Đáp án Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 28: Động lượng (P1)

BÀI 28 ĐỘNG LƯỢNG

I. Động lượng

Câu 1: Thực hiện các thí nghiệm sau để tìm hiểu về sự truyền chuyển động trong tương tác giữa các vật.

Chuẩn bị:

Ba viên bi A, B, C (chọn bi B nặng hơn A và C).

Máng trượt (có thể dùng ống nhựa cắt dọc).

Một vài vật (hộp giấy, quyển sách) để tạo độ dốc của máng trượt.

Đặt viên bi C ngay dưới chân máng trượt như Hình 28.1.

Tiến hành:

Thí nghiệm 1: Lần lượt thả hai viên bi: A, B (bi B nặng hơn bi A) chuyển động trên máng trượt. Quan sát và đo quãng đường dịch chuyển của viên bi C sau va chạm ứng với mỗi lần thả.

Thí nghiệm 2: Bây giờ chỉ thả viên bi A lăn xuống máng trượt nhưng tăng độ dốc của máng trượt. Quan sát và đo quãng đường dịch chuyển của viên bi C sau va chạm ứng với mỗi lần thả.

Thảo luận:

Trong thí nghiệm 1, vận tốc của hai viên bi A và B khi đến chân dốc có giống nhau không? Viên bi nào đẩy viên bi C lăn xa hơn? Tại sao?

Trong thí nghiệm 2, ứng với độ dốc nào thì viên bi A có vận tốc lớn hơn khi va chạm với bi C? Ở trường hợp nào, viên bi C lăn xa hơn? Tại sao?

Trả lời:

Trong thí nghiệm 1, vận tốc của hai viên bi A và B khi đến chân dốc không giống nhau: Vì viên bi B có khối lượng lớn hơn nên có động năng lớn hơn ⇒ truyền năng lượng cho viên bi C nhiều hơn ⇒ làm viên bi C lăn xa hơn. Suy ra viên bi B đẩy viên bi C lăn xa hơn. 

Trong thí nghiệm 2, khi ta tăng độ dốc của máng trượt thì viên bi A có vận tốc lớn hơn khi va chạm với viên bi C, làm cho viên bi C lăn xa hơn. Vì khi viên bi A ở độ dốc lớn hơn sẽ có năng lượng (thế năng hấp dẫn) lớn hơn. Khi chuyển động xuống chân dốc, thế năng hấp dẫn này chuyển hóa thành động năng truyền cho viên bi C làm cho nó lăn xa hơn.

Câu 2: Tìm ví dụ minh hoạ cho ý nghĩa vật lý trên của động lượng

Trả lời:

Tìm thêm ví dụ:

Xe ô tô đi với tốc độ càng cao, khi va chạm thì hậu quả càng nghiêm trọng.

Trong thi đấu quần vợt, tuyển thủ dùng lực lớn để tác động vào quả bóng thì vận tốc của quả bóng sẽ tăng nhanh khiến đối phương khó đỡ hơn so với khi tác động 1 lực nhẹ hơn.

Câu 3:

1. Động lượng của xe tải hay ô tô trong hình đầu bài là lớn hơn?
2. Trong trường hợp sút phạt 11m, tại sao thủ môn khó bắt bóng hơn nếu bóng có động lượng tăng

Trả lời:

1. Động lượng của xe tải lớn hơn ô tô vì khối lượng của xe tải lớn hơn ô tô
2. b) Trong trường hợp sút phạt 11 m, thủ môn khó bắt bóng hơn nếu bóng có động lượng tăng là vì: khi động lượng của quả bóng tăng thì vận tốc của quả bóng cũng tăng. Quả bóng bay tới rất nhanh nên thủ môn sẽ có ít thời gian để đưa ra phản ứng do đó sẽ khó đoán đúng hướng bóng và khó bắt bóng hơn.

II. Xung lượng của lực

1. Xung lượng

Câu 1: Trong ví dụ sau, các vật đã chịu tác dụng của những lực nào trong thời gian rất ngắn. 

Cầu thủ thực hiện một cú đá vô lê đã đưa được quả bóng vào lưới đối phương

Trong môn bi-a, quả bi-a đang chuyển động thì va chạm vào thành bàn nên nó bị đổi hướng.

Trong môn chơi gôn, một quả bóng gôn đang nằm yên. Sau một cú đánh, quả bóng bay đi rất nhanh.

Trả lời:

Cầu thủ thực hiện một cú đá vô lê đã đưa được quả bóng vào lưới đối phương: Quả bóng chịu tác dụng lực của chân cầu thủ.

Trong môn bi-a, quả bi-a đang chuyển động thì va chạm vào thành bàn nên nó bị đổi hướng: Quả bóng bi-a chịu tác dụng của phản lực từ thành bàn 

Trong môn chơi gôn, một quả bóng gôn đang nằm yên. Sau một cú đánh, quả bóng bay đi rất nhan: Quả bóng gôn chịu tác dụng lực từ cây gậy do tay của người chơi truyền vào.

Câu 2: Hãy chỉ ra sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật trong các ví dụ trên ( trong câu 1 ) như thế nào? Tại sao lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian ngắn lại có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động của vật đó.

Trả lời:

(1) Sự biến đổi trạng thái chuyển động của các vật:

Quả bóng đang đứng yên sau khi chịu tác dụng lực của chân cầu thủ thì chuyển động cùng hướng với vận tốc sút của cầu thủ.

Quả bóng bi-a đang chuyển động theo hướng này, sau khi chịu tác dụng của phản lực từ thành bàn hoặc vợt của người chơi thì chuyển động theo hướng khác.

Quả bóng gôn đang đứng yên sau khi chịu tác dụng lực từ cây gậy do tay của người chơi truyền vào thì chuyển động cùng hướng với vận tốc mà lực của cây gậy tác dụng.

(2) Lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian ngắn có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động của vật vì:

Chân cầu thủ sút vào bóng

Thành bàn tác dụng lực vào bi-a

Gậy vụt vào bóng

-> tạo ra xung lượng lớn, mà xung lượng được biểu diễn bằng tích nên nếu rất nhỏ thì lực F rất lớn nó sẽ gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động.