Giáo án Vật Lí Lớp 10 - Bài 24 đến Bài 35

ì thuyền dịch chuyển so với mặt nước được độ dời bằng nhiêu và theo chiều nào ? Bỏ qua sức cản của nước. Bài giải Ta xem hệ người – thuyền là hệ kín (P và FA cân bằng nhau ) Ta gọi : v : Vận tốc người đối với thuyền. V : Vận tốc thuyền đối với nước. Þ v + V : Vận tốc người đối với nước. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín : M(v + V) + MV = 0 Þ Thời gian để người đi từ đầu đến cuối thuyền cũng là thời gian để thuyền dịch chuyển được độ dời s : t = Từ đó ta tìm được : s = L = – . L s = – .5,6 = – 2,2 m Nhận xét : dấu “–“ chứng tỏ thuyền chuyển động người chiều với người. Bài 02 : Một quả cầu có khối lượng M = 300 g nằm ở mép bàn. Một viên đạn có khối lượng 10 g bắn theo phương ngang đúng vào tâm quả cầu, xuyên qua nó và rơi cách mép bàn ở khoảng cách nằm ngang s2 = 15 m, còn quả cầu thì rơi cách mép bàn ở khoảng cách s1 = 6m. Biết chiều cao của bàn so với mặt đất là h = 1m. Tìm : Vận tốc ban đầu của viên đạn ? Độ biến thiên động năng của hệ trong va chạm ? Bài giải a) Áp dụng công thức chuyển động của vật được ném ngang từ một độ cao h so với mặt đất ta có : s = v.t = v. hay v = s. Vận tốc của quả cầu sau va chạm : v1 = s1. = 6.= 13,3 m/s Vận tốc đạn sau va chạm : v2 = s2. = 15.= 33,2 m/s Gọi u là vận tốc ban đầu của đạn, áp dụng định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang cho hệ đạn và quả cầu, ta có : m.u = M.v1 + mv2 Þ u = v1 + v2 = 13,3 + 33,2 = 432 m/s b) Ta tính biến thiên động năng của hệ trong quá trình va chạm : DWđ = Wđ2 – Wđ1 = = 26,5 + 5,5 – 933 = - 901 (J) Như vậy : Độ giảm động năng chuyển thành nhiệt lượng tỏa ra sau khi va chạm. Bài 03 : Một vật được thả tự do từ điểm B ở đỉnh dốc có độ cao h so với mặt phẳng nằm ngang. Sau khi tới điểm C ở chân dốc, nó trượt tiếp rồi dừng lại ở điểm D cách hình chiếu của B một khoảng s. Hãy tìm hệ số ma sát trượt m trong chuyển động của vật, biết rằng hệ số ma sát này là không đổi trên toàn bộ đường đi. Bài giải Ta gọi : l : Chiều dài của mặt phẳng nghiêng. a : Góc nghiêng của mặt phẳng nghiêng. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có : W2 = W1 + Ams Þ Ams = W2 – W1 = - W1 (1) Mặt khác công của lực ma sát : Ams = ABC + ACD = - mP.cosa.l – mP(s – l.cosa) = - mPs (2) Từ (1) và (2) ta có : - mPs = - W1 = - Wt1 (Wđ1 = 0) vậy : mPs = mgh Þ m = Bài 04 : Một vận động viên nhảy cao trong một lần thi đầu đã vượt qua xà ở độ cao 1,95m. Người này có khối lượng m = 72 kg với vị trí trọng tâm của mình ở cách mặt đất 1 m. a) Khi nhảy, trọng tâm của người vượt qua một độ cao nằm trên xà 10 cm. Hỏi độ biến thiên thế năng của người trong quá trình nhãy bằng bao nhiêu ? b) Trong khi chạy lấy đà, vận động viên đạt vận tốc v1 = 5,5 m/s ở chân xà. Theo lí thuyết thì người đó có thể đạt tời độ cao nào nếu coi rằng toàn bộ động năng ban đầu chuyển thành thế năng ? c) Thực tế ở điểm cao nhất ma người đã vượt qua xà, vận tốc theo phương ngang không hoàn toàn triệt tiêu. Hãy tìm giá trị vận tốc v2 khi đó. Bài giải a) Gọi h1 là độ cao của trọng tâm người so với mặt đất trước khi nhảy, h2 là độ cao của trọng tâm khi người vượt qua xà ở tư thế nằm ngang. h1 = 1 m h2 = 1,95 + 0,1 = 2,05 Độ tăng thế năng bằng : Wt2 – Wt1 = mg(h2 – h1) = 740,9 (J) b) Động năng ban đầu bằng : Wđ1 = = = 1089 (J) + Nếu động năng chuyển hoàn toàn thành thế năng thì trọng tâm người có thể tăng độ cao đến giá trị cực đại hmax mà : mghmax = hay hmax = = 1,54 m Người sẽ vượt qua xà với độ cao của trọng tâm ở cách mặt đất. H = hmax + h1 = 1,54 + 1 = 2,54 m c) Thực tế, trọng tâm của người chỉ đạt độ cao 2,05 m so với mặt đất. Định luật bảo toàn cơ năng cho ta : Wđ2 - Wđ1 = Wt1 – Wt2 Hay : Wđ2 = Wđ1 - ( Wt2 - Wt1) = 1089 – 740,9 = 348,1 J Þ v2 = = = 3,1 m/s 3) Cũng cố : - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . 4) Dặn dò học sinh : Bài 35 CÁC ĐỊNH LUẬT KẾPLE CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH I. MỤC TIÊU Có khái niệm về hệ nhật tâm: Mặt Trời là trung tâm với các hành tinh quay xung quanh Nắm được nội dung ba định luật Kêple và hệ quả suy từ nó. II. CHUẨN BỊ Dụng cụ vẽ elipse Tranh định luật Kêple III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Va chạm là gì ? Tại sao hệ hai vật va chạm có thể coi là hệ kín ? + Câu 02 : Phân biệt va chạm đàn hồi và va chạm mềm ? + Câu 03 : Tìm công thức xác định các vận tốc sau va chạm đàn hồi ? 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. CÁC ĐỊNH LUẬT KẾPLE 1) Định luật 1 GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ 2) Định luật 2 GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ 3) Định luật 3 GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ III. BÀI TẬP VẬN DỤNG GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ IV. VỆ TINH NHÂN TẠO – TỐC ĐỘ VŨ TRỤ GV : Ê ŸŸŸ ŸŸŸ ŸŸŸ ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ŸŸŸ I. CÁC ĐỊNH LUẬT KẾPLE 1) Định luật 1 : Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm 2/ Định luật 2 : Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau. 3/ Định luật 3 : Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kỳ quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời. hay đối với hai hành tinh bất kỳ : III. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 01 : Khoảng cách R1 từ Hoả Tinh tới Mặt Trời lớn hơn 52% khoảng cách R2 giữa Trái Đất và Mặt Trời. Hỏi một năm trên Sao Hoả bằng bao nhiêu so với một năm trên Trái Đất ? Bài giải Một năm là thời gian để hành tinh quay được một vòng quanh Mặt Trời. Gọi T1 là năm trên Hỏa tinh, T2 là năm trên Trái Đất, ta có : = 1,52 do đó = (1,52)3 T1 = T2 = 1,87T2 Bài 02 : Tìm khối lượng MT của mặt Trời từ các dự liệu của Trái Đất : - Khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời : R = 1,5.1011 (m) - Chu kỳ quay của Trái Đất xung quanh Mặt Trời là T = 365´24´3600 = 3,15.107 s Cho : G = 6,67.10-11 (N.m2/kg2). Bài giải Từ công thức : Þ MT = = =2.1030 kg. IV. VỆ TINH NHÂN TẠO – TỐC ĐỘ VŨ TRỤ 1/ Vệ tinh nhân tạo : Khi một vật bị ném với một vận tốc có giá trị đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất. 2/ Tốc độ vũ trụ - vI = 7,9 (km/s) : Vận tốc vũ trụ cấp I, quỹ đạo tròn. - vII = 11,2 (km/s) : Vận tốc vũ trụ cấp II, quỹ đạo Parabol. - vIII = 16,7 (km/s) : Vận tốc vũ trụ cấp III, vệ tinh có thể thoát ra khỏi hệ Mặt Trời. 3) Cũng cố : 1/ Phát biểu 3 định luật Kêplê ? 2/ Thế nào là vệ tinh nhân tạo ? 3/ Thế nào là vận tốc vũ trụ cấp I, II và III ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1; 2; 3 {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{