Title 14. Chuyên đề Vật lý 10 tổng hợp - Định luật bảo toàn động lượng - File word có lời giải chi tiết.doc ✅

CHUYÊN ĐỀ 14. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1 B. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP 1 DẠNG 1. XÁC ĐỊNH TỔNG ĐỘNG LƯỢNG, ĐỘ BIẾN THIÊN ĐỘNG LƯỢNG VÀ LỰC TÁC DỤNG 1 VÍ DỤ MINH HỌA 2 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 4 LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN 4 DẠNG 2. BÀI TOÁN ĐẠN NỔ 7 VÍ DỤ MINH HỌA 7 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 8 LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN 8 DẠNG 3: HAI VẬT VA CHẠM NHAU 10 VÍ DỤ MINH HỌA 10 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 13 LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN 14 ÔN TẬP CHƯƠNG 14 16 LỜI GIẢI ÔN TẬP CHƯƠNG 14 17
CHUYÊN ĐỀ 14. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. ĐỊNH NGHĨA − Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v→ là đại lượng được đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật: pm.v→→ Đơn vị: ( kg.m/s = N.s) − Động lượng P→ của một vật là một véc tơ cùng hướng với vận tốc − Khi một lực F→ không đổi tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian Δt thì tích F. Δt được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian Δt ấy. Theo định luật II Newton ta có: maF→→ hay 21 21 vv mFmvmvFt 2   →→ →→→→ − Vậy độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. pFt→→ (N.s) II. Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập 1. Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. Một hệ nhiều vật được coi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau. Trong một hệ cô lập, chi có các nội lực tưong tác giữa các vật. 12npp...pcosnt→→→ + Va chạm đàn hồi: // 1212 1212m.vm.vm.vm.v→→→→ 1 1mv→ và 22mv→ là động lượng của vật 1 và vật 2 trước tương tác. / 1 1mv→ và /2 2mv→ là động lượng của vật 1 và vật 2 sau tương tác. + Va chạm mềm: 1212112212 12 m.vmv mvmvmmVV mm    →→ →→→→ + Chuyển động bằng phản lực: m m.vM.V0Vv M→→→→→ 2. Độ biến thiên động lượng 21pppF.t→→→→ B. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1. XÁC ĐỊNH TỔNG ĐỘNG LƯỢNG, ĐỘ BIẾN THIÊN ĐỘNG LƯỢNG VÀ LỰC TÁC DỤNG Phương pháp giải: − Độ lớn của động lượng: p = m.v − Khi có hai động lượng: 12p;p→→ Ta có: 12ppp→→→ + Trường hợp 1: 12p;p→→ cùng phương cùng chiều 12ppp→→→ 1p 2p p + Trường hợp 2: 12p;p→→ cùng phương, ngược chiều 1212ppppp 1p 2p p
+ Trường hợp 3: 12p;p→→ vuông góc 22 12ppp 2p p 1p + Trường hợp 4: 12p;p→→ tạo với nhau một góc α 2221212ppp2ppcos 222 1212ppp2ppcos  2p p 1p + Trường hợp 5: 12p;p→→ tạo với nhau một góc α và p 1 = p 2 1p2pcos 2   Độ biến thiên động lượng là: 21pppF.t→→→→ VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. Cho một hệ gồm 2 vật chuyển động . Vật 1 có khối lượng 2 kg có vận tốc có độ lớn 4 m/s. Vật 2 có khối lượng 3 kg có vận tốc độ lớn là 2 m/s. Tính tổng động lượng của hệ khi 2v→ cùng hướng với 1v→ A. 14 (kg.m/s) B. 16 (kg.m/s) C. 12 (kg.m/s) D. 15 (kg.m/s) Câu 1. Chọn đáp án A  Lời giải: +   111 222 pmv2.48kg.m/s pmv3.26kg.m/s      + Vì 2v→ cùng hướng với 1v→ nên 12p;p→→ cùng phương, cùng chiều 12ppp8614kg.m/s  Chọn đáp án A 1p 2p p Câu 2. Cho một hệ gồm 2 vật chuyển động . Vật 1 có khối lượng 2 kg có vận tốc có độ lớn 4 m/s. Vật 2 có khối lượng 3 kg có vận tốc độ lớn là 2 m/s. Tính tổng động lượng của hệ khi 2v→ ngược hướng với 1v→ A. 14 (kg.m/s) B. 2 (kg.m/s) C. 12 (kg.m/s) D. 15 (kg.m/s) Câu 2. Chọn đáp án B  Lời giải: + Vì 2v→ ngược hướng với 1v→ nên 12p;p→→ cùng phương, ngược chiều 12ppp862kg.m/s  Chọn đáp án B 1p 2p p Câu 3. Cho một hệ gồm 2 vật chuyển động . Vật 1 có khối lượng 2 kg có vận tốc có độ lớn 4 m/s. Vật 2 có khối lượng 3 kg có vận tốc độ lớn là 2 m/s. Tính tổng động lượng của hệ khi 2v→ hướng chếch lên trên hợp với 1v→ góc 90 0 A. 14 (kg.m/s) B. 16 (kg.m/s) C. 10 (kg.m/s) D. 15 (kg.m/s) Câu 3. Chọn đáp án C  Lời giải: + Vì 2v→ hướng chếch lên trên hợp với 1v→ góc 90 0 nên 12p;p→→ vuông góc 222212ppp8610kg.m/s  Chọn đáp án C 2p p 1p
Câu 4. Cho một hệ gồm 2 vật chuyển động . Vật 1 có khối lượng 2 kg có vận tốc có độ lớn 4 m/s. Vật 2 có khối lượng 3 kg có vận tốc độ lớn là 2 m/s. Tính tổng động lượng của hệ khi 2v→ hướng chếch lên trên hợp với 1v→ góc 60 0 A. 14 (kg.m/s) B. 73 (kg.m/s) C. 12 (kg.m/s) D. 2 37 (kg.m/s) Câu 4. Chọn đáp án D  Lời giải: + Vì 2v→ hướng chếch lên trên hợp với 1v→ góc 60 0 nên 12p;p→→ tạo với nhau một góc 60 0 222 1212ppp2ppcos 220p862.8.6cos60237kg.m/s  Chọn đáp án D  2p p 1p Câu 5. Một xạ thủ bắn tia từ xa với viên đạn có khối lượng 20g, khi viên đạn bay gân chạm tường thì có vận tốc 600 (m/s), sau khi xuyên thủng bức tường vận tốc của viên đạn chỉ còn 200 (m/s). Tính độ biến thiên động lượng của viên đạn và lực cản trung bình mà tường tác dụng lên viên đạn biết thời gian đạn xuyên qua tường 10 −3 (s) A. −2000N B. −8000N C. −4000N D. −6000N Câu 5. Chọn đáp án B  Lời giải: + Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn + Độ biến thiên động lượng của viên đạn là: 21pm.vm.v0,022006008kg.m/s Áp dụng công thức: 3 p8 pF.tF t10    =−8000 (N)  Chọn đáp án B Câu 3. Một người khối lượng 60kg thả mình rơi tự do từ 1 cầu nhảy ở độ cao 4,5 m xuống nước và sau khi chạm mặt nước được 0,5s thì dừng chuyển động.Tìm lực cản mà nước tác dụng lên người. Lấy g = 10m/s 2 A. −1138,42 (N) B. −2138,42 (N) C. −3138,42 (N) D. −4138,42 (N) Câu 3. Chọn đáp án A  Lời giải: Vận tốc rơi tự do của vật khi đến mặt nước: v2.g.s2.10.4,5310m/s Lực cản do nước tác dụng lên học sinh. Áp dụng công thức: m.0mv60.3.10 pF.tF1138,42N t0,5     Chọn đáp án A Câu 4. Một vật có khối lượng l,5kg được thả rơi tự do xuống đất trong thời gian 0,5s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s 2 . A. 2,5(kg.m/s) B. 7,5 (kg.m/s) C. 6,5(kg.m/s) D. 5,5(kg.m/s) Câu 4. Chọn đáp án B  Lời giải: + Áp dụng công thức: pF.t→→ + Ta có độ lớn: pF.tmg.t = 1,5.10.0,5 = 7,5(kg.m/s)  Chọn đáp án B Câu 5. Một quả bóng có khối lượng 500g đang bay với vận tốc 10 (m/s) thì va vào một mặt sàn nằm ngang theo hướng nghiêng góc α so với mặt sàn, khi đó quả bóng nảy lên với vận tốc 10 (m/s) theo hướng nghiêng với mặt sàn góc α . Tìm độ biến thiên động lượng của quả bóng và lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng, biết thời gian va chạm là 0,ls. Xét trường hợp sau: a. α = 30° b. α = 90°