Chu de 1 dong luong – dinh luat bao toan dong luong

Chương 4: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Chủ đề 1: Động lượng – định luật bảo toàn động lượng Chủ đề 2: Công – công suất Chủ đề 3: Động – định lý biến thiên động Chủ đề 4: Thế – định lý biến thiên Chủ đề 5: Cơ – định luật bảo toàn Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187  I Kiến thức: + Động lượng đại lượng véc tơ tích khối lượng vận tốc vật: =m + Một hệ nhiều vật gọi lập khơng có ngoại lực tác dụng lên hệ có ngoại lực cân + Động lượng hệ lập đại lượng bảo tồn Khi hình chiếu lên phương tổng ngoại lực tác dụng lên hệ hình chiếu theo phương tổng động lượng hệ bảo tồn (bảo tồn động lượng theo phương đó) + Tích t gọi xung lượng lực tác dụng khoảng thời gian t → → độ biến thiên động lượng vật thời gian đó: F t =  p + Chuyển động phản lực chuyển động vật mà phần phóng theo hướng khiến cho phần lại chuyển động theo hướng ngược lại Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TỐN 1: TÍNH ĐỘNG LƯỢNG CỦA MỘT VẬT, MỘT HỆ VẬT PHƯƠNG PHÁP - Động lượng p vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định biểu thức: p = m v - Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1 - Động lượng hệ vật: p = p1 + p2 Nếu: p1  p  p = p1 + p2 Nếu: p1  p2  p = p1 − p2 Nếu: Nếu: p1 ⊥ p  p = p12 + p22 ( p , p ) =  p 2 = p12 + p2 + p1 p2 cos Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TỒN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TỐN 1: TÍNH ĐỘNG LƯỢNG CỦA MỘT VẬT, MỘT HỆ VẬT VÍ DỤ MINH HOẠ VD1: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v1 = m/s v2 = m/s Tìm tổng động lượng ( phương, chiều độ lớn) hệ trường hợp :   v v a)   hướng b) v v phương, ngược chiều   c) v v vng góc    p p p HD a) Động lượng hệ : = 1+ Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m 2v2 =1.3 + 3.1 = kgm/s b) Động lượng hệ : p = p + p Độ lớn : p = m1v1 - m2v2 = 0   p p p c) Động lượng hệ : = 1+ Độ lớn: p = p + p = = 4,242 kgm/s 2 Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TỐN 1: TÍNH ĐỘNG LƯỢNG CỦA MỘT VẬT, MỘT HỆ VẬT BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Một vật có khối lượng kg rơi tự xuống đất khoảng thời gian 0,5s Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian ? Cho g = 10m/s2 ĐS 10 kg.m/s Câu 2: Một vật nhỏ khối lượng m = kg trượt xuống đường dốc thẳng nhẵn thời điểm xác định có vận tốc m/s, sau s có vận tốc m/s, tiếp sau s vật có động lượng ? ĐS 20 kg.m/s Câu 3: Thả rơi vật có khối lượng 1kg khoảng thời gian 0,2s Độ biến thiên động lượng vật : ( g = 10m/s2 ) ĐS kg.m/s Câu 4: Một bóng có khối lượng m = 300g va chạm vào tường nảy trở lại với vận tốc Vận tốc bóng trước va chạm 5m/s Độ biến thiên động lượng bóng là: Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ĐS 01689.996.187 -3kg.m/s Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 2: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG PHƯƠNG PHÁP Bước 1: Chọn hệ vật cô lập khảo sát Bước 2: Viết biểu thức động lượng hệ trước sau tượng Bước 3: áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ: pt = ps (1) Bước 4: Chuyển phương trình (1) thành dạng vơ hướng (bỏ vecto) cách: + Phương pháp chiếu + Phương pháp hình học Những lưu ý giải tốn liên quan đến định luật bảo tồn động lượng: a Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) phương, biểu thức định luật bảo toàn động lượng viết lại: ' m1v1 + m2v2 = m1 v1 + m2 v '2 Trong trường hợp ta cần quy ước chiều dương chuyển động - Nếu vật chuyển động theo chiều dương chọn v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương chọn v < b Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ không - Ngoại lực nhỏ so với nội lực - Thời gian tương tác ngắn Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 2: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƯỢNG VÍ DỤ MINH HOẠ VD1: Một viên đạn khối lượng 1kg bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc 500 m/s hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc bao nhiêu? HD - Xét hệ gồm hai mảnh đạn thời gian nổ, xem hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng - Động lượng trước đạn nổ: pt = m.v = p - Động lượng sau đạn nổ: ps = m1 v1 + m2 v2 = p1 + p2 Theo hình vẽ, ta có: 2 m  m  p2 = p + p   v22  = ( m.v ) +  v12   v22 = 4v2 + v12 = 1225m / s 2  2  2 - Góc hợp sin  = v2 phương thẳng đứng là: p1 v1 500 = =   = 350 p2 v2 1225 Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 O Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 2: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƯỢNG VÍ DỤ MINH HOẠ VD2: Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg Vận tốc viên đoạn khỏi nịng súng 600m/s Tìm vận tốc súng sau bắn HD - Động lượng súng chưa bắn   - Động lượng hệ sau bắn súng là: mS vS + mđ vđ   - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng mS vS + mđ vđ = mđ v đ v = − = 1,5(m / s ) - Vận tốc súng là: mS VD3: Một xe ơtơ có khối lượng m1 = chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 1,5m/s, đến tơng dính vào xe gắn máy đứng yên có khối lượng m2 = 100kg Tính vận tốc xe HD - Xem hệ hai xe hệ cô lập - Áp dụng địmh luật bảo toàn động lượng hệ: phương với vận tốc m v Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - Vận tốc xe là: v = m + m = 1,45(m/s)01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TỒN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TỐN 2: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu Một xe chở cát khối lượng 38 kg chạy đường nằm ngang không ma sát với vận tốc m/s Một vật nhỏ khối lượng kg bay theo phương chuyển động xe với vận tốc m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát nằm yên Xác định vận tốc xe hai trường hợp: a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy b) Vật bay đến chiều xe chạy Đs: a) 0,6 m/s b) 1,3 m/s Câu Một prơtơn có khối lượng mp = 1,67.10-27 kg chuyển động với vận tốc vp = 107 m/s tới va chạm vào hạt nhân hêli (thường gọi hạt ) nằm yên Sau va chạm prôtôn giật lùi với vận tốc vp’ = 6.106 m/s cịn hạt  bay phía trước với vận tốc v = 4.106 m/s Tìm khối lượng hạt  Đs: m = 6,68.10-27 kg Câu Một viên đạn bay ngang với vận tốc 100 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng m1 = kg; m2 = kg Mảnh nhỏ bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 225 m/s Bỏ qua sức cản khơng khí Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh lớn Dinh Hoang - lophocthem.com Đs: v1 =Vu187,5 m/s,  = 370 - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TỐN 3: BÀI TẬP BIẾN THIÊN ĐỘNG LƯỢNG VÍ DỤ MINH HOẠ VD1 Một toa xe có khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc 54 km/h Người ta tác dụng lên toa xe lực hãm theo phương ngang Tính độ lớn trung bình lực hãm toa xe dừng lại sau phút 40 giây → → → → → HD Ta có: m v - m v1 = F t ; v = v1 = v nên độ lớn: mv F = t = 1500 N VD2 Một viên đạn có khối lượng m = 10 g bay với vận tốc v1 = 1000 m/s gặp tường Sau xuyên qua tường vận tốc viên đạn cịn lại v2 = 400 m/s Tính độ biến thiên động lượng lực cản trung bình tường lên viên đạn Biết thời gian xuyên thủng tường 0,01 s HD Độ biến thiên động lượng: p = m(v2 – v1) = - kgm/s p Lực cản tường: FC = t = - 600 N Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 3: BÀI TẬP BIẾN THIÊN ĐỘNG LƯỢNG BÀI TẬP TỰ LUYỆN CÂU Một xe ôtô khối lượng chuyển động với vận tốc 72 km/h hãm phanh Sau quãng đường 30 m, vận tốc ôtô giảm xuống cịn 36 km/h a) Tính độ lớn trung bình lực hãm đoạn đường b) Nếu giữ ngun lực hãm sau đoạn đường kể từ hãm ơtơ dừng lại? Đs: a) F = 10000 N b) s’ = 40 m CÂU 2: Một tên lửa vũ trụ bắt đầu rời bệ phóng giây lượng khí đốt 1300 kg với vận tốc 2500m/s Lực đẩy tên lửa thời điểm : Đs 3,25.106 N Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 01689.996.187 ... kgm/s hay kgms -1 - Động lượng hệ vật: p = p1 + p2 Nếu: p1  p  p = p1 + p2 Nếu: p1  p2  p = p1 − p2 Nếu: Nếu: p1 ⊥ p  p = p12 + p22 ( p , p ) =  p 2 = p12 + p2 + p1 p2 cos Vu Dinh Hoang... a) Động lượng hệ : = 1+ Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v? ?1 + m 2v2 =? ?1. 3 + 3 .1 = kgm/s b) Động lượng hệ : p = p + p Độ lớn : p = m1v1 - m2v2 = 0   p p p c) Động lượng hệ : = 1+ Độ lớn: p = p + p... tường 0, 01 s HD Độ biến thiên động lượng: p = m(v2 – v1) = - kgm/s p Lực cản tường: FC = t = - 600 N Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 016 89.996 .18 7 Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH