Bài 18. Bảo toàn động lượng trang 114, 115, 116, 117, 118, 119 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo...

Câu hỏi trang 114

Hướng dẫn giải :

Quan sát hình vẽ và dự đoán hiện tượng

Lời giải chi tiết :

Dự đoán: Viên bi bằng sắt sẽ làm khúc gỗ dịch chuyển nhiều hơn viên bi bằng thủy tinh.

Câu hỏi trang 115 CH 2

Hướng dẫn giải :

Biểu thức tính động lượng: p = m.v

Lời giải chi tiết :

Động lượng phụ thuộc vào vận tốc của vật, đối với mỗi một hệ quy chiếu khác nhau thì sẽ cho vận tốc v khác nhau nên động lượng sẽ khác nhau

=> Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

Câu hỏi trang 115 Luyện tập

Hướng dẫn giải :

Hướng của động lượng cùng hướng với vận tốc

Độ lớn động lượng: p = m.v

Lời giải chi tiết :

a)

- Cầu thủ A:

+ Hướng động lượng: phương ngang, chiều từ trái sang phải

+ Độ lớn: p_A = m_A .v_A = 78.8,5 = 663 (kg.m/s)

- Cầu thủ B:

+ Hướng động lượng: phương ngang, chiều từ phải sang trái

+ Độ lớn: p_B = m_B .v_B = 82.9,2 = 754,4 (kg.m/s)

b) Chọn chiều dương từ phải sang trái

Ta có: \(\overrightarrow p  = \overrightarrow {{p_A}}  + \overrightarrow {{p_B}} \)

Chiếu lên chiều dương, ta có:

\(p = {p_B} - {p_A} = 754,4 - 663 = 91,4(kg.m/s)\)

Câu hỏi trang 116 CH 3

Lời giải chi tiết :

Trên thực tế, không tồn tại hệ kín lí tưởng. Vì môi trường luôn luôn có sự tương tác vật chất với nhau.

Câu hỏi trang 116 CH 4

Lời giải chi tiết :

Trước khi thực hiện thí nghiệm thì đệm khí được khởi động nên khi hai xe di chuyển va chạm vào nhau, sẽ không có lực ma sát cản trở chuyển động, chỉ còn tương tác giữa các vật trong hệ nên thí nghiệm được xem như gần đúng là hệ kín.

Câu hỏi trang 116 CH 5

Lời giải chi tiết :

+ Bật đệm khí trước khi hệ vật thực hiện, làm giảm ma sát

+ Kiểm tra máy đo thời gian

+ Bố trí thí nghiệm đúng như hình 18.5.

Câu hỏi trang 116 CH 6

Lời giải chi tiết :

Nếu chỉ có 1 đồng hồ đo thời gín hiện số thì ta sử dụng thêm một đồng hồ bấm giây để đo thời gian vật di chuyển.

Câu hỏi trang 117 CH 7

Lời giải chi tiết :

- Ta có độ dịch chuyển cố định, thí nghiệm cho biết được thời gian nên ta có thể xác định được vận tốc tức thời của xe.

- Lưu ý về dấu của vận tốc tức thời:

+ Nếu khối lượng của vật 1 va chạm vào vật 2 lớn hơn, hệ hai vật chuyển động cùng chiều với chiều chuyển động của vật 1 thì vận tốc tức thời lớn hơn 0

+ Nếu hệ hai vật chuyển động ngược chiều với chiều ban đầu của vật 1 thì vận tốc tức thời nhỏ hơn 0

Câu hỏi trang 117 CH 8

Lời giải chi tiết :

+ Lần đo 1: \(\frac{{\left| {{p_1} - p’} \right|}}{{{p_1}}}.100\%  = \frac{{\left| {0,230 - 0,222} \right|}}{{0,230}}.100\%  = 3,48\% \)

+ Lần đo 2: \(\frac{{\left| {{p_1} - p’} \right|}}{{{p_1}}}.100\%  = \frac{{\left| {0,240 - 0,231} \right|}}{{0,240}}.100\%  = 3,75\% \)

+ Lần đo 3: \(\frac{{\left| {{p_1} - p’} \right|}}{{{p_1}}}.100\%  = \frac{{\left| {0,240 - 0,245} \right|}}{{0,240}}.100\%  = 2,08\% \)

=> Động lượng trước và sau va chạm gần như nhau.

Câu hỏi trang 119 Vận dụng

Lời giải chi tiết :

Các em tự thực hiện.

Câu hỏi trang 119 Bài tập 1

Hướng dẫn giải :

Biểu thức tính động lượng: p = m.v

Với m: khối lượng của vật (kg); v là vận tốc của vật (m/s).

