Title [VẬT LÝ] CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG.PDF ✅

I. LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ. Trong chương trình giáo dục 2018; có nhiều bộ sách giáo khoa cho học sinh và giáo viên lựa chọn làm tài liệu tham khảo . Đối với bộ môn vật lý có 3 bộ sách giáo khoa, mỗi bộ sách có một ưu điểm riêng, tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế; ví dụ như phần bài tập dành cho các em học sinh có nhu cầu học nâng cao còn ít. Chính vì vậy tôi chọn chuyên đề :ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG với mục đích nhằm đưa ra một số bài tập phục vụ các em học sinh có nhu cầu tìm hiểu sâu hơn về động lượng và định luật bảo toàn động lượng cũng như củng cố sâu hơn kiến thức về phần này. II. TRỌNG TÂM KIẾN THỨC 1. Động lượng Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại lượng được xác định bởi công thức: p mv = Động lượng là một đại lượng vectơ cùng hướng với vận tốc của vật. Động lượng có đơn vị đo là kilôgam mét trên giây (kg.m/s). 2. Động lượng hệ nhiều vật Động lượng của hệ là tổng động lượng của các vật trong hệ. h 1 2 3 p p p p = + + + 3. Hệ cô lập (hay hệ kín) Một hệ nhiều vật được gọi là hệ cô lập (hay hệ kín) khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau. 4. Định luật bảo toàn động lượng Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. Hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật là: 1 2 p p + = không đổi. Xét hệ cô lập gồm hai vật tương tác, thì ta có: 1 2 1 2 p p p + = +' p ' trong đó, 1 p , 2 p là các vectơ động lượng của hai vật trước khi tương tác, 1 2 p ,p' ' là các vectơ động lượng của hai vật sau khi tương tác. 5. Xung lượng của lực - Khi một lực F không đổi tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian t thì tích F. t  được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian t ấy. - Đơn vị xung lượng của lực là N.s 6. Mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực Ta có: 2 1 p p F t − =  hay  =  p F t Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian t bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. Ý nghĩa: Khi lực đủ mạnh tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian hữu hạn sẽ làm động lượng của vật biến thiên. Phát biểu này được xem như một cách diễn đạt khác của định luật II Niu-tơn. Giải thích: Theo định luật II Newton ta có: ma F = hay 2 1 v v m F t − =  Suy ra 2 1 m m F t v v − =  7. Vận dụng định luật bảo toàn động lượng đối với hai vật va chạm mềm
Vật khối lượng m1 chuyển động trên mặt phẳng ngang, nhẵn với vận tốc 1 v , đến va chạm với một vật khối lượng m2 đứng yên trên mặt phẳng ngang ấy. Sau va chạm, hai vật nhập làm một, chuyển động với cùng một vận tốc v . Va chạm này gọi là va chạm mềm. Hệ này là hệ cô lập. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: m v m 0 m v m v m m v 1 1 2 1 2 1 2 + = + = + . . . ( ) Suy ra 1 1 1 2 m v v m m = + . 8. Vận dụng định luật bảo toàn động lượng đối với chuyển động bằng phản lực Một tên lửa lúc đầu đứng yên. Sau khi lượng khí với khối lượng m phụt ra phía sau với vận tốc v , thì tên lửa với khối lượng M chuyển động với vận tốc V . Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta tính được: m V v M = − Chú ý: Tên lửa bay lên phía trước ngược với hướng khí phụt ra, không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài là không khí hay chân không. Đó là nguyên tắc của chuyển động bằng phản lực. III. CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH Dạng 1. Bài toán tìm động lượng của một vật Phương pháp giải: Bước 1: Ta tìm véc tơ vận tốc của vật dựa vào kiến thức đã học về chuyển động + Độ lớn của vận tốc + Phương chiều của vận tốc Bước 2: Biết được véc tơ vận tốc của vật ta tính được động lượng của vật p mv = + Độ lớn của động lượng p mv = (kg.m/s). + Phương chiều động lượng cùng phương cùng chiều với vận tốc của vật. Ví dụ 1: Tại thời điểm 0 t = 0 , một vật m = 500g rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao 80m xuống đất với g = 10m/s2 . Động lượng của vật tại thời điểm t = 2 s có A. độ lớn 10kg.m/s; phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên. B. độ lớn 10.000kg.m/s; phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. C. độ lớn 10kg.m/s; phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. D. độ lớn 10.000kg.m/s; phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên. Lời giải:: Véc tơ vận tốc của vật trong chuyển động rơi tự do sau 2 giây có + Độ lớn v = g.t = 10.2 = 20 m/s. + Phương chiều: thẳng đứng từ trên xuống dưới Vậy ta xác định được động lượng của vật sau 2 giây + Độ lớn: p m.v 0,5.20 10 = = = kg.m/s + Phương chiều động lượng cùng phương cùng chiều với vận tốc của vật nên có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. Đáp án C.