Bài 23: Động lượng - Định luật bảo toàn động lượng

Lý thuyết

Câu C1 trang 123 SGK Vật lý 10

Chứng minh rằng đơn vị động lượng cũng có thể tính ra Niu-tơn giây (N.s).

Hướng dẫn giải

Công thức định luật II Niu-tơn: F = ma

=>    1 N = 1 kg m/s²

=>    Đơn vị động lượng:

\(kg\,\,m/s = kg\dfrac{{m.s}}{{{s^2}}} = N.s\)    (ĐPCM)

Câu C2 trang 123 SGK Vật lý 10

Một lực 50 N tác dụng vào một vật có khối lượng m = 0,1 kg ban đầu nằm yên; thời gian tác dụng là 0,01 s. Xác định vận tốc của vật.

Hướng dẫn giải

Ta có, biến thiên động lượng thì bằng xung lượng của lực:

\(\Delta \overrightarrow p  = \overrightarrow F \Delta t \Leftrightarrow m\overrightarrow v  - m\overrightarrow {{v_0}}  = \overrightarrow F \Delta t\)  

Mặt khác, theo đầu bài ta có: \({v_0} = 0m/s\) (do ban đầu nằm yên)

Ta suy ra:

\(\begin{array}{l}m\overrightarrow v  - \overrightarrow 0  = \overrightarrow F \Delta t \Rightarrow m\overrightarrow v  = \overrightarrow F \Delta t\\ \Rightarrow mv = F.\Delta t\\ \Rightarrow v = \dfrac{{F.\Delta t}}{m} = \dfrac{{50.0,01}}{{0,1}} = 5m/s\end{array}\)

Câu C3 trang 126 SGK Vật lý 10

Giải thích hiện tượng súng giật khi bắn.

Hướng dẫn giải

Xét hệ súng - viên đạn:

   + Động lượng của hệ trước khi súng nổ: bằng 0 (súng và đạn đứng yên).

   + Động lượng của hệ khi súng nổ:

\(m\overrightarrow v  + M\overrightarrow V \)

   + Vì nội lực (lực nổ - đẩy viên đạn) rất lớn so với ngoại lực (trọng lực viên đạn…) nên hệ được coi là hệ kín.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

\(m\overrightarrow v  + M\overrightarrow V  = \overrightarrow 0  \Rightarrow \overrightarrow v  =  - \dfrac{M}{m}.\overrightarrow V \)

Dấu trừ chỉ chuyển động của súng là giật lùi so với hướng của viên đạn.

Bài 1 (SGK trang 126)

Nêu định nghĩa và ý nghĩa của động lượng.

Hướng dẫn giải

Nêu định nghĩa và ý nghĩa của động lượng.

Động lượng p của một vật là vecto cùng hướng với vận tốc của vật và được xácđịnh bởi công thức :

Bài 2 (SGK trang 126)

Khi nào động lượng của một vật biến thiên?

Hướng dẫn giải

*Lực đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian thì có thể gây ra sự biến thiên động lượng của vật đó*

Bài 3 (SGK trang 126)

Hệ cô lập là gì?

Hướng dẫn giải

Hệ cô lập là hệ chỉ có các vật trong hệ tương tác với nhau (gọi là nội lực) các nội lực trực đối nhau từng đôi một. Trong hệ cô lập không có các ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc có ngoại lực thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau.

Bài 4 (SGK trang 126)

Phát biểu định luật bảo toàn động lượng. Chứng tỏ rằng định luật đó tương đương với định luật III Niu-tơn.

Hướng dẫn giải

- Định luật bảo toàn động lượng:

Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.

- Xét một hệ cô lập gồm hai vật nhỏ có khối lượng m₁ và m₂ tương tác nhau.

Theo định luật III Niu-tơn:

Áp dụng , ta được:

Nghĩa là biến thiên động lượng của hệ bằng 0 hay là động lượng của hệ không đổi.

Từ kết quả nhiều thí nghiệm, nhiều hiện tượng khác nhau, ta rút ra định luật bảo toàn động lượng.

Bài 5 (SGK trang 126)

Động lượng được tính bằng.

A. N/s.

B. N.s.

C. N.m.

D. N.m/s.

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Chon B

Bài 6 (SGK trang 126)

Một quả bóng đang bay ngang với động lượng \(\overrightarrow{P}\) thì đập vuông góc vào một bức tường thẳng đứng bay ngược trở lại theo phương vuông góc với bức tường với cùng độ lớn vận tốc. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là:

A. \(\overrightarrow{0}\).

B. \(\overrightarrow{P}\). 

C. \(2\overrightarrow{P}\).

D. \(-2\overrightarrow{P}\).

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Chon D

Bài 7 (SGK trang 127)

Một vật nhỏ khối lượng m = 2kg trượt xuống một đường thẳng nhẵn tại một điểm xác định có vận tốc 3 m/s, sau đó 4s có vận tốc 7m/s, tiếp ngay sau đó 3s vật có động lượng (kg.m/s) là:

A. 6.

B. 10.

C. 20.

D. 28.

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Chon C

Bài 8 (SGK trang 127)

Xe A có khối lượng 1000kg và có vận tốc 60km/h; xe B có khối lượng 2000kg và có vận tốc 30km/h. So sánh động lượng của chúng.

Hướng dẫn giải

Động lượng xe A:

P_A = m_A.v_A = \(1000.\dfrac{60000}{3600}\) = 16666,6 kg.m/s.

Động lượng xe B:

P_B = m_B.v_B = \(2000.\dfrac{30000}{3600}\) = 16666,6 kg.m/s.

Hai xe có trọng lượng bằng nhau.

Bài 9 (SGK trang 127)

Một máy bay có khối lượng 160 000kg, bay với vận tốc 870km/h. Tính động lượng của máy bay.

Hướng dẫn giải

Động lượng của máy bay: