Sáng kiến kinh nghiệm "Sử dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán va chạm "

Chia sẻ: titihaudau

Các định luật Bảo toàn có vai trò vô cùng quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề về vật lí nói chung và giải các bài toán vật lí trong chương trình THPT nói riêng. Đối với học sinh, đây là vấn đề khó. Các bài toán va chạm rất đa dạng và phong phú. Tài liệu tham khảo thường đề cập tới vấn đề này một cách riêng lẻ. Do đó học sinh thường không có cái nhìn tổng quan về bài toán va chạm. ...

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm "Sử dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán va chạm "

Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
A. Phần Mở Đầu
I. lí do chọn đề tài
Các đ ịnh luật Bảo toàn có vai trò vô cùng quan trọng trong việc giải quyết
các vấn đề về vật lí nói chung và giải các bài toán vật lí trong chương trình
THPT nói riêng. Đối với học sinh, đây là vấn đề khó. Các bài toán va chạm rất
đa dạng và phong phú. Tài liệu tham khảo thường đề cập tới vấn đề này một
cách riêng lẻ. Do đó học sinh thường không có cái nhìn tổng quan về bài toán va
chạm. H ơn nữa trong b ài toán va chạm các em thường xuyên phải tính toán với
động lượng - đại lượng có hướng, đối với loại đại lượng này các em thường lúng
túng không biết khi nào viết dưới dạng véc tơ, khi nào viết dưới dạng đại số,
chuyển từ phương trình véc tơ về phương trình đại số như thế nào, đại lượng véc
tơ bảo toàn thì những yếu tố nào được bảo toàn.... Để phần nào tháo gỡ khó
khăn trên tôi mạnh dạn đưa ra đề tài này đồng thời góp phần tăng sự tự tin của
các em trong học tập.
Ii. Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Giúp học sinh có cái nhìn khái quát về bài toán va chạm, định hướng được
phương pháp giải nhanh chóng.
- Cũng cố sự tự tin, bồi đắp sự hứng thú trong học tập, nâng cao kĩ năng tự học tự
nghiên cứu của học sinh.
III. Phương pháp nghiên cứu.
K hi đã xác định được vấn đề, nhiệm vụ nghiên cứu tôi sử dụng các phương
pháp sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tâm lý trong quá trình học.
- Phương pháp thực nghiệm.
- Phương pháp thống kê...
IV. Đối tượng nghiên cứu.
- Học sinh THPT.
- Sự vận dụng các định luật bảo toàn vào bài toán va chạm.
V. Giới hạn nghiên cứu.
- Định luật bảo toàn động lượng và sự bảo toàn động năng trong bài toán va
chạm, các kiến thức về bài toán va chạm trong chương trình THPT
b. Nội dung
i. Tóm tắt lý thuyết
1.1 Các khái niệm về động lượng
 
- Động lượng của vật p  m v khối lượng vật
m:

v : vận tốc của vật
 
• p v
1
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
• Độ lớn: p = mv
m
• Đơn vị: kg
s
- Đ ộng lượng  Nếu hệ gồm các vật có khối lượng m 1, m 2, …, m n; vận tốc
hệ; 
  
lần lượt là v1 , v2 , … vn
  
  
p  p1 p2  ...  pn
- Động lượng của hệ:

  
 