Lời giải chi tiết :

a) Động lượng của electron là: p = m.v = 9,1.10^-31 .2,2.10⁶ = 2,002.10^-24 (kg.m/s)

b) Đổi 20 g = 0,02 kg.

Động lượng của viên bi là: p = m.v = 0,02.250 = 5 (kg.m/s).

c) Đổi 326 km/h = 90,56 m/s

Động lượng của xe đua thể thức I là: p = m.v = 750.90,56 = 67920 (kg.m/s).

d) Động lượng của Trái Đất chuyển động quanh quỹ đạo Mặt Trời là:

p = m.v = 5,972.10²⁴ .2,98.10⁴ = 1,78.10²⁹ (kg.m/s)

Câu hỏi trang 119 Bài tập 2

Hướng dẫn giải :

Quan sát hình vẽ

Biểu thức tính động lượng: p = m.v

Lời giải chi tiết :

Độ lớn động lượng trước và sau va chạm là: p = m.v = 0,06.28 = 1,68 (kg.m/s)

- Tính chất của vecto động lượng trước va chạm:

+ Hướng từ trái sang phải, hợp với phương ngang 1 góc 45⁰

+ Độ lớn: p = 1,68 kg.m/s

- Tính chất của vecto động lượng sau va chạm:

+ Hướng từ phải sang trái, hợp với phương ngang 1 góc 45⁰

+ Độ lớn: p = 1,68 kg.m/s

Câu hỏi trang 119 Bài tập 3

Hướng dẫn giải :

Định luật bảo toàn động lượng: \(\sum {\overrightarrow {{p_{tr}}}  = \sum {\overrightarrow {{p_s}} } } \)

Lời giải chi tiết:

a) Gọi vận tốc trước và sau của khẩu súng lần lượt là v₁ và v’₁

Vận tốc của viên đạn trước và sau lần lượt là v₂ và v’₂

Khối lượng của khẩu súng M = 4 kg; khối lượng của viên đạn là m = 6 g = 0,006 kg

Ban đầu viên đạn và khẩu súng đứng yên nên v₁ = v₂ = 0.

Sau khi viên đạn được bắn thì  v’₂ = 320 m/s

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

\(\begin{array}{l}\sum {\overrightarrow {{p_{tr}}}  = \sum {\overrightarrow {{p_s}} } }  \Leftrightarrow M.\overrightarrow {{v_1}}  + m.\overrightarrow {{v_2}}  = M.\overrightarrow {v_1′}  + m.\overrightarrow {v_2′} \\ \Leftrightarrow M.\overrightarrow {v_1′}  + m.\overrightarrow {v_2′}  = \overrightarrow 0 \end{array}\)

Chiếu lên chiều dương ta có:

\(\begin{array}{l} - M.v_1′ + m.v_2′ = 0 \Leftrightarrow v_1′ = \frac{m}{M}.v_2’\\ \Rightarrow v_1′ = \frac{{0,006}}{4}.320 = 0,48(m/s)\end{array}\)

Vậy tốc độ giật lùi của súng là 0,48 m/s.

b) Tốc độ giật lùi của người và súng như nhau, coi người và súng là một hệ

Gọi vận tốc trước và sau của hệ người và khẩu súng lần lượt là v₁ và v’₁

Vận tốc của viên đạn trước và sau lần lượt là v₂ và v’₂

Khối lượng của người và khẩu súng là M = 4 + 75 = 79 kg; khối lượng của viên đạn là m = 6 g = 0,006 kg

Ban đầu viên đạn, người và khẩu súng đứng yên nên v₁ = v₂ = 0.

Sau khi viên đạn được bắn thì  v’₂ = 320 m/s

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

\(\begin{array}{l}\sum {\overrightarrow {{p_{tr}}}  = \sum {\overrightarrow {{p_s}} } } \\ \Leftrightarrow M.\overrightarrow {{v_1}}  + m.\overrightarrow {{v_2}}  = M.\overrightarrow {v_1′}  + m.\overrightarrow {v_2′} \\ \Leftrightarrow M.\overrightarrow {v_1′}  + m.\overrightarrow {v_2′}  = \overrightarrow 0 \end{array}\)

Chiếu lên chiều dương ta có:

\(\begin{array}{l} - M.v_1′ + m.v_2′ = 0 \Leftrightarrow v_1′ = \frac{m}{M}.v_2’\\ \Rightarrow v_1′ = \frac{{0,006}}{{79}}.320 = 0,024(m/s)\end{array}\)

Vậy tốc độ giật lùi của người là 0,024 m/s.