Giải bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng - Sách chân trời sáng tạo vật lí 10. Phần dưới sẽ hướng dẫn giải bài tập và trả lời các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu. Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học..
Mở đầu: Trong thực tế, có rất nhiều quá trình tương tác giữa các hệ vật mà ta không biết rõ lực tương tác, do đó không thể sử dụng trực tiếp định luật II Newton để khảo sát. Ví dụ: Yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ? Yếu tố nào làm cho viên đạn thể thao đường kính 9 mm có khả năng gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo (Hình 18.1)?
Trả lời: Các yếu tố đó chính là động lượng
1. Động lượng
Câu hỏi 1: Từ thí nghiệm trong hình 18.2: Dự đoán độ dịch chuyển của khúc gỗ trong các trường hợp và cho biết độ dịch chuyển đó phụ thuộc vào những yếu tố nào của viên bi. Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.
Trả lời: Độ dịch chuyển của khúc gỗ trong các trường hợp và cho biết độ dịch chuyển đó phụ thuộc vào những yếu tố : vận tốc và khối lượng của viên bi.
Câu hỏi 2: Cho ví dụ để giải thích tại sao động lượng của một vật lại phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
Trả lời: Ta có động lượng là một đại lượng vecto cùng hướng với vận tốc. Vận tốc là kết quả của phép chia độ dịch chuyển và thời gian di chuyển. Mà độ dịch chuyển lại phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Từ đó động lượng cũng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
vd: Một người ngồi trên chiếc tàu bắt đầu khởi hành.
- Nếu ta chọn hệ quy chiếu gắn liền với toa tàu thì độ dịch chuyển của người bằng 0 => vận tốc bằng 0 => động lượng bằng 0
- Nếu ta chọn hệ quy chiếu gắn với nhà ga thì độ dịch chuyển của người đó lớn hơn 0 => vận tốc lớn hơn 0 => động lượng lớn hơn 0
B. Bài tập và hướng dẫn giải
Luyện tập: Trong một trận bóng đá, cầu thủ A có khối lượng 78kg chạy dẫn bóng với tốc độ 8,5m/s. Trong khi đó, cầu thủ B có khối lượng 72 kg ( ở đội đối phương) cũng chạy đến tranh bóng với tốc độ 9,2 m/s theo hướng ngược hướng của cầu thủ A( Hình 18.4).
a, Hãy xác định hướng và độ lớn của vecto động lượng của từng cầu thủ.
b, Hãy xác định vecto tổng động lượng của 2 cầu thủ .
2. Định luật bảo toàn động lượng
Câu hỏi 3: Trên thực tế, có tồn tại hệ kín lí tưởng không? Giải thích.
Câu hỏi 4: Lập luận để giải thích vì sao hai xe trượt trong thí nghiệm khảo sát định luật bảo toàn động lượng được xem gần đúng là hệ kín.
Câu hỏi 5: Nếu những lưu ý trong khi bố trí dụng cụ như Hình 18.5 để hạn chế sai số của thí nghiệm.
Câu hỏi 6: Nếu chỉ có 1 đồng hồ đo thời gian hiện số thì các em cần lập chế độ đo thời gian như thế nào?
Câu hỏi 7: Giải thích tại sao chúng ta có thể xác định được vận tốc tức thời của xe dựa vào thời gian xe đi qua cổng quang điện ( Hình 18.5). Trình bày lưu ý về dấu của vận tốc tức thời của hai xe trong quá trình tiến hành thí nghiệm.
Bài tập 1: Hãy tính độ lớn của một số hệ sau:
a, Một electron khối lượng 9,1.10-31 kg chuyển động với tốc độ 2,2.106 m/s.
b,Một viên đạn có khối lượng 20g bay với tốc đọ 250 m/s.
c, Một chiếc xe đua thể thức (F1) đang chạy với tốc độ 326 km/h. Biết tỏng khối lượng của xe và tài xế khoảng 750 kg.
d, Trái Đất chuyển động trên quỹ đạo quanh mặt trời với tốc độ 2,98.104m/s . Biết khối lượng Trái Đất là 5,972. 1024 kg.
Bài tập 2: Một quả bóng tennis khối lượng 60g chuyển động với tốc độ 28 m/s đến đập vào một bức tường và phản xạ lại cùng một góc 45o như hình 18P.1. Hãy xác định tính chất của vecto động lượng trước và sau va chạm của bóng.
Bài tập 3: Một viên đạn nặng 6g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng trường 4kg với tốc độ 320m/s.
a, tìm tốc đọ giật lùi của súng.
b, Nếu một người nặng 75kg tì khẩu súng vào vai và ngắm bắn thì tốc độ giật lùi của người là bao nhiêu?