Bài tập file word Vật lí 10 kết nối Bài 28: Động lượng

CÂU  28: ĐỘNG LƯỢNG

1. NHẬN BIẾT

Câu 1: Một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc , động lượng của vật là?

Trả lời:

Câu 2: Đại lượng vật lý nào được đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật là đại lượng nào?

Trả lời:

Động lượng

Câu 3: Đơn vị của động lượng là?

Trả lời:

kg.m/s

Câu 4: Động lượng là đại lượng đặc trưng cho điều gì?

Trả lời:

Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền tương tác giữa các vật

Câu 5: Định nghĩa động lượng của một vật.

Trả lời:

Động lượng của một vật là tích của khối lượng với vận tốc của vật đó.

2. THÔNG HIỂU

Câu 6: Tại sao một người trượt tuyết có thể tăng tốc khi họ đẩy tay ra phía trước?

Trả lời:

Họ tạo ra một lực đẩy, tăng cường động lượng và làm tăng tốc độ.

Câu 7: Tại sao một đồng hồ cơ đeo tay ngừng chạy khi tháo nó ra khỏi cổ tay và để nó yên?

Trả lời:

Đồng hồ ngừng chạy vì động lượng của nó giảm khi không còn được đưa ra năng lượng bởi chuyển động của cổ tay.

Câu 8: Giải thích tại sao một con lăn lăn xuống dốc có thể đi được một quãng đường dài hơn so với con lăn xuống đồng bằng.

Trả lời:

Động lượng cảm ứng của con lăn xuống dốc tăng lên, giúp nó di chuyển được xa hơn.

Câu 9: Tại sao một vật di chuyển nhanh hơn có động lượng lớn hơn?

Trả lời:

Vì động lượng tỉ lệ thuận với vận tốc.

Câu 10: Giải thích tại sao một vật có khối lượng nhỏ nhưng vận tốc lớn có thể có động lượng lớn hơn một vật có khối lượng lớn nhưng vận tốc thấp.

Trả lời:

Vận tốc có ảnh hưởng lớn đến động lượng, nếu vận tốc lớn đủ, động lượng có thể lớn hơn dù khối lượng nhỏ.

Câu 11: Tại sao khi nhảy từ một chiếc thuyền nổi ra biển, bạn cảm thấy nặng trịch hơn so với khi đứng trên thuyền?

Trả lời:

Bạn truyền một lượng động lượng lớn cho thuyền khi nhảy, làm cho thuyền di chuyển ngược chiều với bạn, tạo cảm giác nặng trịch.

3. VẬN DỤNG

Câu 12: Một đoàn tàu hỏa có khối lượng M = 180 tấn chuyển động với vận tốc v = 90 km/h. Bàn phải đường ray có một ô tô khối lượng m = 1500 kg chuyển động song song, cùng chiều với đoàn tàu với vận tốc v’ = 95 km/h.

1. Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất, tính động lượng của đoàn tàu và của ô tô.
2. Chọn hệ quy chiếu gắn với đoàn tàu, tính động lượng của ô tô.

Trả lời:

1. Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất, động lượng của:

• Đoàn tàu: p = Mv = 150000.25 = 3,75.10⁶m/s
• Ô tô: p’ = m.v’ = 1500.26,4 = 3,96.10⁴m/s

1. Chọn hệ quy chiếu gắn với đoàn tàu, vận tốc của ô tô đối với đoàn tàu:

Động lượng của ô tô đối với đoàn tàu: p = m.v_x/t = 1500.1,4 = 2100 kg.m/s

Câu 13: Xét hai ô tô đang di chuyển trên hai đường thẳng vuông góc với nhau hướng về phía giao lộ. Ô tô 1 có khối lượng 1200 kg chuyển động với tốc độ 15 m/s và ô tô 2 có khối lượng là 1200 kg chuyển động với tốc độ 20 m/s.

1. Tính tổng động lượng của hệ hai ô tô đối với đường.
2. Tính động lượng của ô tô 1 đối với ô tô 2.

Trả lời:

1. Động lượng của ô tô 1 đối với đường:

p₁ = m₁v₁ = 1200.15 = 1,8.10⁴ kg.m/s

Động lượng của ô tô 2 đối với đường:

p₂ = m₂v₂ = 1200.20 = 2,4.10⁴ kg.m/s

Tổng động lượng của hệ hai ô tô đối với đường:

1. Vận tốc của ô tô 1 đối với ô tô 2:

Động lượng của ô tô 1 đối với ô tô 2: p = m₁.v₂₁ = 1200.25 = 3.10⁴ kg.m/s

Câu 14: Trong một thử nghiệm va chạm cụ thể, một ô tô có khối lượng 1500 kg va chạm với một bức tường thể hiện trong hình vẽ. Vận tốc trước và ngay sau va chạm tương ứng của ô tô là 15 m/s và 2,6 m/s. Biết va chạm kéo dài trong 0,150 s, tìm lực trung bình do tường tác dụng lên ô tô.

Trả lời:

Độ biến thiên động lượng của ô tô:

Lực trung bình mà tường tác dụng lên ô tô:

Câu 15: Một viên bi thép khối lượng 3,00 kg chuyển động với tốc độ 10,0 m/s đến đập vào một bức tường, vectơ vận tốc hợp với bề mặt bức tưởng góc 60,0°. Sau va đập viên bị bật ra với cùng tốc độ và góc giữa vectơ vận tốc với bề mặt bức tường vẫn là 60,0°. Thời gian viên bị tiếp xúc với tường là 0,200 s, tính lực trung bình do tưởng tác dụng lên viên bi.

Trả lời:

Độ biến thiên động lượng của viên bi:

Lực trung bình mà tường tác dụng lên viên bi:

4. VẬN DỤNG CAO

Câu 16: Hai vật có khối lượng m₁ = 5 kg, m₂ = 10 kg chuyển động với các vận tốc v₁ = 4 m/s và v₂ = 2 m/s. Tìm tổng động lượng (phương, chiều và độ lớn) của hệ trong các trường hợp:

1. v₁→và v₂→ cùng hướng.
2. v₁→và v₂→ cùng hướng, ngược chiều.
3. v₁→và v₂→ vuông góc nhau.

Trả lời:

1. Động lượng của hệ:

p→ = p₁→ + p₂→

Độ lớn: p = p₁ + p₂ = m₁ v₁ + m₂ v₂ = 5.4 + 10.2 = 40 kg.m/s.

1. Động lượng của hệ:

p→ = p₁→ + p₂→

Độ lớn: p = p₁ - p₂ = m₁ v₁ - m₂ v₂ = 0.

1. c) Động lượng của hệ:

p→ = p₁→ + p₂→

Độ lớn:  = 28,284 kg.m/s.

Câu 17: Một viên đạn khối lượng 1kg 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 500√2 m/s. Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu?

Trả lời:

Xét hệ 2 mảnh đạn trong lúc nổ, đây là hệ kín do đó ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng.

Động lượng trước khi đạn nổ:

p_t→ = m v→ = p→

Động lượng sau khi đạn nổ:

Theo hình vẽ, ta có:

Góc hợp giữa v₂→ và phương thẳng đứng là:

Câu 18: Một viên đạn có khối lượng m rơi tự do một quãng đường h xuống va chạm đàn hồi với một cái niệm có khối lượng M đang nằm yên trên sản nhà. Sau va chạm viên đạn nảy ra theo phương ngang và va chạm với một tấm gỗ có bề dày d, khối lượng M đang nằm yên trên sản nhà. Viên đạn xuyên vào tấm gỗ và dừng lại ở mặt sau của tấm gỗ. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ lên viên đạn, bỏ qua ma sát giữa sản nhà và tấm gỗ.

Trả lời:

Trong sự va chạm đàn hồi của đạn và nêm:

• Gọi v và V lần lượt là vận tốc theo phương ngang của đạn và của nêm sau va chạm, ta có:
• v =

Trong sự va chạm của đạn và tấm gỗ:

• Gọi V’ là vận tốc của đạn và tấm gỗ sau khi đạn dừng trong tấm gỗ:

Mv = (M + m)V’

Câu 19: Một nêm có khối lượng M được đặt tiếp xúc với ván có khối lượng m trên sàn nằm ngang, trên ván có gắn một lò xo độ cứng k, ban đầu hệ đứng yên. Thả không vận tốc đầu một viên bị khối lượng m từ độ cao h trên nêm M, sau khi rời nêm viên bi lăn vào ván và chạm vào lò xo. Khi lò xo bị biến dạng đoạn A (m) thì trên lò xo xuất hiện thế năng đàn hồi là W =-kA. Bỏ qua mọi ma sát. Tính độ nén tối đa của lò xo.

Trả lời:

Khi viên bi rời nêm thì nó có vận tốc v0 và nêm có vận tốc V xác định bởi hệ:

Viên bi đang có vận tốc v0 thì bắt đầu tương tác với ván m và lò xo lúc đó bị nén đoạn xác định bởi hệ:

Câu 20: Nêm có khối lượng M nằm trên mặt phẳng ngang nhẵn.

1. Một quả cầu khối lượng m rơi tự do từ độ cao h xuống va chạm với nêm thì bật theo phương ngang (va chạm là hoàn toàn đàn hồi). Tính vận tốc V của nêm sau va chạm.
2. Nếu cho quả cầu bay theo phương ngang với vận tốc v đập vào mặt phẳng nghiêng của nêm và bật lên theo phương thẳng đứng, nêm chuyển động với vận tốc V. Xác định độ cao cực đại mà quả cầu đạt được nếu biết các giá trị m, M ,v.

Trả lời:

1. Xác định vận tốc V của nêm:

• Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng và bảo toàn động năng cho va chạm đàn hồi:
• Và:
• Ta thế v’ = vào phương trình (2):
• Vậy, ta thế: vào :

1. Tính độ cao cực đại mà quả cầu đạt được :

• Từ hai phương trình này ta tính được:
• Theo định luật bảo toàn cơ năng cho quả cầu nhỏ ta có:
• Do đó: