2 xe (chốt ghim này giống như một công tắc có tác dụng đẩy 2 xe chuyển động tiến lên phía trước). Khi 2 xe đi qua 2 cổng quang điện, đồng hồ bắt đầu đo thời gian 2 xe đi qua để xác định thời gian (gián tiếp tính được vận tốc trước va chạm của mỗi xe). Sau khi va chạm 2 xe bật ngược trở lại, tiếp tục đi qua cổng quang điện, đồng hồ lại đo thời gian (gián tiếp tính được vận tốc sau va chạm)

- Cách xử lí kết quả: Sau khi đo được thời gian mỗi xe đi qua cổng quang điện trước và sau va chạm thì tính được vận tốc trước và sau va chạm. Dùng cân để cân khối lượng mỗi xe (bước này tiến hành trước khi thực hiện thí nghiệm). Sau đó sử dụng các công thức đã học để tính động lượng trước và sau va chạm của mỗi xe. Vì thực hiện va chạm trên băng đệm khí nằm ngang nên động năng của mỗi xe cũng chính là năng lượng của mỗi xe.

Hoạt động 2. Nghiên cứu va chạm trong thực tế.

- Trình bày sự khác nhau khi thả trứng chim cút xuống đĩa cứng và xuống gối đỡ?

- Những chiếc ô tô hiện đại được thiết kế như thế nào để giảm nguy cơ bị thương cho người ngồi trong xe khi xảy ra va chạm?

Sản phẩm dự kiến:

- Khi thả trứng chim cút rơi xuống đĩa cứng, quả trứng bị vỡ. 

- Khi thả trứng chim cút rơi xuống gối đỡ, quả trứng không bị vỡ mà giữ nguyên hình dạng.

- Để giảm nguy cơ bị thương cho người ngồi trong xe khi xảy ra va chạm, một số bộ phận ở ô tô hiện đại được thiết kế để hấp thụ năng lượng khi xảy ra va chạm, kéo dài thời gian va chạm, giảm lực tác dụng lên người ngồi trong xe. Ô tô hiện đại được thiết kế phần đầu xe biến dạng, kéo dài thời gian tác động, do đó giảm lực cần thiết để dừng ô tô.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

GV yêu cầu HS thực hiện bài tập trắc nghiệm.

Câu 1: Nếu một xe đẩy va chạm hoàn toàn mềm với một xe đẩy đứng yên có khối lượng gấp đôi, thì chúng sẽ di chuyển bằng

A. một nửa vận tốc ban đầu.

B. một phần ba vận tốc ban đầu.

C. gấp đôi vận tốc ban đầu.

D. gấp ba lần vận tốc ban đầu.

Câu 2: Hai vật va chạm với nhau, động lượng của hệ thay đổi như thế nào? Xét hệ này được coi là hệ kín.

A. Tổng động lượng trước lớn hơn tổng động lượng sau.

B. Tổng động lượng trước bằng tổng động lượng sau.

C. Tổng động lượng trước nhỏ hơn tổng động lượng sau.

D. Động lượng của từng vật không thay đổi trong quá trình va chạm.

Câu 3: Để thay thế một quả bóng đang nằm yên tại một vị trí trên mặt bàn bằng một quả bóng khác do va chạm, người chơi bi-da phải xem xét:

A. Va chạm xuyên tâm.

B. Quả bóng chuyển động không được tạo ra bất kì chuyển động quay nào.

C. Cả A và B.

D. Không cần điều kiện gì.

Câu 4: Tổng động lượng của hai vật cùng khối lượng chuyển động cùng vận tốc nhưng ngược chiều khi va chạm

A. tăng lên.

B. giảm.

C. bằng không.

D. là vô hạn.

Câu 5: Trong một vụ va chạm hoàn toàn đàn hồi, động lượng và năng lượng

A. không được bảo toàn.

B. được bảo toàn.

C. trở thành bằng không sau va chạm.

D. bằng nhau trước va chạm.

Gợi ý đáp án:

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

GV yêu cầu HS hoạt động hoàn thành bài tập trong sgk.