Cập nhật lúc: 13:49 20-02-2017 Mục tin: Vật lý lớp 10
>> Học trực tuyến Lớp 10 tại Tuyensinh247.com, Cam kết giúp học sinh học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.
Chuyên đề nâng cao các định luật bảo toàn Vật lí 10 được trích từ cuốn sách Khám Phá Tư Duy Sáng Tạo Bồi Dưỡng Học Sinh Giỏi Vật Lí 10 THPT của tác giả Chu Văn Biên.
Chuyên đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG. I. TÓM TẮT KIẾN THỨC. 1. Hệ kín. 2. Động lượng. 3. Xung lực. 4. Định luật bảo toàn động lượng. 5. Chuyển động bằng phản lực. II. GIẢI TOÁN.
Chuyên đề 2: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CÔNG.
Chuyên đề 3: CƠ NĂNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG.
Dạng 1. NĂNG LƯỢNG – ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG. I. TÓM TẮT KIẾN THỨC. 1. Năng lượng. 2. Động năng. 3. Thế năng. 4. Cơ năng. II. GIẢI TOÁN. Dạng 2. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG. I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT. 1. Cơ năng. 2. Định luật bảo toàn cơ năng. II. CÁC DẠNG TOÁN Loại 1. Bảo toàn cơ năng trong bài toán con lắc đơn. Loại 2. Bảo toàn cơ năng dưới tác dụng của lực đàn hồi. Loại 3. Định luật bảo toàn cơ năng cho các trường hợp tổng quát. Dạng 3. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG. I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT. 1. Định luật bảo toàn năng lượng. 2. Hiệu suất của máy. II. GIẢI TOÁN.Chuyên đề 4. VA CHẠM GIỮA CÁC VẬT.
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC. 1. Va chạm hoàn toàn đàn hồi. 2. Va chạm mềm. 3. Va chạm thật giữa các vật. II. CÁC DẠNG TOÁN. Dạng 1. Va chạm hoàn toàn đàn hồi. Dạng 2. Va chạm mềm.Dạng 3. Bài toán va chạm hay, lạ, khó.
VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Bài toán năng lượng, các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 12.
Nội dung bài viết Bài toán năng lượng, các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: 2. Bài toán năng lượng, các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 2.1 Phương pháp Để làm tốt các bài tập dạng này, chúng ta cần nắm vững các kiến thức sau: Biểu thức tính năng lượng tỏa ra, thu vào của phản ứng hạt nhân Mối liên hệ giữa động năng và động lượng của hạt Phương pháp chung giải bài toán phản ứng hạt nhân Biểu thức tính năng lượng tỏa ra, thu vào của phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân Ta có năng lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng hạt nhân là Nếu ∆ > E thì phản ứng tỏa năng lượng, nếu ∆ > E thì phản ứng thu năng lượng. Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân, ta hoàn toàn có thể chứng minh được ∆E còn có thể được tính bởi công thức sau [4 công thức dưới đây rất quan trọng và ta cần phải nhớ rõ]. Trong đó ABCD là khối lượng của các hạt nhân. ABCD là độ hụt khối của các hạt nhân, lkA lkB lkC lkD là năng lượng liên kết của các hạt nhân. ABCD là động năng của các hạt. * Mối liên hệ giữa động năng và động lượng của hạt nhân Động lượng và động năng của hạt xác định bởi. Phương pháp chung giải bài toán phản ứng hạt nhân Trong bài toán phản ứng hạt nhân, để tìm động lượng, động năng hay vận tốc của mỗi hạt, phương pháp chung của ta là như sau: – Bước 1: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần Từ biểu thức này và dữ kiện bài toán, ta được một phương trình liên hệ giữa các đại lượng cần tính. – Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng Sau đó, có thể dựa vào giản đồ véctơ [hoặc phương pháp bình phương hai vế rồi dùng tích vô hướng của hai véctơ] và mối liên hệ giữa động lượng và động năng để có được phương trình liên hệ tiếp theo giữa các đại lượng cần tính. – Bước 3: Kết hợp 2 phương trình liên hệ giữa các ẩn, giải hệ phương trình và suy ra kết quả bài toán. STUDY TIP Có những bài ta chỉ cần từ 1 trong 2 phương trình trên là đã suy ra được kết quả bài toán. 2.2. Ví dụ minh họa. Ví dụ 1: Cho hạt bắn phá vào hạt nhân nhôm 27 13 Al đang đứng yên, sau phản ứng sinh ra hạt nơtron và hạt nhân X. Phản ứng này toả hay thu bao nhiêu năng lượng? Chọn kết quả đúng? A. Toả năng lượng 2,9792 MeV B. Toả năng lượng 2,9466MeV. C. Thu năng lượng 2,9792 MeV. D. Thu năng lượng 2,9466MeV. Lời giải Phương trình phản ứng Đề bài cho các giá trị khối lượng nên ta sẽ dùng Vì ∆ < E nên phản ứng thu năng lượng 2,9792 MeV. Đáp án C Ví dụ 2: Phản ứng hạt nhân nhân tạo giữa hai hạt A và B tạo ra hai hạt C và D. Biết tổng động năng của các hạt trước phản ứng là 10 MeV, tổng động năng của các hạt sau phản ứng là 15 MeV. Xác định năng lượng tỏa ra trong phản ứng? Lời giải Đề bài cho các giá trị động năng nên ta có: Vì ∆ > E nên phản ứng tỏa năng lượng 5 MeV. Đáp án C. Ví dụ 3: Độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân 234 112 He lần lượt là phản ứng hạt nhân tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? Ta có phương trình phản ứng. Vì đề bài cho các giá trị độ hụt khối của các hạt nhân nên ta có. Vì ∆ > E nên phản ứng tỏa năng lượng 18,0614 MeV. Đáp án D. Ví dụ 4: Hạt nhân 234 92 U phóng xạ α thành hạt nhân 230 90 Th biết năng lượng liên kết riêng của 234 92 U là 7,63 MeV của 230. Năng lượng của phản ứng. Ta có năng lượng liên kết của mỗi hạt nhân là: Năng lượng của phản ứng. Vì ∆ > E nên phản ứng tỏa năng lượng 13,98MeV. Đáp án A Ví dụ 5: Cho phản ứng hạt nhân. Khi tạo thành được 1g Heli thì năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên là? Lời giải Số hạt α tạo thành là A. Theo phương trình phản ứng, ta có cứ 1 phương trình phản ứng thì tạo được 2 hạt Heli và tỏa ra năng lượng là 17,3 MeV. Do đó năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 g Heli là Đáp án A. Ví dụ 6: Hạt nhân 234 92 U đứng yên phân rã theo phương trình 234 92 A. Biết năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên là 14,15MeV, động năng của hạt α là [lấy xấp xỉ khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u bằng số khối của chúng] Lời giải – Đề bài yêu cầu tính động năng, nên ta n dùng biểu thức ∆E cho động năng. Vì ban đầu 234 92 U đứng yên nên động năng của nó bằng 0. Phương trình liên hệ tiếp theo ta dựa vào định luật bảo toàn động lượng Vì ban đầu 234 92 U đứng yên nên động lượng bằng 0, nên theo định luật bảo toàn động lượng, ta có: Giải hệ [1] và [2] ta được K MeV 13,91 α Đáp án C. Ví dụ 7: : Hạt α có động năng 5,3 [MeV] bắn vào một hạt nhân 9 4 Be đứng yên, gây ra phản ứng Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt α. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 [MeV]. Tính động năng của hạt nhân X. Coi khối lượng theo đơn vị u có giá trị xấp xỉ bằng số khối. Lời giải – Phương trình phản ứng – Đề bài yêu cầu tính động năng, nên ta sẽ dùng biểu thức ∆E cho động năng. Vì ban đầu 9 4 Be đứng yên nên động năng của nó bằng 0 – Phương trình liên hệ tiếp theo ta dựa vào định luật bảo toàn động lượng Vì ban đầu 234 92 Be đứng yên nên động lượng bằng 0, nên theo định luật bảo toàn động lượng, ta có. Vì hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt u nên ta có Giải hệ [1] và [2] ta được 2,48 K MeV Đáp án D STUDY TIP Ta sử dụng giản đồ véctơ có thể dễ dàng suy ra biểu thức [*]. Tuy nhiên, ta thực hiện bình phương như bên sẽ làm được trường hợp tổng quát là khi n p p α hợp với nhau góc bất kì. Bạn đọc nhớ rằng, cứ cho góc lệch pha giữa hai hạt nào thì ta chuyển véctơ động lượng của hai hạt đó sang một bên, sau đó bình phương hai vế sẽ xuất hiện tích vô hướng của hai véctơ động lượng, tức là xuất hiện góc hợp bởi giữa hai véctơ đó để ta sử dụng.
Ví dụ 8: Dùng một hạt α có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 14 7 N đang đứng yên gây ra phản ứng. Hạt proton bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt α. Cho khối lượng các hạt nhân Lời giải Bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng: Bắn hạt α vào hạt nhân nguyên tử nhôm đang đứng yên gây ra phản ứng. Biết phản ứng thu được năng lượng là 2,70 MeV; giả sử hai hạt tạo thành bay ra với cùng vận tốc và phản ứng không kèm bức xạ γ. Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng. Động năng của hạt α là? – Phản ứng thu năng lượng nên ta có: 2,7 – Vì hai hạt tạo thành bay ra với cùng vận tốc nên ta có -Bảo toàn động lượng.