Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng | Chuyên đề dạy thêm Vật lí 10

Chỉ từ 450k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Vật lí 10 (cả 3 sách) bản word có lời giải chi tiết:

B1: Gửi phí vào tài khoản 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)

B2: Nhắn tin tới zalo Vietjack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận tài liệu.

Xem thử tài liệu tại đây: Link tài liệu

Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Động lượng

- Động lượng là đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của vật này lên vật khác thông qua tương tác giữa chúng.

- Động lượng của một vật khối lượng $m$ đang chuyển động với vận tốc $\overrightarrow{v}$ là đại lượng được xác định công thức $\overrightarrow{p}=m.\overrightarrow{v}$.

- Đặc điểm của vectơ động lượng $\overrightarrow{p}$ + Điểm đặt: tại tâm vật. + Hướng: cùng hướng với vectơ vận tốc $\overrightarrow{v}$. + Độ lớn: p = m.v (Đơn vị: kg.m/s hoặc N.s).

2. Xung lượng của lực

- 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.

Biểu thức: $\text{Δ}\overrightarrow{p}=\overrightarrow{F}.\text{Δt}$.

- Dạng tổng quát của định luật II Newton: $\overrightarrow{F}=\frac{\text{Δ}\overrightarrow{p}}{\text{Δt}}$

Diễn đạt khác của định luật II Newton: Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng tốc độ thay đổi động lượng của vật.

3. Hệ kín (Hệ cô lập)

- Một hệ nhiều vật được gọi là hệ kín khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các lực ấy cân bằng nhau. Hệ chỉ có nội lực (các lực tác dụng giữa các vật trong hệ) tương tác giữa các vật. Các nội lực này theo định luật III Newton trực đối nhau từng đôi một.

- Trong quá trình tương tác, các nội lực xuất hiện lớn hơn các ngoại lực rất nhiều thì có thể bỏ qua các ngoại lực và coi là hệ kín.

4. Định luật bảo toàn động lượng

- Phát biểu: Động lượng toàn phần của một hệ kín là một đại lượng bảo toàn.

- Biểu thức:

- Ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng: giải bài toán va chạm, làm cơ sở cho nguyên tắc chuyển động bằng phản lực...

B. BÀI TẬP KHỞI ĐỘNG

Câu 1.Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Động lượng là đại lượng vectơ.

B. Động lượng của một vật không đổi khi vật chuyển động thẳng đều.

C. Động lượng là đại lượng vô hướng.

D. Động lượng của một vật tỉ lệ thuận với vận tốc.

Câu 2.Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị của động lượng?

A. $kg.m/s$.

B. ${\text{kg.m}}^2\text{/s}$

C. $N.s$.

D. $J.s/m$.

Câu 3.Động lượng của một vật khối lượng đang chuyển động với vận tốc là đại lượng được xác định bởi công thức

A. $\overrightarrow{p}=m.\overrightarrow{v}$

B. $p=m.v$

C. $\overrightarrow{p}=m.a$

D. $p=m.a$

Câu 4.Hình vẽ nào sau đây thể hiện đúng mối quan hệ giữa vectơ động lượng và vectơ vận tốc của một chất điểm?

A. Hình (I).

B. Hình (II).

C. Hình (III).

D. Hình (IV).

Câu 5.Một hệ vật được gọi là hệ kín (hệ cô lập) nếu

A. Các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau mà không tương tác với các vật khác ngoài hệ.

B. Các vật trong hệ tương tác với nhau và tương tác với các vật khác ngoài hệ.

C. Tổng các ngoại lực tác dụng lên vật trong hệ có độ lớn không đổi.

D. Hệ không chịu tác dụng của lực ma sát.

Câu 6.Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó

A. Tỉ lệ thuận với xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.

B. Bằng xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.

C. Luôn nhỏ hơn xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.

D. Luôn là một hằng số.

Câu 7.Trường hợp nào sau đây là hệ kín (hệ cô lập)?

A. Hai viên bi chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang.

B. Hai viên bi chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.

C. Hai viên bi rơi thẳng đứng trong không khí.

D. Hai viên bi chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang.

Câu 8.Định luật bảo toàn động lượng chỉ đúng trong trường hợp

A. Hệ kín.

B. Hệ có ma sát.

C. Hệ không ma sát.

D. Hệ kín có ma sát.

Câu 9.Định luật bảo toàn động lượng tương đương với

A. Định luật I Newton.

B. Định luật II Newton.

C. Định luật III Newton.

D. Định luật I và định luật III Newton.

Câu 10.Động lượng của một hệ kín là một đại lượng

A. Không xác định.

B. Bảo toàn.

C. Không bảo toàn.

D. Biến đổi.

BẢNG ĐÁP ÁN

C. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Ví dụ 1 Một hòn đá có khối lượng $5kg$, bay với tốc độ $72\text{km}/\text{h}$. Động lượng của hòn đá có độ lớn là

A. $\text{p}=360\text{kg.m/s}$

B. $p=360N.s$

C. $\text{p}=100\text{kg.m/s}$

D. $\text{p}=100\text{N.m/s}$

Lời giải: Chọn C.

Ta có:

$\text{m}=5\text{kg};\text{v}=72\text{km/h}=\frac{72}{3,6}=20\text{m/s}$

Động lượng của hòn đá là:

$\text{p}=\text{m.v}=5.20=100\text{kg.m/s}$

Các loại va chạm

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Phân loại va chạm

- Va chạm là một quá trình tương tác đặc biệt giữa hai vật, có những tính chất sau:

+ Thời gian tương tác rất ngắn (cỡ ${10}^{-3}\text{s}$);

+ Lực tương tác có độ lớn đáng kể;

+ Ngay sau va chạm, vị trí của hai vật chưa kịp biến đổi nhưng vận tốc của hai vật biến đổi.

- Ta chỉ xét hai loại va chạm đơn giản sau:

+) Va chạm đàn hồi: là va chạm trong đó xuất

hiện biến dạng đàn hồi trong khoảng thời gian va chạm. Sau va chạm, vật lấy lại hình dạng ban đầu và tiếp tục chuyển động tách rời nhau.

+) Va chạm mềm (hay còn gọi là va chạm không đàn hồi): là va chạm mà sau khi xảy ra hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc.

2. Động lượng và năng lượng trong va chạm

- Trong các va chạm, động lượng và tổng năng lượng được bảo toàn.

- Trong va chạm đàn hồi, động năng của hệ sau va chạm bằng động năng của hệ trước va chạm.

- Trong va chạm mềm, động năng của hệ sau va chạm nhỏ hơn động năng của hệ trước va chạm.

Phần động năng giảm đi sau va chạm của hệ đã chuyển hóa thành nội năng (tỏa nhiệt).

B. BÀI TẬP KHỞI ĐỘNG

Câu 1.Hiện tượng nào sau đây là va chạm mềm?

A. Quả bóng đang bay đập vào tường và nảy ra

B. Viên đạn đang bay xuyên vào và nằm gọn trong bao cát.

C. Viên đạn xuyên qua một tấm bia trên đường bay của nó.

D. Quả bóng tennis đập xuống sân thi đấu.

Câu 2.Hiện tượng nào sau đây là va chạm đàn hồi?

A. Sự va chạm của mặt vợt cầu lông vào quả cầu lông

B. Bắn một đầu đạn vào một bị cát.

C. Bắn một viên bi-a vào một viên bi-a khác.

D. Ném một cục đất sét vào tường.

Câu 3.Đại lượng vật lí nào sau đây sẽ bảo toàn trong va chạm đàn hồi và không bảo toàn trong va chạm mềm?

A. Động lượng.

B. Động năng.

C. Vận tốc.

D. Gia tốc.

Câu 4.Phát biểu nào sau đây là đúng về va chạm?

A. Va chạm đàn hồi chỉ được bảo toàn động năng, không bảo toàn động lượng.

B. Mọi loại va chạm đều bảo toàn tổng động lượng.

C. Va chạm mềm bảo toàn cả động lượng và động năng.

D. Va chạm đàn hồi chỉ bảo toàn động lượng, không bảo toàn động năng.

Câu 5.Quả cầu A khối lượng ${\text{m}}_1$ chuyển động với vận tốc ${\overrightarrow{v}}_1$ va chạm vào quả cầu B khối lượng ${\text{m}}_2$ đứng yên. Sau va chạm, cả hai quả cầu có cùng vận tốc ${\overrightarrow{v}}_2$. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. Hệ thức nào sau đây là đúng?

A. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1=\left({\text{m}}_1+{\text{m}}_2\right){\overrightarrow{v}}_2$

B. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1=-{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2$

C. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1={\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2$

D. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1=\frac{1}{2}\left({\text{m}}_1+{\text{m}}_2\right){\overrightarrow{v}}_2$

Câu 6.Quả cầu A khối lượng ${\text{m}}_1$ chuyển động với vận tốc ${\overrightarrow{v}}_1$ tới va chạm với quả cầu B khối lượng ${\text{m}}_2$ chuyển động với vận tốc ${\overrightarrow{v}}_2$ như hình vẽ. Sau va chạm, cả hai quả cầu có cùng vận tốc $\overrightarrow{v}$ như hình vẽ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. Hệ thức nào sau đây là đúng?

A. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1-{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2=\left({\text{m}}_1+{\text{m}}_2\right)\overrightarrow{v}$

B. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1+{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2=\left({\text{m}}_1+{\text{m}}_2\right)\overrightarrow{v}$

C. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1-{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2=\frac{1}{2}\left({\text{m}}_1+{\text{m}}_2\right)\overrightarrow{v}$

D. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1+{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2=\frac{1}{2}\left({\text{m}}_1+{\text{m}}_2\right)\overrightarrow{v}$

Câu 7.Hai quả cầu A và B chuyển động ngược chiều trên một đường thẳng, tới va chạm đàn hồi xuyên tâm. Sau va chạm, hai quả cầu chuyển động theo hướng ngược lại như hình vẽ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. Hệ thức nào sau đây là đúng?

A. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1-{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2={\text{m}}_1\overrightarrow{v}{\text{'}}_1-{\text{m}}_2\overrightarrow{v}{\text{'}}_2$

B. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1-{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2=\frac{1}{2}{\text{(m}}_1\overrightarrow{v}{\text{'}}_1\text{+}{\text{m}}_2\overrightarrow{v}{\text{'}}_2\text{)}$

C. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1{\text{+m}}_2{\overrightarrow{v}}_2={\text{m}}_1\overrightarrow{v}{\text{'}}_1\text{+}{\text{m}}_2\overrightarrow{v}{\text{'}}_2$

D. ${\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1{\text{+m}}_2{\overrightarrow{v}}_2=\frac{1}{2}{\text{(m}}_1\overrightarrow{v}{\text{'}}_1\text{+}{\text{m}}_2\overrightarrow{v}{\text{'}}_2\text{)}$

Câu 8. Hai quả cầu khối lượng ${\text{m}}_1$ và ${\text{m}}_2$ đang chuyển động thẳng đều với các vận tốc ${\overrightarrow{v}}_1$ và ${\overrightarrow{v}}_2$ cùng phương thì va chạm với nhau. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. Nếu va chạm của hai quả cầu là và chạm mềm thì vận tốc sau va chạm của hệ hai quả cầu có biểu thức là

A. $\overrightarrow{v}=\frac{{\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1+{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2}{{\text{m}}_1+{\text{m}}_2}$

B. $\overrightarrow{v}=\frac{{\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1{\text{-m}}_2{\overrightarrow{v}}_2}{{\text{m}}_1+{\text{m}}_2}$

C. $\overrightarrow{v}=\frac{{\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1{\text{-m}}_2{\overrightarrow{v}}_2}{{\text{m}}_1{\text{-m}}_2}$

D. $\overrightarrow{v}=\frac{{\text{m}}_1{\overrightarrow{v}}_1+{\text{m}}_2{\overrightarrow{v}}_2}{{\text{2( m}}_1+{\text{m}}_2\text{)}}$

Câu 9.Bắn một viên đạn khối lượng $m$ vào một mẩu gỗ có khối lượng M đặt trên mặt nằm ngang nhẵn. Đạn mắc vào gỗ và cùng chuyển động với vận tốc V. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của môi trường. Biểu thức xác định vận tốc của đạn lúc bắn là

A. $v=\frac{\left(m+M\right)V}{m}$

B. $v=\frac{MV}{m+M}$

C. $v=\frac{MV}{2\left(m+M\right)}$

D. $v=\frac{\left(m+M\right)V}{2m}$

Câu 10.Trên mặt phẳng nằm ngang, một hòn bi sắt có khối lượng ${\text{m}}_1$ chuyển động sang phải với tốc độ là $v_1$ tới va chạm đàn hồi với một hòn bi thủy tinh có khối lượng ${\text{m}}_2$ đang chuyển động sang trái với tốc độ là $v_2$. Sau va chạm, hòn bi sắt đứng yên. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. Vận tốc của hòn bi thủy tinh sau va chạm là

A. ${\text{v}}_2^{\text{'}}=\frac{{\text{m}}_1{\text{v}}_1+{\text{m}}_2{\text{v}}_2}{{\text{m}}_2}$

B. ${\text{v}}_2^{\text{'}}=\frac{{\text{m}}_1{\text{v}}_1-{\text{m}}_2{\text{v}}_2}{{\text{m}}_2}$

C. $v_2^{\text{'}}=\frac{m_1{v}_1+m_2{v}_2}{m_1+m_2}$

D. ${\text{v}}_2^{\text{'}}=\frac{{\text{m}}_1{\text{v}}_1-{\text{m}}_2{\text{v}}_2}{{\text{m}}_1+{\text{m}}_2}$

BẢNG ĐÁP ÁN