Lý thuyết Định luật bảo toàn động lượng - Vật lí 10 Kết nối tri thức
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng ngắn gọn, chi tiết sách Kết nối tri thức với cuộc sống sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt Vật Lí 10.
Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng
A. Lý thuyết Định luật bảo toàn động lượng
I. Định luật bảo toàn động lượng
1. Hệ kín (hệ cô lập)
- Một hệ gồm 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. Trong 1 hệ kín chỉ có các nội lực (các lực tác dụng giữa các vật trong hệ) tương tác giữa các vật. Các nội lực này theo định luật 3 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.
Ví dụ
- Các phân tử của một chất khí bị nhốt trong bình thủy tinh ở nhiệt độ không đổi, các phân tử chuyển động va chạm và truyền chuyển động cho nhau.
- Sự va chạm giữa hai viên bi, lực tương tác va chạm giữa chúng (nội lực) lớn hơn so với lực ma sát hoặc lực hấp dẫn tác dụng lên chúng (ngoại lực)
2. Định luật bảo toàn động lượng
Xét một hệ kín gồm 2 vật chuyển động trên một đệm khí đến va chạm với nhau
Vì các lực và là cặp nội lực trực đối nhau, nên theo định luật 3 Newton ta viết
Dưới tác dụng của các lực và , trong khoảng thời gian , động lượng của mỗi vật có độ biến thiên lần lượt là và
Áp dụng công thức cho từng vật, ta có:
Từ (1) và (2) suy ra hay
Gọi là tổng động lượng toàn phần của hệ. Ta có độ biến thiên động lượng toàn phần của hệ bằng tổng các biến thiên động lượng của mỗi vật
Biến thiên động lượng của hệ bằng 0, nghĩa là động lượng toàn phần của hệ không đổi
Như vậy, động lượng toàn phần của một hệ kín là một đại lượng bảo toàn.
III. Va chạm đàn hồi và va chạm mềm
1. Va chạm đàn hồi
Mô tả thí nghiệm về va chạm đàn hồi
Dùng hai xe A và B giống nhau, ở mỗi đầu xe có gắn một quả cầu kim loại nhỏ. Cho xe A chuyển động với vận tốc tới va chạm với xe B đang đứng yên. Kết quả của va chạm làm xe A đang chuyển động thì dừng lại, còn xe B đang đứng yên thì chuyển động với vận tốc . Còn nếu xe A đang chuyển động đến va chạm trực diện với xe B có vận tốc , thì sau va chạm cả hai xe đổi chiều vận tốc: và . Va chạm như vậy được gọi là va chạm đàn hồi
2. Va chạm mềm
Thí nghiệm mô tả va chạm mềm
Dùng xe A và xe B giống nhau, ở đầu mỗi xe có gắn một miếng nhựa dính. Cho xe A chuyển động với vận tốc tới va chạm với xe B đang đứng yên. Sau va chạm, cả hai xe dính vào nhau và chuyển động với vận tốc . Kiểu va chạm “ dính” như thế này gọi là va chạm mềm.
B. Trắc nghiệm Định luật bảo toàn động lượng
Câu 1: Hai vật có khối lượng m1 = 1 kg, m2 = 3 kg chuyển động với các vận tốc v1 = 3 m/s và v2 = 1 m/s. Tìm độ lớn tổng động lượng của hệ trong trường hợp và cùng hướng. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật một.
A. 0 kg.m/s.
B. 5 kg.m/s.
C. 4 kg.m/s.
D. 6 kg.m/s.
Đáp án đúng là: D.
Ta có:
Do và cùng hướng nên
Câu 2: Hai vật có khối lượng m1 = 1 kg, m2 = 3 kg chuyển động với các vận tốc v1 = 3 m/s và v2 = 1 m/s. Tìm độ lớn tổng động lượng của hệ trong trường hợp và cùng phương, ngược chiều. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật một.
A. 6 kg.m/s.
B. 0 kg.m/s.
C. 4 kg.m/s.
D. 4,5 kg.m/s.
Đáp án đúng là: B.
Ta có:
Do v1 và v2 ngược hướng nên
p = m1.v - m2.v => p =1.3 - 3.1 = 0 (kg.m/s)
Câu 3: Hai vật có khối lượng m1 = 1 kg, m2 = 3 kg chuyển động với các vận tốc v1 = 3 m/s và v2 = 1 m/s. Tìm độ lớn tổng động lượng của hệ trong trường hợp v1 và v2 vuông góc nhau.
A. 4,242 kg.m/s.
B. 0 kg.m/s.
C. 4 kg.m/s.
D. 4,5 kg.m/s.
Đáp án đúng là: A.
Ta có:
Do v1 và v2 vuông góc nhau nên
Câu 4: Một máy bay có khối lượng 160000 kg, bay thẳng đều với tốc độ 870 km/h. Chọn chiều dương ngược với chiều chuyển động thì động lượng của máy bay bằng:
A. -38,7.106 kg.m/s.
B. 38,7.106 kg.m/s.
C. 38,9.106 kg.m/s.
D. -38,9.106 kg.m/s.
Đáp án đúng là: A
Đổi đơn vị:
Chọn chiều dương ngược với chiều chuyển động thì động lượng của máy bay.
Ta có: .
Câu 5: Một viên bi thép 0,1 kg rơi từ độ cao 5 m xuống mặt phẳng ngang. Tính độ biến thiên động lượng trong trường hợp: Khi chạm sàn bi bay ngược trở lại cùng vận tốc theo phương cũ.
A. 2 kg.m/s
B. 4 kg.m/s
C. 6 kg.m/s
D. 8 kg.m/s
Đáp án đúng là: A.
Vận tốc chạm sàn
Động lượng trước va chạm:
Sau va chạm:
Độ biến thiên động lượng:
Suy ra độ lớn độ biến thiên động lượng bằng
Câu 6: Một viên bi thép 0,1 kg rơi từ độ cao 5 m xuống mặt phẳng ngang. Tính độ biến thiên động lượng trong trường hợp: Sau khi chạm sàn bi nằm yên trên sàn.
A. 1 kg.m/s.
B. 2 kg.m/s.
C. 4 kg.m/s.
D. 5 kg.m/s.
Đáp án đúng là: A.
Vận tốc chạm sàn
Động lượng trước va chạm:
Sau va chạm nên
Suy ra độ lớn độ biến thiên động lượng bằng:
Câu 7: Chọn đáp án đúng. Biểu thức của định luật bảo toàn động lượng
A.
B.
C.
D. Cả ba phương án trên.
Đáp án đúng là: D.
Biểu thức của định luật bảo toàn động lượng có thể viết như sau:
hoặc hoặc
Câu 8: Khối lượng súng là 4 kg và của đạn là 50 g. Lúc thoát khỏi nòng súng, đạn có vận tốc 800 m/s. Vận tốc giật lùi của súng là bao nhiêu nếu chọn chiều dương là chiều giật lùi của súng.
A. 6 m/s.
B. 7 m/s.
C. 10 m/s.
D. 12 m/s.
Đáp án đúng là: C.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ súng đạn (coi như hệ kín vì thời gian tương tác rất ngắn) và ban đầu hệ đứng yên ta có:
Chọn chiều dương là chiều giật lùi của súng.
Câu 9: Một viên đạn khối lượng 1 kg đang bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500 m/s thì nổ thành 2 mảnh có khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc m/s hỏi mảnh 2 bay với tốc độ là bao nhiêu?
A. 1224,7 m/s.
B. 1500 m/s.
C. 1750 m/s.
D. 12074 m/s.
Đáp án đúng là: A.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: nên là đường chéo của hình bình hành tạo bởi và . Ta có hình vẽ
Từ hình vẽ ta có:
Câu 10: Một viên đạn khối lượng M = 5kg đang bay theo phương ngang với vận tốc v = (m/s) thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất có khối lượng m1 = 2kg bay thẳng đứng xuống với vận tốc 500 m/s, còn mảnh thứ hai bay hợp với phương ngang góc
A.
B.
C.
D.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: nên là đường chéo của hình bình hành tạo bởi và . Ta có hình vẽ
Từ hình vẽ ta có:
Đáp án đúng là: D.
Xem thêm lý thuyết Vật lí lớp 10 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Lý thuyết Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều
Lý thuyết Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn lớp 10 (hay nhất) – Kết nối tri thức
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Kết nối tri thức
- Soạn văn lớp 10 (ngắn nhất) – Kết nối tri thức
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn lớp 10 - KNTT
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Kết nối tri thức
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Kết nối tri thức
- Văn mẫu lớp 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Ngữ văn 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Toán 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Toán 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Toán 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Toán 10 – Kết nối tri thức
- Chuyên đề dạy thêm Toán 10 Kết nối tri thức (2024 có đáp án)
- Giải sgk Tiếng Anh 10 Global Success – Kết nối tri thức
- Giải sbt Tiếng Anh 10 Global Success – Kết nối tri thức
- Ngữ pháp Tiếng Anh 10 Global success
- Bài tập Tiếng Anh 10 Global success theo Unit có đáp án
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh 10 Global success đầy đủ nhất
- Giải sgk Hóa học 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Hóa học 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Hóa học 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Hóa học 10 – Kết nối tri thức
- Chuyên đề dạy thêm Hóa 10 cả 3 sách (2024 có đáp án)
- Giải sgk Sinh học 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Sinh học 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Sinh học 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Sinh học 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Lịch sử 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Lịch sử 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Lịch sử 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Lịch sử 10 - Kết nối tri thức
- Giải sgk Địa lí 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Địa Lí 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Địa lí 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Địa lí 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Công nghệ 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Công nghệ 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Kinh tế và pháp luật 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết KTPL 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Giáo dục quốc phòng 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Giáo dục quốc phòng 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Hoạt động trải nghiệm 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Tin học 10 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Tin học 10 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Tin học 10 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề Tin học 10 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Giáo dục thể chất 10 – Kết nối tri thức