p  m1 v1  m2 v2  ...  mn vn
Hay:
1.2. Định luật bảo toàn động lượng
1.2.1 Hệ kín : Hệ không trao đổi vật chất đối với môi trường bên ngoài.
1.2.2. Hệ cô lập : Hệ không chịu tác dụng của ngoại lực, hoặc chịu tác
dụng của ngoại lực cân bằng.
1.2.3. Định luật bảo toàn động lượng: Hệ kín, cô lập thì động lượng của
hệ được bảo toàn.
* Chú ý:
• Động lượng của hệ bảo toàn ngh ĩa là cả độ lớn và hướng
của động lượng đều không đổi.
• Nếu động lượng của hệ đ ược bảo toàn thì hình chiếu véc tơ
động lượng của hệ lên mọi trục đều bảo toàn – không đổi.
• Theo phương nào đó nếu không có ngoại lực tác dụng vào hệ
hoặc ngoại lực cân bằng thì theo ph ương đó động lượng của hệ
được bảo toàn.
1.3. Các khái niệm về va chạm
1.3.1 Va chạm đàn hồi: là va chạm trong đó động năng của hệ va chạm
không được bảo to àn.
Như vậy trong va chạm đàn hồi cả động lượng và động năng được bảo
toàn.
1.3.2. Va chạm không đàn hồi : là va chạm kèm theo sự biến đổi của tính
chất và trạng thái bên trong của vật. Trong va chạm không đàn hồi, nội năng
nhiệt độ, hình dạng... của vật bị thay đổi.
- Trong va chạm không đàn hồi có sự chuyển hoá động năng thành các
dạng năng lượng khác (ví dụ như nhiệt năng). Do đó đối với bài toán va chạm
không đàn hồi động năng không được bảo toàn.
ii. các bài toán va chạm
2.1. Bài toán các vật chuyển động trên cùng một trục:
2.1.1 Phương pháp:
Bước 1: Chọn chiều dương.

2
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
Bước 2: Lập phương trình hoặc hệ phương trình
+ Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dưới dạng đại số.
+ Viết phương trình bảo toàn động năng (nếu va chạm là đàn hồi) ...
Bước 3: Giải phương trình hoặc hệ phương trình trên để suy ra các đại lượng
vật lí cần tìm.
* Chú ý:
- Động lượng, vận tốc nhận giá tri (+) khi véc tơ tương ứng cùng
chiều với chiều (+) của trục toạ độ.
- Động lượng, vận tốc nhận giá tri (-) khi véc tơ tương ứng ngược
chiều với chiều (+) của trục toạ độ.
- Trong thực tế không nhất thiết phải chọn trục toạ độ. Ta có thể
ngầm chọn chiều (+) là chiều chuyển động của một vật nào đó
trong hệ.
2.2.2.Các bài toán ví dụ:
Bài 1:( BTVL 10 - Cơ bản) Một xe trở cát có khối lượng 38 kg đang chạy trên
đường nằm ngang không ma sát với vận tốc 1m/s. Một vật nhỏ khối lượng 2 kg
bay ngang với vận tốc 7 m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát nằm yên trong
đó. Xác định vận tốc mới của xe. Xét hai trường hợp.
a) V ật bay đến ngược chiều xe chạy.
b) Vật bay đến cùng chiều xe chạy.


Lời giải:


- Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của xe cát.
Gọi:
V: vận tốc hệ xe cát + vật sau va chạm.
V0: vận tốc xe cát trước va chạm.
v0: vận tốc vật trước va chạm.
- áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
 M  m V  MV0  mv0
MV0  mv0
V 
mM
a) V ật bay ngược chiều xe chạy: v0  7 m / s
38.1  2( 7)
V  0, 6m / s
38  2
b) Các vật bay cùng chiều xe chạy: v0  7m / s

3
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
38.1  2.7
V  1,3m / s
40
Bài 2: ( BTVL 10 – Nâng cao) V ật m1 = 1,6 kg chuyển động với vận tốc v1 = 5,5
m/s đến va chạm đàn hồi với vật m2 = 2 ,4 kg đang chuyển động cùng chiều với
vận tốc 2,5 m/s. Xác định vận tốc của các vật sau va chạm. Biết các vật chuyển
động không ma sát trên một trục nằm ngang.

Bài giải:


Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của vật (1) trước vận chuyển.
áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
m 1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’ (1)
Va chạm là đàn hồi nên:
1 1 1 1
m1 v12  m 2 v 2  m1v '2  m 2 v '2
2
(2)
1 2
2 2 2 2
' '

 m1 ( v1  v1 )  m 2 ( v 2  v 2 )
(1) và (2)  ' ' ' '
 m1 ( v1  v 1 )( v1  v1 )  m 2 ( v 2  v 2 )( v 2  v 2 )

v1  v1'  v2  v2
'

Thay số, kết hợp với (1) ta có:
5,5  v1'  2,5  v2'

 ' '
8,8  6  1, 6.v1  2, 4.v2


'
 v2  4, 9 m / s

Giải hệ ta có:   '
 v 1  1, 9 m / s

' '
* Nhận xét: v1 , v2 > 0 các vật vẫn chuyển động theo chiều (+) (chiều chuyển
động ban đầu)
Bài 3: Một quả cầu thép khối lượng 0,5kg đ ược treo bằng sợi dây dài 70cm, đầu
kia cố định và được thả rơi lúc dây nằm ngang khi quả cầu về tới vị trí, phương
của dây treo thẳng đứng thì nó va trạm với một khối bằng thép 2,5kg đang đứng
yên trên mặt b àn không ma sát, va chạm là đàn hồi. Tìm vận tốc quả cầu và khối
lượng ngay sau vận chuyển.


Bài giải:

Gọi v0 là vận tốc của quả cầu ngay trước va chạm.
Theo định luật bảo toàn cơ năng.
1 1
m 1 .o 2  m 1 . g .l  m 1 .v 0  o
2

2 2
 v0  2 gl  2.9,8.0, 7  3, 7 m / s

4
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
- Xét quá trình ngay trước và sau va chạm có thể xem các vật chuyển động trên
một trục, chọn chiều (+) là chiều chuyển động của quả cầu thép ngay trước va
chạm.
- áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
(1)
m1.v0  m2 .0  m1.v1  m2 .v2
- Va chạm là đàn hồi nên động năng được bảo to àn nên:
1 1 1
m1v0  m1v12  m2v2
2 2
(2)
2 2 2
 m v  m (v  v )
(1) và (2)   2 22 1 0 1  v2  v0  v1

 m2 v2  m1 (v0  v1 )(v0  v1 )

 m1.v0  m1.v1  m2 .v2
Kết hợp với (1) ta được 
v2  v0  v1
v0 (m1  m2 )

v1  m  m
 1 2
Giải ra ta có: (*)

v  2m1v0
 2 m1  m2

Thay số:
3, 7(0, 5  2, 5)

 v1    2, 47 m / s
0, 5  2, 5


 v  2.0, 5.3, 7  1, 233 m / s
 2 0, 5  2, 5

* N hận xét: v2  0 chứng tỏ vật 2 chuyển động theo chiều (+) (chiều
chuyển động của vật m1 ban đ ầu); v1  0 : vật 1 chuyển động theo chiều âm
(ngược chiều so với chiều chuyển động ngay trước va chạm)
- Từ (*) ta thấy: m1  m2  ( v1  0 ): vật m1 vẫn chuyển động theo chiều
chuyển động ngay trước va chạm.
- m1  m2  ( v1  0 ) vật m1 chuyển động ngược trở lại
- m1  m2  ( v1  0 ) vật m1 đ ứng yên sau va chạm
Bài 4: Hai quả cầu tiến lại gần nhau và va chạm đàn hồi trực diện với nhau với
cùng một vật tốc. Sau va chạm một trong hai quả cầu có khối lượng 300g dừng
hẳn lại. Khối lượng quả cầu kia là bao nhiêu?

