Bài 2 Động lượng và năng lượng trong va chạm Mở đầu Mở đầu trang 100 Vật lí 10 Va chạm giữa các vật là hiện tượng thường gặp Lực gây ra do va chạm có thể rất nhỏ như khi các phân tử không khí va chạm[.]
Bài Động lượng lượng va chạm Mở đầu Mở đầu trang 100 Vật lí 10: Va chạm vật tượng thường gặp Lực gây va chạm nhỏ phân tử khơng khí va chạm lên da chúng ta, lớn thiên thạch va chạm với vũ trụ Ta biết động lượng lượng hệ kín ln bảo tồn, nhiên động lượng lượng vật va chạm thay đổi Vậy vật va chạm với nhau, động lượng lượng chúng thay đổi nào? Trả lời: - Khi vật va chạm với nhau, xét tùy vào loại va chạm đàn hồi hay va chạm mềm ta thấy động lượng chúng tăng giảm - Ví dụ va chạm đàn hồi động lượng, động vật tăng động lượng, động vật giảm nhiêu - Trong va chạm mềm động sau va chạm nhỏ động trước va chạm - Năng lượng bị giảm phần biến đổi thành dạng lượng khác lượng nhiệt, lượng âm thanh,… I Đánh giá động lượng lượng vật va chạm dụng cụ thực hành Câu hỏi trang 100 Vật lí 10: Thảo luận, xây dựng phương án thực hành để xác định động lượng, lượng hai xe trước sau va chạm Vì lại chọn cho xe chuyển động giá đỡ nằm ngang? Trả lời: Đặt hai xe có khối lượng lên giá đỡ nằm ngang Cho hai xe va chạm vào Sau va chạm hai xe chuyển động rời xa nhau, đọc ghi tốc độ xe trước sau va chạm Từ kết thu được, tính đánh giá động lượng, lượng hai xe trước sau va chạm Ví dụ bảng số liệu: Trước va chạm Sau va chạm Tốc độ xe (m/s) Tốc độ xe (m/s) Động lượng xe Động lượng xe Tổng động lượng hai xe Động xe Động xe Chọn cho xe chuyển động theo phương ngang để trọng trường xe không thay đổi coi trọng lực phản lực mặt ngang tác dụng lên xe cân bằng, hệ hai xe coi kín theo phương ngang Khi so sánh hai xe ta cần xác định động hai xe mà không cần so sánh (do không đổi) Câu hỏi trang 101 Vật lí 10: Từ kết thí nghiệm mình, bạn tính động lượng xe trước sau va chạm So sánh độ thay đổi động lượng xe xe Trả lời: Hai xe có khối lượng m (kg) Trước va chạm Sau va chạm Tốc độ xe (m/s) 0,444 0,316 Tốc độ xe (m/s) 0,316 0,438 Động lượng xe (kg.m/s) 0,444.m 0,316.m Động lượng xe (kg.m/s) 0,316.m 0,438.m Động xe (J) 0,098.m 0,050.m Động xe (J) 0,050.m 0,096.m Tổng động lượng hai xe 0,760.m 0,754.m (kg.m/s) Độ thay đổi động lượng xe giảm 0,128.m (kg.m/s) Xe động lượng tăng lượng 0,122.m (kg.m/s) Độ thay đổi động lượng hai xe gần (sự sai lệch sai số ngẫu nhiên) Vậy động lượng xe giảm xe tăng nhiêu Đánh giá động lượng hai xe trước sau va chạm Câu hỏi trang 101 Vật lí 10: Từ kết thí nghiệm bảng 2.1, vận tốc xe +0,444 m/s Điền dấu đại số vận tốc, động lượng xe vào bảng 2.2 Trả lời: Trước va chạm Sau va chạm Vận tốc xe (m/s) + - Vận tốc xe (m/s) - + Động lượng xe (kg.m/s) + - Động lượng xe (kg.m/s) - + Sự thay đổi lượng va chạm hai xe Câu hỏi trang 102 Vật lí 10: Từ kết thí nghiệm mình, bạn tính động xe đo trước sau va chạm So sánh tổng động hai xe trước sau va chạm Trả lời: Cho khối lượng xe 0,245 kg Tổng động hai xe trước va chạm là: Wtr = 1 1 m.v12 + m.v22 = 0,245.0,4442 + 0,245.0,3162 = 0,036 (J) 2 2 Tổng động hai xe sau va chạm là: Ws = 1 1 m.v1s2 + m.v22s = 0,245.0,3162 + 0,245.0,4382 = 0,036 (J) 2 2 Tổng động hai xe sau va chạm gần tổng động hai xe trước va chạm Câu hỏi trang 103 Vật lí 10: Trong va chạm hồn tồn mềm, thảo luận cho biết phần động bị giảm chuyển thành dạng lượng nào? Trả lời: Ta thấy động khơng bảo tồn, phần chuyển hóa thành nhiệt năng, lượng âm thanh, lượng biến dạng va chạm II Một số tượng va chạm thực tiễn Luyện tập Luyện tập trang 103 Vật lí 10: Hãy thảo luận để tìm hiểu tượng thực tế sau: Giải thích bắt bóng thủ mơn phải co tay, cuộn người lại? Hãy dựa vào hiểu biết động lượng lực tượng va chạm để giải thích tác dụng túi khí ô tô giúp giảm chấn thương người xe ô tô xảy va chạm? Tại thả bóng xuống mặt sàn, nảy lên, bóng lên tới độ cao ban đầu? Trả lời: Để hãm lại chuyển động bóng cách an tồn, bắt bóng thủ mơn phải co tay, cuộn người lại, làm tăng thời gian xảy va chạm bóng tay, giúp giảm lực tác dụng lên tay, hạn chế tổn thương lên xương tay 2 Túi khí hay dây đai an toàn thiết bị bảo vệ người ngồi xe tơ Khi xảy va chạm, túi khí ô tô thiết kế bung nhanh, sau bung lại tự động xả khí để đỡ người ngồi xe Nhờ túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương Đồng thời túi khí hấp thụ động người, chuyển thành dạng lượng khác Lưu ý: Túi khí xe tô bảo vệ người ngồi xe người sử dụng khơng thắt dây an tồn bế giữ người đồ vật trước vị trí túi khí Trong trình va chạm với mặt sàn, phần động bóng chuyển thành nhiệt năng, lượng âm thanh, lượng biến dạng va chạm, nên bóng khơng bảo tồn, khơng nảy lên đến độ cao ban đầu Câu hỏi trang 104 Vật lí 10: Tại người lớn bế em bé ngồi ghế trước xe ô tô, xảy va chạm, em bé bị chấn thương nghiêm trọng người lớn cài dây đai an tồn túi khí hoạt động bình thường? Trả lời: Tồn q trình bung túi khí diễn với vận tốc 320 km/h, 0,04 giây tất túi khí căng phịng Do số nghiên cứu cho thấy trẻ nhỏ đối tượng dễ bị tổn thương túi khí lực bung lớn thể trẻ nhỏ chưa chịu lực tác dụng túi khí bung Cơ thể trẻ nhỏ dễ bị thăng người lớn dễ bị sai tư ngã xuống sàn đập phía khác gây chấn thương nghiêm trọng Vận dụng trang 104 Vật lí 10: Bạn cần sử dụng bóng nhỏ bóng tenis đặt bên bóng chuyền thả rơi hệ hai bóng từ độ cao nhỏ, sau bóng chuyền va chạm với mặt đất, quan sát ghi nhận chiều cao đạt bóng Chú ý tiến hành nơi rộng rãi Dựa vào định luật bảo toàn động lượng bảo toàn lượng, thảo luận để giải thích kết bóng nhỏ đạt độ cao lớn so với độ cao thả hai bóng Trả lời: Quả bóng chuyền mềm, có tính đàn hồi lớn, thả rơi, va chạm với mặt sàn bị sàn tác dụng phản lực bị biến dạng lớn Do bóng chuyền dự trữ đàn hồi, bóng trở lại trạng thái ban đầu, theo định luật bảo toàn lượng đàn hồi chuyển hóa thành động bóng tenis Do khối lượng bóng tenis nhỏ nên vận tốc đầu mà bóng tenis nhận lớn ( v = 2W ) Theo định luật bảo toàn m lượng, tồn động chuyển hóa thành vị trí cao nóng tenis bay lên ... tập trang 103 Vật lí 10: Hãy thảo luận để tìm hiểu tượng thực tế sau: Giải thích bắt bóng thủ mơn phải co tay, cuộn người lại? Hãy dựa vào hiểu biết động lượng lực tượng va chạm để giải thích... động lượng xe giảm xe tăng nhiêu Đánh giá động lượng hai xe trước sau va chạm Câu hỏi trang 101 Vật lí 10: Từ kết thí nghiệm bảng 2.1, vận tốc xe +0,444 m/s Điền dấu đại số vận tốc, động lượng... xe (kg.m/s) + - Động lượng xe (kg.m/s) - + Sự thay đổi lượng va chạm hai xe Câu hỏi trang 102 Vật lí 10: Từ kết thí nghiệm mình, bạn tính động xe đo trước sau va chạm So sánh tổng động hai xe