Giáo án Vật lý 10 - Chương 7: Động lương - Năm học 2022-2023 - Hà Linh Anh

CHƯƠNG VII. ĐỘNG LƯỢNG
BÀI 18. ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
(2 tiết)
I. MỤC TIÊU 
1. Kiến thức
- Động lượng của một vật là đại lượng được đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật:
p = m.v
+ Động lượng là một đại lượng vector có hướng cùng hướng của vận tốc.
+ Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
+ Trong hệ SI, động lượng có đơn vị là kg.m.s-1.
+ Động lượng đặc trưng co khả năng truyền chuyển động của vật này lên vật khác thông qua tương tác giữa chúng.
+ Vector động lượng của nhiều vật bằng tổng các vector động lượng của các vật đó.
- Hệ kín là hệ không có tương tác với các vật bên ngoài hệ.Ngoài ra, khi tương tác các vật bên ngoài hệ lên hệ bị triệt tiêu hoặc không đáng kể so với tương tác giữa các thành phần của hệ, hệ vẫn có thể được xem gần đúng là hệ kín.
- Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ kín luôn bảo toàn.
p1 + p2 + + pn = p’1 + p’2 + + p’n
2. Năng lực
a. Năng lực vật lý:
- Nhận thức vật lý;
+ Nêu được ý nghĩa vật lý và định nghĩa động lượng từ tình huống thực tế.
+ Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng trong hệ kín.
- Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lý: Thực hiện thí nghiệm và thảo luận, phát biểu được định luật bảo toàn động lượng trong hệ kín.
-Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng vào một số bài toán đơn giản trong học tập và cuộc sống.
b. Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện nững công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các câu hỏi thảo luận.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Khiêm tốn tiếp thu sự góp ý, nhiệt tình chia sẽ, hỗ trợ các thành viên trong nhóm khi tiến hành hoạt động thí nghiệm.
3. Phẩm chất chủ yếu:
- Chăm chỉ: Tích cực tìm tòi, sáng tạo, có ý thức vượt khó để có kết quả tốt trong học tập thông qua SGK, tương tác với GV và trả lời các câu hỏi thảo luận.
- Trung thực: Tự giác thực hiện đúng các yêu cầu trong tiến trình thí nghiệm và xử lý số liệu trung thực và chính xác.
II. Thiết bị day học và học liệu
Đối với giáo viên:
SGK, SGV.
Bộ dụng cụ thí nghiệm (theo sách); files, ảnh minh họa có liên quan đến bài học.
Đối với học sinh:
Sách giáo khoa.
Tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG (5 phút)
1. Mục tiêu: Tạo sự hứng thú cho HS trước khi vào bài học mới.
2. Nội dung: GV cho HS quan sát files, ảnh, đặt câu hỏi rồi yêu cầu HS suy nghĩ, đưa ra ý kiến của cá nhân.
3. Sản phẩm học tập: 
Câu trả lời của HS.
4. Tổ chức thực hiện:
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh rồi đặt câu hỏi: 
Theo em, yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các 
mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ hay yếu tố nào làm cho 
viên đạn thể thao đường kính 9mm gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo?
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập.
- HS thoải mái chia sẻ, đưa ra suy nghĩ và câu trả lời.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận.
- GV mời 1-2 bạn HS trả lời cho câu hỏi.
TL: Theo em thì không xác định được yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ hay yếu tố nào làm cho viên đạn thể thao đường kính 9 mm gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo.
Bước 4. Đánh giá kết quả hoạt động, thảo luận.
- GV tiếp nhận câu trả lời.
- GV dẫn dắt vào bài: Trong thực tế, có rất nhiều trường hợp mà quá trình tương tác giữa các hệ vật, ta không thể xác định được lực tương tác. Do đó, ta không thể sử dụng trực tiếp định luật II Newton để khảo sát. Nhưng ta biết chắc đã có sự truyền chuyển động giữa các vật. Vậy đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động này là gì, chúng ta sẽ đi tìm hiểu trong bài ngày hôm nay bài 18. Động lượng và định luật bảo toàn động lượng.
HOẠT ĐỘNG 2: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC ĐỘNG LƯỢNG( 15 phút)
1. Mục tiêu:
- HS thực hiện thí nghiệm về tình huống trong thực tiễn liên quan đến chuyển động của vật.
- Nêu được ý nghĩa vật lí và định nghĩa động lượng từ tình huống thực tế.
2. Nội dung: GV giảng giải, phân tích, yêu cầu HS đọc SGK, tiến hành làm thí nghiệm và thảo luận, trả lời câu hỏi.
3. Sản phẩm học tập: HS thực hiện thí nghiệm thành công và phát biểu được ý nghĩa vật lí và định nghĩa động lượng.
4. Tổ chức thực hiện :
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Nhiệm vụ 1. Thực hiện thí nghiệm về động lượng
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chia lớp thành 4 nhóm.
- GV cho HS đọc thí nghiệm trong SGK rồi trả lời câu Thảo luận 1: Từ thí nghiệm trong hình 18.2: Dự đoán độ dịch chuyển của khúc gỗ trong các trường hợp và cho biết độ dịch chuyển đó phụ thuộc vào những yếu tố nào của viên bi. Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.
- GV chuẩn bị sẵn 4 bộ dụng cụ, mỗi bộ dụng cụ gồm:
+ 2 viên bi nhỏ có hình dạng, kích thước giống nhau nhưng khác khối lượng. (Một viên bi bằng sắt, một viên bi bằng thủy tinh)
+ Một mặt phẳng nghiêng, nhẵn.
+ Một khúc gỗ nhỏ.
- Sau đó, GV yêu cầu HS dựa vào SGK để tiến hành làm thí nghiệm.
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi.
- HS tiến hành làm thí nghiệm theo yêu cầu của GV.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- Đại diện 2 nhóm HS đứng dậy trình bày câu trả lời
- HS ở nhóm khác nhận xét, đánh giá, bổ sung
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu khái niệm động lượng
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Dựa vào câu Thảo luận 1, GV đặt câu hỏi:
+ Theo em, tại sao khúc gỗ lại dịch chuyển được?
- GV đưa ra khái niệm, công thức tính và đơn vị của động lượng cho HS ghi chép vào vở.
 - GV cho HS quan sát hình ảnh thể hiện mối liên hệ giữa vectơ động lượng và vận tốc của một vật, yêu cầu HS nhận xét về hướng của vectơ động lượng và vectơ vận tốc. Sau đó trả lời câu Thảo luận 2: Cho ví dụ để giải thích tại sao động lượng của một vật lại phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
GV đưa ra gợi ý giải thích tại sao động lượng của một vật lại phụ thuộc vào hệ quy chiếu: Động lượng được tính bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật. Khối lượng của vật không phụ thuộc vào hệ quy chiếu, trong khi đó vận tốc của vật là một đại lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Vì vậy động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
- GV đưa ra lưu ý.
 - GV tiếp tục cho HS trả lời câu Luyện tập: Trong một trận bóng đá, cầu thủ 7 có khối lượng 78kg chạy dẫn bóng với tốc độ 8,5m/s. Trong khi đó, cầu thủ 11 có khối lượng 72 kg (ở đội đối phương) cũng chạy đến tranh bóng với tốc độ 9,2 m/s theo hướng ngược hướng của cầu thủ A (Hình 18.4).
a, Hãy xác định hướng và độ lớn của vectơ động lượng của từng cầu thủ.
b, Hãy xác định vectơ tổng động lượng của 2 cầu thủ .
+ GV gợi ý câu b: HS cần chọn chiều dương cho hệ chuyển động gồm 2 cầu thủ.
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS chú ý nghe giảng kết hợp với đọc thông tin SGK để trả lời câu hỏi.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- GV mời 1 bạn trả lời cho mỗi câu hỏi đưa ra, riêng câu Luyện tập 4 thì lên bảng trình bày lời giải.
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.
1. Thí nghiệm
Trả lời:
*Thảo luận 1:
Khi thả 2 viên bi từ cùng một độ cao, viên bi có khối lượng lớn hơn sẽ tác dụng lực lớn hơn lên khối gỗ làm cho khối gỗ bị đẩy đi xa hơn. Tương tự khi xét cùng một viên bi, lực của viên bi tác dụng lên khối gỗ sẽ lớn hơn (khối gỗ sẽ bị đẩy đi xa hơn) khi viên bi được thả ở chỗ cao hơn.
Như vậy độ dịch chuyển của khúc gỗ phụ thuộc vào khối lượng viên bi và vị trí thả viên bi.
- HS các nhóm tiến hành làm thí nghiệm kiểm chứng cho câu trả lời cho câu Thảo luận 1.
2. Khái niệm động lượng
Trả lời:
Khúc gỗ dịch chuyển được là do viên bi truyền chuyển động cho.
Khái niệm:
Đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của vật này lên vật khác thông qua tương tác giữa chúng được gọi là động lượng.
Công thức tính: p = mv(18.1)
Trong đó:
m: khối lượng của vật (kg)
v: là vận tốc của vật (m/s)
p: là động lượng của vật (kg.m/s)
Trả lời:
Vectơ động lượng và vectơ vận tốc có cùng hướng với nhau.
*Thảo luận 2:
Ví dụ: Xét bạn Nhật đang ngồi trên xe ô tô chuyển động thẳng với tốc độ v:
+ Đối với hệ quy chiếu gắn với đất (người quan sát đứng trên vỉa hè), Nhật đang chuyển động với tốc độ v và do đó, động lượng của Nhật trong hệ quy chiếu này có độ lớn là m.v.
+ Trong khi đó, đối với hệ quy chiếu gắn với một người quan sát khác đang ngồi chung xe ô tô với Nhật thì Nhật đang đứng yên và do đó động lượng của Nhật trong hệ quy chiếu này có độ lớn bằng 0.
Lưu ý:
- Động lượng là một đại lượng vectơ có hướng cùng với hướng của vận tốc.
- Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
- Vectơ động lượng của nhiều vật bằng tổng các vectơ động lượng của các vật đó.
*Luyện tập:
a. Cầu thủ A có vectơ động lượng hướng từ trái qua phải và có độ lớn bằng:
 pA= 663 (kg.m/s)
Cầu thủ B có vectơ động lượng hướng từ phải qua trái và có độ lớn bằng:
 pB= 754,4 (kg.m/s)
b. Vectơ tổng động lượng của cả hai cầu thủ là:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của cầu thủ A, động lượng của hệ 2 cầu thủ này là:
p = pA - pB = 663 - 754,4
 = -91,4 (kg.m/s)
Vậy vec tơ tổng động lượng của 2 cầu thủ có hướng ngược với chiều dương quy ước và có độ lớn bằng 91,4 (kg.m/s)
HOẠT ĐỘNG 3: HÌNH THÀNH ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG (25 phút)
1. Mục tiêu:
- HS thực hiện thí nghiệm về tình huống trong thực tiễn liên quan đến chuyển động của vật.
- Nêu được định luật bảo toàn động lượng động lượng từ tình huống thực tế.
2. Nội dung: GV giảng giải, phân tích, yêu cầu HS đọc SGK, tiến hành làm thí nghiệm và thảo luận, trả lời câu hỏi.
3. Sản phẩm học tập: HS thực hiện thí nghiệm thành công và phát biểu được định luật bảo toàn động lượng.
4. Tổ chức thực hiện :
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Nhiệm vụ 1. GV dẫn HS tìm hiểu về khái niệm hệ kín và liên hệ thực tiễn.
+ GV Chuyển giao nhiệm vụ
GV yêu cầu HS đọc sách tìm hiểu khái niệm về hệ kín và trả lời câu hỏi thảo luận 3.
HS nhận nhiệm vụ.
GV gọi HS trả lời và nhận xét. Gợi ý trả lời câu hỏi thảo luận 3.
HS ghi nhận
GV mô phỏng thí nghiệm 18.5 theo số liệu có ởSGK(PP) và gợi ý trả lời các câu hỏi thảo luận 4, 5, 6, 7 và yêu cầu HS kết hợp trả lời câu hỏi số 8.
GV nhận xét và đánh giá gợi ý trả lời câu hỏi số 8.
HS ghi nhận.
Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu về định luật bảo toàn động lượng.
GV đàm thoại với lớp hướng dẫn HS hình thành nội dunh định luật bảo toàn động lượng.
Từ kết quả câu thảo luận 8. GV yêu cầu HS nhận xét về độ chênh lệch tương đối động lượng của hệ trước và sau va chạm.
HS tiếp nhận nhiệm vụ
GV nhận xét và kết luận
HS ghi nhận.
GV yêu cầu HS Thảo luận và rút ra định luật bảo toàn động lượng.
Đại diện HS trình bày trước lớp, Hs khác góp ý, nhận xét.
GV nhận xét, đánh giá và tổng kết.
HS ghi nhận
GV yêu cầu HS thảo luận và vận dụng các kiến thức vừa học giải quyết các câu hỏi(PHT); đọc và để hiểu việc vận dụng định luật bảo toàn động lượng trong cuộc sống (trang 118 SGK); nêu một số chuyển động có ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng.
HS tiếp nhận nhiệm vụ.
GV hướng dẫn, gợi ý .( 
HS ghi nhận
II. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
1. Khái niệm hệ kín
- Một hệ được xem là hệ kín khi hệ đó không có tương tác với các vật bên ngoài hệ.
- Ngoài ra, khi tương tác các vật bên ngoài hệ lên hệ bị triệt tiêu hoặc không đáng kể so với tương tác giữa các thành phần của hệ, hệ vẫn có thể được xem gần đúng là hệ kín.
Động lượng trước và sau va chạm xấp xỉ bằng nhau.
2. Định luật bảo toàn động lượng.
- Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ kín luôn bảo toàn.
p1 + p2 + + pn = p’1 + p’2 + + p’n
- Vận dụng
Chuyển động của tên lửa, máy bay phản lực, chuyển động của pháo thăng thiên, chuyển động giật lùi của súng và khẩu đại bác khi bắn, chuyển động của các con vật ở dưới nước như bạch tuộc 
3. Hoạt động : Luyện tập (Thời gian: 35 phút) 
a) Mục tiêu:
- Biết vận dụng để giải một số bài toán tìm động lượng.
 - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng giải một số bài toán đơn giản.
b) Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu của giáo viên.
c) Sản phẩm: Kết quả thảo luận nhóm và bài giải.
d) Tổ chức thực hiện: 
Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS dựa vào phần lý thuyết vừa học giải các bài tập sau.
Câu 1. Tìm tổng động lượng hướng và độ lớn của hệ hai vật có cùng khối lượng bằng lkg. Vận tốc của vật 1 có độ lớn 4(m/s) và có hướng không đổi, vận tốc của vật hai là 3(m/s) và cùng phương cùng chiều với vận tốc vật một.
A. 3 (kg.m/s)	B. 7 (kg.m/s)	C. 1 (kg.m/s)	D. 5 (kg.m/s)
Câu 2. Tìm tổng động lượng hướng và độ lớn của hệ hai vật có cùng khối lượng bằng lkg. Vận tốc của vật 1 có độ lớn 4(m/s) và có hướng không đổi, vận tốc của vật hai là 3(m/s) và cùng phương ngược chiều vận tốc vật một.
A. 3 (kg.m/s)	B. 7 (kg.m/s)	C. 1 (kg.m/s)	D. 5 (kg.m/s)
Câu 3. Tìm tổng động lượng hướng và độ lớn của hệ hai vật có cùng khối lượng bằng lkg. Vận tốc của vật 1 có độ lớn 4(m/s) và có hướng không đổi, vận tốc của vật hai là 3(m/s) và có hướng nghiêng góc 60° so với vận tốc vật một.
A. 3 (kg.m/s)	B. 7 (kg.m/s)	C. 1 (kg.m/s)	D. 5 (kg.m/s)
Câu 4. Tìm tổng động lượng hướng và độ lớn của hệ hai vật có cùng khối lượng bằng lkg. Vận tốc của vật 1 có độ lớn 4(m/s) và có hướng không đổi, vận tốc của vật hai là 3(m/s) và có hướng vuông góc với vận tốc vật một.
A. 3 (kg.m/s)	B. 7 (kg.m/s)	C. 1 (kg.m/s)	D. 5 (kg.m/s)
Bài tập 1
Hãy tính độ lớn động lượng của một số hệ sau:
a) Một electron khối lượng 9,1.10-31 kg chuyển động với tốc độ 2,2.106 m/s.
b) Một viên đạn khối lượng 20 g bay với tốc độ 250 m/s.
c) Một chiếc xe đua thể thức I (F1) đang chạy với tốc độ 326 km/h. Biết tổng khối lượng của xe và tài xế khoảng 750 kg.
d) Trái Đất chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt Trời với tốc độ 2,98.104 m/s. Biết khối lượng Trái Đất là 5,972.1024 kg.
Bài tập 2
Một quả bóng tennis khối lượng 60 g chuyển động với tốc độ 28 m/s đến đập vào một bức tường và phản xạ lại với cùng một góc 45o như Hình 18P.1. Hãy xác định các tính chất của vecto động lượng trước và sau va chạm của bóng.
Bài tập 3
Một viên đạn nặng 6 g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng trường 4 kg với tốc độ 320 m/s.
a) Tìm tốc độ giật lùi của súng.
b) Nếu một người nặng 75 kg tì khẩu súng vào vai và ngắm bắn thì tốc độ giật lùi của người là bao nhiêu?
Thực hiện nhiệm vụ: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV hoàn thành các bài tập.
Báo cáo (thảo luận): HS trình bày về bài làm của mình khi được GV chỉ định
Kết luận (nhận định)GV nhận xét, góp ý và rút kinh nghiệm về cách làm bài, hình thức trình bài của mỗi nhóm.
	4. Hoạt động : Vận dụng (Thời gian: 10 phút) 
a) Mục tiêu:Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng vào một số bài toán đơn giản trong học tập và cuộc sống.
b) Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ cá nhân hoàn thành yêu cầu của giáo viên.
c) Sản phẩm:Bài giải của HS.
d) Tổ chức thực hiện: 
Chuyển giao nhiệm vụ: GV yêu cầu học sinh đọc tài liệu, làm việc cá nhân để hiểu và tự giải lại được ví dụ trong SGK.
Thực hiện nhiệm vụ: HS ghi nhiệm vụ chuyển giao của GV.
Báo cáo (thảo luận): HS báo cáo kết quả về nhiệm vụ được giao.
Kết luận (nhận định) Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.