Bài giải:

Gọi m1 , m2 là khối lượng của các vật, v1 , v2 là vận tốc tương ứng.
- Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của vật m1 trước va chạm.
- áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
m1v1  m2 v2  m1v1'  m2v2
'
(1)
Với: (2)
v1  v2  v


5
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
Giả sử: v1'  0 khi đó vật m1 sau va chạm nằm yên
'
Từ (1) và (2) (3)
 ( m1  m2 )v  m2v2
' '
 v2 phải chuyển động ngược trở lại v2  0 . Điều này chỉ xảy ra khi m1  m2 .
- Va chạm là đàn hồi nên động năng được bảo to àn do đó:
1 1 1
m1v12  m2v2  m2 v2 2 (v1'  0)
2 '
(4)
2 2 2
  m1  m2  v 2  m2v22
'
(5)
m1  m2
'
Lấy (5 ) chia (3) ta được: v2  v
m1  m2
Thay vào (3) ta có:
m1  m2
 m1  m2  v  m2 v
m1  m2
2
  m1  m2   m2 (m1  m2 )
 m1 (m1  3m2 )  0
m
 m2  1  100 g ( m 1 = 0 vô lí)
3
Quả cầu không bị dừng có khối lượng 100 (g)
2.2. Bài toán các vật không chuyển động không trên cùng một trục
2.1.1.Phương pháp

- Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dưới dạng véc tơ:
Cách 1:
  '
p1  p2  p1'  p 2 ( hệ hai vật)
- V ẽ giản đồ véc tơ
- Thiết lập phương trình hoặc hệ phương trình:
+ áp dụng các định lí hình học( pitago, định lí hàm số sin, định lí
hàm số cosin, ... ) lập các mối quan hệ về độ lớn động lượng của hệ
trước và sau va chạm.
+Viết phương trình bảo toàn động lượng ( nếu va chạm là đàn
hồi)...
- G iải phương trình hoặc hệ các phương trình trên tìm ra các đại lượng
đề yêu cầu.
- Chọn trục toạ độ ox hoặc hệ toạ độ oxy.
Cách 2:
- Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng dưới dạng véc tơ:
  '
p1  p2  p1'  p 2
- Thiết lập phương trình hoặc hệ phương trình: Vẽ giản đồ véc tơ và
chiếu các véc tơ lên các trục toạ độ, chuyển phương trình véc tơ về phương trình
đại số. Phương trình b ảo toàn động lượng( nếu va chạm là đàn hồi)...
- Giải hệ các phương trình trên tìm ra các đại lượng đề yêu cầu.


6
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
Bài 1: ( BTVL 10 – Nâng cao) Một xe cát có khối lượng M đang chuyển động
với vận tốc V trên mặt nằm ngang. Người ta bắn một viên đạn có khối lượng m
vào xe với vận tốc v hợp với phương ngang một góc  và ngược lại hướng
chuyển động của xe. Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt đường. Tìm vận tốc của xe
sau khi đạn đã nằm yên trong cát.

Bài giải:

- Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của xe.

 

- Xe chịu tác dụng của hai lực: trọng lực p , phản lực N trong đó:

  
p+ N = 0
Theo phương ngang không có lực tác dụng nên đ ộng lượng của hệ được bảo
toàn.   
MV  mv  ( M  m)u (1)
Chiếu (1) lên ox: MV  mvcos  ( M  m)u
MV  mvcos
u 
M m
* Trong thực tế không nhất thiết người làm phải chọn trục ox, có thể trong
quá trình làm người ngầm chọn chiều (+) là chiều chuyển động của vật nào đó ví
dụ chiều chuyển động của xe trước va chạm.
Bài 2: Một xà lan có khối lượng 1,5.105 kg đi xuôi dòng sông với tốc độ 6,2 m/s
trọng sương mù dày, và va chạm vào một mạn xà lan hướng mũi ngang
5
dòng sông, xà lan thứ 2 có khối lượng 2,78.10 kg chuyển
1
động với tốc độ 4,3m/s, Ngay sau va chạm thấy hướng
0
đi của x à lan thứ 2 bị lệch đi 18 theo phương xuôi
xuôi dòng
dòng nước và tốc độ của nó tăng tới 5,1 m/s. Tốc độ dòng
nước thực tế b ằng 0, vào lúc tai nạn xảy ra. Tốc độ và phương
chuyển động của xà lan thứ nhất ngay sau va chạm là bao nhiêu?
2
Bao nhiêu động năng bị mất trong va chạm?

Bài giải:

y
áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có :
    
mv1  m2v2  mv1'  m2v2' P2'
1 1


Chiếu (1) lên trục ox và oy ta có : Ph
P2
 m1v1  m1v1' cos  m2 v2 sin180
'

 ' 0 '
 m2 v2  m2 v2 cos18  m1v1 sin 
 18 0





P


P1 ' 1 7
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
m'
,
v1 cos   v1  2 v2 sin180
 m1

 x
v, sin   m2  v  v ' cos180 )
1 2 2
m1

5
m2
 v2  v2' cos180 ) 2, 78.10 4,3  5,1cos180
 
1,5.105
m
 tan   1   0, 311
2, 78.105
m'
v1  2 v2 sin180 0
6, 2  5,1.sin18
1,5.105
m1
  17,30

Thay vào trên ta có: v1'  3, 43 m / s
+ Động năng của hệ trước và sau va chạm

1 1
m1v12  m2v2
2
Et 
2 2
1 1
Es  m1v1 2  m2 v,2
 2
2 2

Động năng bị mất sau va chạm là :
1 1
E  Et  Es  m1(v12  v1 )  m1(v2  v2 )
,2 2 ,2

2 2
1 1
1,5.105 (6, 2 2  3, 432 )  2, 78.105 (5,12  4, 32 )
Thay số : E 
2 2
E = 0,955 MJ
Bài 3: Hai quả cầu A và B có khối lượng lần lượt là m1 và m2 với m1 = 2m 2 , va
chạm với nhau . Ban đầu A đứng yên B có vận tốc v. Sau va chạm B có vận tốc
v/2 và có phương chuyển động vuông góc so với phương chuyển động ban đầu
của nó . Tìm phương chuyển động của quả cầu A sau va chạm và vận tốc của
quả cầu A sau va chạm. Biết v = 5 m/s 2 ,24 m/s
Bài giải

Gọi: p là động lượng của quả cầu B trước khi va chạm.

p1, p2 lần lượt là động lượng của quả cầu A và B sau va chạm

p2
áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

p  p1  p2
Ta có giản đồ véc tơ như hình vẽ:
Theo giản đồ véc tơ:

p

8
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n

Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
p12  p2  p2
2


 m1v12  m2v2  m2 v2
22

2
v 
2 2
 m v  m1v  m2  2 
11
2
5 m2 5
.2. 5  5 m
 v1  v
s
2 m1 2

+ Phương chuyển động của A:
v
m2 .
p 21
tan   2 
p m2 .v 2
   26,570
Sau va chạm phương chuyển động của B bị lệch 26,75 0 so với phương chuyển
động ban đầu.
Bài 4: (Cơ sở vật lí tập I - ĐAVI HALLIDAY – ROBERTRESNICK – JEARLWALKER) Trong một
ván bi a, quả bi a bị chọc va vào một quả bi a khác đang đứng yên. Sau va chạm
quả bi quả bi a bị chọc chuyển động với vận tốc 3,5 m/s theo một đường làm với
góc 220 đối với phương chuyển động ban đầu của nó còn quả thứ hai có vận tốc
2m/s. Hãy tìm:
a. Góc giữa phương chuyển động của quả bi a thứ hai và phương chuyển
động ban đầu của quả bi a chọc.
b. Tốc độ ban đầu của quả bi a chọc.
c. Động năng có được bảo to àn không ?

Bài giải
P1
A

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

p  p1  p2
B

Theo hình vẽ: O

P
p  p1cos  p2cos
mv  m v1cos  mv2 cos

Chia 2 vế cho m ta có:
(1)
v  v1cos  v2cos (m1  m2  m) P2
Mặt khác trong OAB có:
P2 P v2 v
1 1

sin  sin  sin  sin 
v1 3,5
sin 220  0, 6556
 sin   sin  
v2 2


9
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
   410
Góc giữa phương chuyển động của quả bi a thứ 2 và quả bi a thứ nhất lúc chưa
va chạm vào quả bi a thứ 2 là   410 .
b) Thay  vào (1) ta có:
v  3, 5cos 220  2.cos 410  4, 755 m / s
c) Động năng của hệ trước và sau va chạm
12
E mv
2
1 1
E '  mv12  mv 2
2

2 2
Nếu động lượng bảo toàn thì E  E '

1 1 1
m v 2  m v12  m v2
2

2 2 2
2 2 2
 mv  m v1  m v2
 m 2v 2  m 2 v12  m 2 v2
2


p 2  p12  p2
2
hay
 
 p1  p2

Nghĩa là : (*)
v1  v2

ở đây: ( v1 , v2 ) =     220  410  630 trái với (*)
Vậy động lượng không được bảo toàn.
Bài 5 : (Cơ sở vật lí tập I - ĐAVI HALLIDAY – ROBERTRESNICK – JEARLWALKER) Một
proton chuyển động với tốc độ 500 m/s va chạm đàn hồi với một proton khác
đứng nghỉ. proton ban đầu bị tán xạ 600 đối với phương ban đầu của nó. Xác
định phương chuyển động của proton bia sau va chạm, vận tốc hai proton sau va
chạm.

Bài giải

Gọi: - p là động lượng của prôton đạn trước va chạm.

- p1 là động lượng của prôton đạn sau va chạm.

p1
- p2 là động lượng của prôton bia sau va chạm.
A
áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

p  p1  p2
áp dụng định luật cosin trong OBC ta có:

p2  p12  p  2 p1 pcos600
2
B
600
p
O
1 
 m 2v2  m12v12  m 2v 2  2m 2v1v.
2

2
 v2  v12  v 2  v1v (1)
2



Mặt khác vì va chạm là đàn hồi nên động lượng
p2
được bảo toàn.
C
10
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
1 21 21 2
mv  mv1  mv2
2 2 2
2 2 2
 v  v1  v2 (2)
Từ (1) và (2) ta có:
v1 (2v1  v)  0
v1  0 Loại trừ không phù hợp với điều kiện đề bài.
v
 v1   250m / s
2
Thay vào (1) ta có:
v 500
3  433 m/s
v2  3
2 2
+ Tính góc 
Từ định luật bảo toàn cơ năng
1 21 21 2
mv  mv1  mv2
2 2 2
 ( mv)  ( mv1 )  ( mv1 ) 2
2 2

 
P 2  P 2  P22  p1  p2
1
Hay
   900  600  300
Vậy góc hợp bởi phương chuyển động của proton bi a sau va chạm hợp
với phương chuyển động của proton ban đầu là 300.
* Nhận xét: Đạn và bia cùng khối lượng thì sau va chạm đàn hồi nếu các vật
không chuyển động trên cùng một trục thì hướng chuyển động phải vuông góc
với nhau.
III. Bài tập
Bài 1: (BTVL 10 Nâng cao) Một proton có khối lượng mp = 1,67.10-27kg chuyển
động với vận tốc vp = 107 m/s tới va chạm vào hạt nhân heli đang nằm yên . Sau
va chạm proton giật lùi với vận tốc vp, = 6.106 m/s còn hạt heli bay về phía trước
với vận tốc 4.106 m/s . Tìm khối lượng của hạt heli
Bài 2: (BTVL 10 Nâng cao) Bắn một viên đạn có khối lượng 10g vào một mẫu
gỗ có khối lượng 390g đặt trên một mặt phẳng nhẵn. Đạn mắc vào gỗ và cùng
chuyển động với vận tốc 10 m/s.
a. Tìm vận tốc của đạn lúc bắn.
b. Tính đ ộng năng của đạn đã chuyển sang dạng khác.
Bài 3: Một xe có khối lượng m1 = 1,5kg chuyển động với vận tốc v1 = 0,5 m/s
đến va chạm vào một xe khác có khối lượng m2 = 2 ,5 kg đang chuyển động cùng
chiều. Sau va chạm hai xe dính vào nhau cùng chuyển động với vận tốc v =
0,3m/s. Tìm vận tốc ban đầu của xe thứ hai và độ giảm động năng của hệ hai xe.
Bài 4: Sau một va chạm hoàn toàn không đàn hồi, hai vật có cùng khối lượng
và cùng tốc độ ban đầu cùng chuyển động đi xa với một nửa tốc độ ban đầu của
chúng. Hãy tìm góc giữ các vận tốc ban đầu của hai vật.



11
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m
Bài 5: Sau một va chạm hoàn toàn không đàn hồi, hai vật có cùng khối lượng
và cùng tốc độ ban đầu cùng chuyển động đi xa với một nửa tốc độ ban đầu của
chúng. Hãy tìm góc giữa các vận tốc ban đầu của hai vật.
Iv.K ết quả
Trong quá trình dạy học sinh khối 10 về phần kiến thức này tôi đã thử
nghiệm với hai nhóm học sinh được đánh giá là tương đương về nhiều mặt trước
khi d ạy (kiến thức, tư duy, điều kiện học tập, số lượng...). Nhóm 1 tôi dạy cũng
kiến thức trên nhưng không phân dạng bài, không hệ thống hoá. Nhóm 2 tôi dạy
theo phương pháp trên. Kết quả điểm kiểm tra cùng đối kiến thức về bài toán va
chạm như saunhư sau:
Nhóm 1: ( Tổng số HS :15)
Giỏi Yếu
K há TB K ém
SL % SL % SL % SL % SL %
0 0 4 26,7 9 53,3 3 20 0 0

Nhóm 2: ( Tổng số HS :15)
Giỏi Yếu
K há TB K ém
SL % SL % SL % SL % SL %
3 20 6 40 6 40 0 0 0 0
Kết quả trên cũng được khảng định định qua kì thi học sinh giỏi cấp trường của
khối 10 năm học 2007-2008 vừa qua. Các em đạt giải đều thuộc nhóm 2.

C. Kết luận

Qua thời gian giảng dạy tôi thấy rằng với việc phân loại bài tập như trên
đã giúp học sinh có cái nhìn đúng đắn khi gặp các bài toán va chạm. Các em
không còn túng túng bỡ ngỡ khi gặp các bài tập này. Chính vì vậy mà kết quả thi
đại học và thi học sinh giỏi đã có hiệu quả nhất định. Trong thực tế giảng dạy tôi
thấy còn có nhiều câu hỏi đi liền với bài toán này như tìm độ nén cực đại của lò
xo sau va chạm, độ cao cực đại của vật, tìm biên độ dao động... Tuy nhiên do
trình đ ộ và thời gian có hạn nên tôi chưa thể đề cập tới các vấn đề một cách sâu
rộng được rất mong được sự góp ý của các đồng nghiệp để đề tài được ho àn
thiện hơn.


Vĩnh lộc, Ngày 23/04/2008
Người thực hiện



Trịnh Huy Ngọc

12
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Sö dông c¸c ®Þnh luËt b¶o toµn ®Ó gi¶i bµi to¸n va ch¹m




Tài liệu tham khảo:
o Bài tập vật lí 10 – Cơ bản (Lương Duyên Bình – Nguyễn Xuân Chi
– Tô Giang - Vũ Quang – Bùi Gia Th ịnh)
o Bài tập vật lí 10 – Nâng cao( Lê Trọng Tương – Lương Tất Đạt –
Lê Chân Hùng – Phậm Đình Thiết – Bùi Trọng Tuân)
o Từ điển vật lí ( D ương Trọng Bái – Vũ Thanh Khiết)
o Cơ sở vật lí tập I - ĐAVI HALLIDAY – ROBERTRESNICK – JEARLWALKER




13
TrÞnh Huy Ngäc – Tr­êng THPT BC TrÇn Kh¸t Ch©n
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản