- Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu MỞ ĐẦU Trong các phần trước chúng ta đã nghiên cứu một phương pháp cơ bản để giải các bài toán cơ học, đó là phương pháp động lực học. - Vì vậy mà việc đưa ra một phương pháp mới (khác với phương pháp động lực học) trở nên rất cần thiết và lời giải cho những vướng mắc đó, là sử dụng các định luật bảo toàn. - Các định luật bảo toàn chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong chương trình VLPT. - Về phương diện khoa học, các định luật bảo toàn là luận cứ khoa học để đánh giá sự đúng đắn của các lý thuyết vật lý, trên cơ sở các thuyết ấy không vi phạm chúng. - Về mặt phương pháp luận, các định luật bảo toàn bổ sung cho phương pháp động lực học để giải quyết các bài toán cơ học. - ở các định luật bảo toàn những chỗ dựa vững chắc về sự vận động không ngừng của vật chất,. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Phần I. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Đơn vị của động lượng trong hệ SI là kg.m/s. - Đối với hệ kín thì vectơ tổng động lượng của hệ được bảo toàn constpi. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu W.s = 1J. - Năng lượng. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Mỗi dạng chuyển động của vật lý học được đặc trưng bằng một dạng năng lượng riêng, có công thức định lượng tương ứng: Cơ năng, nội năng, quang năng,… Theo sách Cơ sở vật lý của Đavid Halliday thì “năng lượng là số đo gắn với một trạng thái (hay điều kiện) của một hay nhiều vật” Theo Bách khoa toàn thư Việt Nam: năng lượng là độ đo định lượng chung cho mọi dạng vận động khác nhau của vật chất. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu lượng với bình phương vận tốc của chất điểm. - là vận tốc góc của vật. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu trí các điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu TĐ có khối lượng lớn hơn rất nhiều so với khối lượng của cácvật thông thường mà ta xét mà TĐ dịch chuyển rất ít so với vật nên sự thay đổi thế năng của TĐ là không đáng kể so với vật. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Trong trường trọng lực: 21 2. - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn động năng cho trường hợp hai vật VC đàn hồi ta tìm được biểu thức xác định vận tốc của mỗi vật sau VC theo khối lượng hai vật và vận tốc hai vật trước VC. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu thuộc vào tỉ số. - KmM động năng của hệ gần như chuyển hoá thành dạng năng lượng khác (nội năng) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp hai vật VC mềm ta tìm được công thức xác định vận tốc của hệ vật sau VC theo khối lượng và vận tốc hai vật trước VC. - Động lượng của hệ chỉ được bảo toàn trong khoảng thời gian xảy ra va chạm. - Trước và sau khoảng thời gian đó thì động lượng của hệ không được bảo toàn nữa. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu . - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Khi lực F. - Định lý biến thiên cơ năng Cơ năng của vật được bảo toàn khi vật chỉ chịu tác dụng của lực thế. - CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 3.1 Định luật bảo toàn động lượng 3.1.1. - Định luật bảo toàn động lượng Từ biểu thức (13) suy ra : Nếu 0F. - lượng của hệ được bảo toàn. - Định luật bảo toàn động lượng được phát biểu như sau: “Vectơ tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn”. - Biểu thức của định luật bảo toàn động lượng: 'p p (21). - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Trong đó 1 2 ...p p p. - Định luật bảo toàn này chỉ áp dụng cho hệ cô lập (hệ kín). - Định luật bảo toàn động lượng cũng đúng với hệ cô lập gồm nhiều chất điểm. - Ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng: Chuyển động bằng phản lực Trong một hệ kín đứng yên, nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng, thì theo định luật bảo toàn động lượng, phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Ở đây, chuyển động bằng phản lực chủ yếu đề cập đến chuyển động của vật tự tạo ra phản lực bằng cách phóng về một hướng một phần của chính nó, phần còn lại sẽ chuyển động ngược chiều do tác dụng của phản lực và tuận theo ĐLBT động lượng. - Theo định luật III Newton, phản lực do luồng không khí tác dụng lên cánh quạt sẽ đẩy máy bay chuyển động về phía trước. - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho phép ta tính được vận tốc tên lửa ở thời điểm t. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Đặc biệt, nếu 0v thì. - Định luật bảo toàn cơ năng Khi chất điểm khối lượng m chuyển động từ vị trí M đến vị trí N trong một trường lực thế thì công của lực thế cho bởi: AMN = Wt(M. - Wt(N) Nghĩa là : W = Wđ + Wt = const (27) ‘Khi chất điểm chuyển động trong một trường lực thế, mà không chịu tác dụng một lực nào khác thì cơ năng của chất điểm là một đại lượng bảo toàn.’ Đó là nội dung của định luật bảo toàn cơ năng. - Định luật bảo toàn năng lượng Đối với một hệ cô lập (tức không tương tác với bên ngoài, không trao đổi năng lượng với bên ngoài) thì A12 = 0. - Do đó, từ biểu thức (20) suy ra : W2 = W1 = const (28), tức là năng lượng của một hệ cô lập được bảo toàn. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu ĐL BT và chuyển hoá năng lượng là sự phản ánh về mặt khoa học tự nhiên tính không thể tiêu diệt được sự vận động của vật chất. - Ănghen gọi định luật đó là “quy luật cơ bản vĩ đại của sự vận động”. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Phần II. - (2) AD định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang: MVmvx (3) Thay (3) vào (2) ta được. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Nếu 1. - AD định luật bảo toàn cơ năng (do không có ma sát) ta được. - thẳng đứng do đó thành phần nằm ngang của động lượng của hệ bảo toàn.. - không dãn) áp dụng định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang ta được: nvmmvm. - (1) Gọi vđ là thành phần thẳng đứng của viên bi thứ hai, theo định luật bảo toàn cơ năng thì: glm. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu chỉ sẽ chuyển động và đạt tới vị trí nằm ngang khi gLv 2min0 với L là tổng độ dài của hai. - Theo định luật II Niutơn (chiếu lên phương bán kính) cos. - l chiều dài thanh) Vận tốc 1v có thể được tính bằng công thức định luật bảo toàn năng lượng 2. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Thành phần thẳng đứng của vận tốc viên bi là:. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Áp dụng định luật bảo toàn động lượng (khi ngừng trượt hai vật có cùng vận tốc v) vmMMv )(0. - (1) Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng: mgs. - động năng của hệ được bảo toàn. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và động năng ta được. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Hệ chuyển động tự do nên giữa m1 và mặt sàn không ma sát. - tiến xuống dưới như hình AD Định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang:. - Theo định luật bảo toàn cơ năng : mg. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu động. - Áp dụng định luật bào toàn năng lượng:. - Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng. - với vận tốc 2V . - Theo phương ngang ngoại lực tác dụng lên hệ bằng O, nên động lượng được bảo toàn: 2 2. - Mặt khác, vì va chạm đàn hồi nên động năng được bảo toàn:. - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: 2 22 1. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu nhỏ có khối lượng m với tốc độ ban đầu bằng không. - (1) Theo định luật bảo toàn cơ năng:. - Theo định luật II Newton: 2. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu a. - Tại đỉnh bán cầu (A), theo định luật II Newton, ta có: R. - Theo định luật bảo toàn cơ năng (gốc thế năng tại tâm O của bán cầu): 2. - Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho m2: mgxmaxsinα = 2max max. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu M/. - Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho m2:. - (7) Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho hệ:. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu v là vận tốc của vật. - Áp dụng định luật BTĐL cho. - Năng lượng của hệ được bảo toàn. - Định luật bảo toàn động lượng: 00. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Gọi a là gia tốc của nêm, áp dụng định luật II Niutơn cho nêm, tacó:. - Theo định luật II Niutơn, ta có: /1 1 qP N F ma. - Theo định luật III Niutơn: /1 1N N (4). - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu Phần III: BÀI TẬP LUYỆN TẬP Bài 1: Quả cầu treo ở đầu dây có thể chuyển động tròn trong mặt. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu ĐS: a) 0v gR b). - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu của cầu nhảy phải là bao nhiêu để tầm bay xa s đạt cực đại? Tầm xa này là bao nhiêu?. - với vận tốc v. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy chuyên đề “Các định luật bảo toàn” tôi nhận thấy, đây là một chuyên đề rất hay nhiều bài tập gắn liền với thực tiễn cuộc sống, tuy nhiên các dạng bài tập thường rất khó. - Học sinh thường không phát hiện được điểm mấu chốt của đề bài là ở đâu, còn lúng túng trong việc áp dụng các định luật bảo toàn. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. - Chuyên đề các định luật bảo toàn LH NHẬN FILE WORD GV: Lê Chí Hiếu MỤC LỤC. - Thế năng. - CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN. - 3.1 Định luật bảo toàn động lượng. - Định luật bảo toàn cơ năng. - Định luật bảo toàn năng lượng. - Các định luật Kê-ple