Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định tổng động lượng, độ biến thiên động lượng và lực tác dụng Phương pháp giải − Độ lớn của động lượng p = m v − Khi có hai động lượng 1 2p ;p Ta có 1 2p p p + Trường hợp 1 1 2p ;p cùng phươ[.]
Xác định tổng động lượng, độ biến thiên động lượng lực tác dụng Phương pháp giải: − Độ lớn động lượng: p = m.v − Khi có hai động lượng: p1;p Ta có: p p1 p2 + Trường hợp 1: p1;p phương chiều p2 p1 p p p1 p2 + Trường hợp 2: p1;p phương, ngược chiều p2 p1 p p p1 p2 p1 p2 + Trường hợp 3: p1;p vng góc p2 p p p12 p22 + Trường hợp 4: p1;p tạo với góc α p2 p12 p22 2p1p2 cos p1 p2 p p1 p2 p12 p22 2p1p2 cos + Trường hợp 5: p1;p tạo với góc α p1 = p2 p 2p1 cos Độ biến thiên động lượng là: p p2 p1 F.t VÍ DỤ MINH HỌA Câu Cho hệ gồm vật chuyển động Vật có khối lượng kg có vận tốc có độ lớn m/s Vật có khối lượng kg có vận tốc độ lớn m/s Tính tổng động lượng hệ v hướng với v1 A 14 (kg.m/s) B 16 (kg.m/s) C 12 (kg.m/s) D 15 (kg.m/s) Lời giải: p2 p1 p p1 m1v1 2.4 kg.m / s + p2 m2 v 3.2 kg.m / s + Vì v hướng với v1 nên p1;p phương, chiều p p1 p2 14 kg.m / s Chọn đáp án A Câu Cho hệ gồm vật chuyển động Vật có khối lượng kg có vận tốc có độ lớn m/s Vật có khối lượng kg có vận tốc độ lớn m/s Tính tổng động lượng hệ v ngược hướng với v1 A 14 (kg.m/s) B (kg.m/s) C 12 (kg.m/s) D 15 (kg.m/s) Lời giải: p2 p p1 + Vì v ngược hướng với v1 nên p1;p phương, ngược chiều p p1 p2 kg.m / s Chọn đáp án B Câu Cho hệ gồm vật chuyển động Vật có khối lượng kg có vận tốc có độ lớn m/s Vật có khối lượng kg có vận tốc độ lớn m/s Tính tổng động lượng hệ v hướng chếch lên hợp với v1 góc 900 A 14 (kg.m/s) B 16 (kg.m/s) C 10 (kg.m/s) D 15 (kg.m/s) Lời giải: p2 p + Vì v hướng chếch lên hợp với v1 góc 900 nên p1;p vng góc p1 p p p 10 kg.m / s 2 2 Chọn đáp án C Câu Cho hệ gồm vật chuyển động Vật có khối lượng kg có vận tốc có độ lớn m/s Vật có khối lượng kg có vận tốc độ lớn m/s Tính tổng động lượng hệ v hướng chếch lên hợp với v1 góc 600 A 14 (kg.m/s) B (kg.m/s) C 12 (kg.m/s) D 37 (kg.m/s) Lời giải: p2 + Vì v hướng chếch lên hợp với v1 góc 600 nên p1;p tạo với góc 600 p p1 p2 p12 p22 2p1p2 cos p 82 62 2.8.6cos600 37 kg.m / s Chọn đáp án D Câu Một xạ thủ bắn tia từ xa với viên đạn có khối lượng 20g, viên đạn bay gân chạm tường có vận tốc 600 (m/s), sau xuyên thủng tường vận tốc viên đạn 200 (m/s) Tính độ biến thiên động lượng viên đạn lực cản trung bình mà tường tác dụng lên viên đạn biết thời gian đạn xuyên qua tường 10−3 (s) A −2000N B −8000N C −4000N D −6000N Lời giải: + Chọn chiều dương chiều chuyển động viên đạn + Độ biến thiên động lượng viên đạn là: p m.v2 m.v1 0,02 200 600 8 kg.m / s Áp dụng công thức: p F.t F p 8 =−8000 (N) t 103 Chọn đáp án B Câu Một người khối lượng 60kg thả rơi tự từ cầu nhảy độ cao 4,5 m xuống nước sau chạm mặt nước 0,5s dừng chuyển động.Tìm lực cản mà nước tác dụng lên người Lấy g = 10m/s2 A −1138,42 (N) B −2138,42 (N) C −3138,42 (N) D −4138,42 (N) Lời giải: Vận tốc rơi tự vật đến mặt nước: v 2.g.s 2.10.4,5 10 m / s Lực cản nước tác dụng lên học sinh Áp dụng công thức: p F.t F m.0 mv 60.3 10 1138,42 N t 0,5 Chọn đáp án A Câu Một vật có khối lượng l,5kg thả rơi tự xuống đất thời gian 0,5s Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2 A 2,5(kg.m/s) C 6,5(kg.m/s) B 7,5 (kg.m/s) D 5,5(kg.m/s) Lời giải: + Áp dụng công thức: p F.t + Ta có độ lớn: p F.t mg.t = 1,5.10.0,5 = 7,5(kg.m/s) Chọn đáp án B Câu Một bóng có khối lượng 500g bay với vận tốc 10 (m/s) va vào mặt sàn nằm ngang theo hướng nghiêng góc α so với mặt sàn, bóng nảy lên với vận tốc 10 (m/s) theo hướng nghiêng với mặt sàn góc α Tìm độ biến thiên động lượng bóng lực trung bình sàn tác dụng lên bóng, biết thời gian va chạm 0,ls Xét trường hợp sau: a α = 30° b α = 90° Hướng dẫn: + Chọn chiều dương hình vẽ theo ra: v1 v2 v 10 m / s (m/s) O + Độ biến thiên động lượng: p p2 p1 mv2 mv1 v1 v2 + Chiếu lên chiều dương p mv2 sin mv1 sin 2mvsin + Lực trung bình sàn tác dụng lên bóng: p p F.t F t a Với α = 300 Ta có: p 2mvsin 2.0,5.10.sin300 5 kg.m / s + Lực trung bình sàn tác dụng lên bóng: F p 5 50N t 0,1 b Với α = 900 p 2mvsin 2.0,5.10.sin900 10 kg.m / s + Lực trung bình sàn tác dụng lên bóng: F p 10 100N t 0,1 BÀI TẬP VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu Tìm tổng động lượng hướng độ lớn hệ hai vật có khối lượng lkg Vận tốc vật có độ lớn 4(m/s) có hướng không đổi, vận tốc vật hai 3(m/s) phương củng chiều với vận tốc vật A (kg.m/s) C (kg.m/s) B (kg.m/s) D (kg.m/s) Lời giải: p2 p1 p p1 m1v1 1.4 kg.m / s + p m v 1.3 kg.m / s + Vì v hướng với v1 nên p1;p phương, chiều p p1 p2 kg.m / s Chọn đáp án A Câu Tìm tổng động lượng hướng độ lớn hệ hai vật có khối lượng lkg Vận tốc vật có độ lớn 4(m/s) có hướng khơng đổi, vận tốc vật hai 3(m/s) phương ngược chiều vận tốc vật A (kg.m/s) B (kg.m/s) C (kg.m/s) D (kg.m/s) Lời giải: p2 p1 m1v1 1.4 kg.m / s + p m v 1.3 kg.m / s p p1 + Vì v hướng với v1 nên p1;p phương, ngược chiều p p1 p2 1 kg.m / s Chọn đáp án B Câu Tìm tổng động lượng hướng độ lớn hệ hai vật có khối lượng lkg Vận tốc vật có độ lớn 4(m/s) có hướng khơng đổi, vận tốc vật hai 3(m/s) có hướng nghiêng góc 60° so với vận tốc vật A (kg.m/s) B (kg.m/s) C (kg.m/s) D (kg.m/s) Lời giải: p2 p1 m1v1 1.4 kg.m / s + p m v 1.3 kg.m / s p p1 + Vì v hướng chếch lên trên, hợp với v1 góc 600 nên p1;p tạo với góc 600 p2 p12 p22 2p1p2 cos p 42 32 2.4.3cos600 37 kg.m / s Chọn đáp án C Câu Tìm tổng động lượng hướng độ lớn hệ hai vật có khối lượng lkg Vận tốc vật có độ lớn 4(m/s) có hướng khơng đổi, vận tốc vật hai 3(m/s) có hướng vng góc với vận tốc vật A (kg.m/s) B (kg.m/s) C (kg.m/s) D (kg.m/s) Lời giải: p2 p1 m1v1 1.4 kg.m / s + p m v 1.3 kg.m / s p p1 + Vì v chếch hướng lên trên, hợp với v1 góc 900 nên p1;p vng góc p p12 p22 42 32 kg.m / s Chọn đáp án D Câu Cho bình chứa khơng khí, phân tử khí có khối lượng 4,65.10−26kg bay với vận tốc 600m/s va chạm vng góc với thành bình bật trở lại với vận tốc cũ Tính xung lượng lực tác dụng vào thành bình A – 5,58.10−23 (N.s) B – 4,58.10−23 (N.s) C – 3,58.10−23 (N.s) D – 2,58.10−23 (N.s) Lời giải: + Theo ta có: v2 v1 v 600m / s + Chọn chiều dương chiều chuyển động phần tử khí trước chạm vào thành bình ta có: p F.t + Chiếu theo chiều dương: F.t m.v2 mv1 2mv F.t 2.4,65.1026.600 5,58.1023 N.s Chọn đáp án A Câu Một đoàn tầu có khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc 54km/h, người lái tầu nhìn tị xa thấy chướng ngại vật, liền hãm phanh Tính độ lớn lực hãm để tàu dừng lại sau 10 giây A 12000N B 14000N C – 15000N D – 18000N Lời giải: + Ta có tàu dừng lại: v2 0m / s;v1 54km / s 15m / s + Độ biến thiên động lượng: p p2 p1 mv1 10.000.15 150000N + Lực hãm để tàu dừng lại sau 10s: p F.t F 150000 15000 N 10 Chọn đáp án C Câu Một học sinh THPT Đào Duy Từ đá bóng có khối lượng 400g bay vói vận tốc m/s đập vng góc với tường bóng bật trở lại với vận tốc tương tự Xác định độ biến thiên động lượng lực tác dụng tường lên bóng biết thời gian va chạm 0,ls Nếu học sinh đá bóng theo phương hợp với tường góc 60° bóng bật với góc tương tự lực tác dụng thay đổi nào? A 18N B – 32N C – 44N D – 15N Lời giải: O Chọn chiều dương chiều chuyển động bóng trước lúc va chạm với tường theo v1 = v2 = v = 8(m/s) v1 v2 Độ biến thiên động lượng: p p2 p1 mv2 mv1 + Chiếu lên chiều dương: p mv2 mv1 2mv 2.0,4.8 6,4 kg.m / s + Lực trung bình tường tác dụng lên bóng: p F.t F p 6,4 64 N t 0,1 Nếu học sinh đá bóng theo phương hợp với tường góc 60° bóng bật với góc tương tự Chọn chiều dương hình vẽ Độ biến thiên động lượng: p p2 p1 mv2 mv1 Chiếu lên chiều dương: p mv2 sin mv1 sin 2mvsin p = −2.0,4.8.sin 60° = −3,2(kgm/s) Lực trung bình sàn tác dụng lên bóng: p F.t F p 3,2 32 N t 0,1 Chọn đáp án B Câu Một vật nhỏ khối lượng m=2kg trượt xuống đường dốc thẳng nhẵn thời điểm xác định có vận tốc 3m/s, sau 4s vật có vận tốc 7m/s, tiếp sau 3s vật có động lượng (kg.m/s) là: A 28kg.m/s B 20kg.m/s C 10kg.m/s Lời giải: + a v2 v1 v3 v2 v3 v3 10m / s t1 t + Động lượng: P m.v 2.10 20kg.m/ s Chọn đáp án C D 6kg.m/s Câu 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 = 9,8m/s2 A 10kg.ms−1 B 5,12kg.m/s−1 C 4,9kgm/s−1 D 0,5kg.ms−1 Lời giải: + Độ biến thiên động lượng: P P mv mgt 1.9,8.0,5 4,9kgm / s Chọn đáp án C Câu 10 Hịn bi thép có khối lượng 200g rơi tự từ độ cao h = 20cm xuống mặt phẳng nằm ngang Sau va chạm bi bật ngược trở lại với vận tốc có độ lớn cũ Tính độ biển thiên động lượng bi Lấy g = 10m/s2 A kg.m/s B 0,4kg.m/s C 0,8kg.m/s D l,6kg.m/s Lời giải: + Chiều dương hướng lên: P mv2x 1mv1x mv mv 2mv + Mà v 2gh 2.10.0,2 2m / s P 2.0,2.2 0,8 kg.m / s Chọn đáp án C Câu 11 Hịn bi thép có khối lượng 200g rơi tự từ độ cao h = 80cm xuống mặt phẳng nằm ngang Sau va chạm bi mặt phẳng, hịn bi nằm n mặt phẳng Tính độ biến thiên động lượng bi Lấy g = 10m/s2 A kg.m/s B 3,2kg.m/s C 0,8kg.m/s D 8kg.m/s Lời giải: + Chiều dương hướng lên: P mv2x 1mv1x mv mv + Mà v 2gh 2.10.0,8 4m / s P 0,2.4 0,8 kg.m / s Chọn đáp án C Câu 12 Một bóng khối lượng m bay ngang với vận tốc v đập vào tường bật trớ lại với vận tốc Độ biến thiên động lượng bóng Biết chiều dương từ tường hướng A −mv B − 2mv C mv D 2mv Lời giải: + P mv2 mv1 P mv mv 2mv Chọn đáp án D Câu 13 Một súng có khối lượng 4kg bắn viên đạn khối lượng 20g Vận tốc đạn khỏi lòng súng 600m/s Súng giật lùi với vạn tốc có độ lớn A −3m/s B 3m/s C l,2m/s D −l,2m/s Lời giải: + V m v 3 m / s V m / s M Chọn đáp án B ... 1,5.10.0,5 = 7,5(kg.m/s) Chọn đáp án B Câu Một bóng có khối lượng 500g bay với vận tốc 10 (m/s) va vào mặt sàn nằm ngang theo hướng nghiêng góc α so với mặt sàn, bóng nảy lên với vận tốc 10 (m/s)... sàn góc α Tìm độ biến thiên động lượng bóng lực trung bình sàn tác dụng lên bóng, biết thời gian va chạm 0,ls Xét trường hợp sau: a α = 30° b α = 90° Hướng dẫn: + Chọn chiều dương hình vẽ theo... án D Câu Cho bình chứa khơng khí, phân tử khí có khối lượng 4,65.10−26kg bay với vận tốc 600m/s va chạm vng góc với thành bình bật trở lại với vận tốc cũ Tính xung lượng lực tác dụng vào thành