TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT Bài 30: THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH ĐỘNG LƯỢNG CỦA VẬT TRƯỚC VÀ SAU VA CHẠM I TÓM TẮT LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM ĐỊNH NGHĨA v − Động lượng vật khối lượng m chuyển động với vận tốc đại lượng đo tích củakhối lượng vận tốc vật: p m.v Đơn vị: ( kg.m/s = N.s) − Động lượng P vật véc tơ hướng với vận tốc − Khi lực F không đổi tác dụng lên vật khoảng thời gian Δt tích F Δt định nghĩat tích F Δt tích F Δt định nghĩat định nghĩa xung lượng lực F khoảng thời gian Δt tích F Δt định nghĩat v v1 m F mv mv1 Ft Theo định luật II Newton ta có: ma F hay − Vậy độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian p Ft (N.s) Định luật bảo toàn động lượng hệ cô lập a Động lượng hệ cô lập đại lượng bảo toàn Một hệ nhiều vật coi lập khơng có ngoại lực tác dụng lên hệ có ngoại lực cân Trong hệ lập, chi có nội lực tưong tác vật p1 p p n cos nt / / m v m v m1.v1 m v + Va chạm đàn hồi: m1 v1 m v động lượng vật vật trước tương tác / / m1 v1 m v động lượng vật vật sau tương tác m v1 m v m1 v1 m v m1 m V V m1 m + Va chạm mềm: m m.v M.V 0 V v M + Chuyển động phản lực: b Độ biến thiên động lượng p p p1 F.t Va chạm vật: (Xem lại lí thuyết 20 tài liệu này) Theo định luật bảo toàn động lượng, tổng động lượng trước va chạm tổng động lượng sau va chạm / / m v m v m v m 1 2 v2 + Va chạm đàn hồi: m1 v1 m v động lượng vật vật trước tương tác / / m1 v1 m v động lượng vật vật sau tương tác m v1 m v m1 v1 m v m1 m V V m1 m + Va chạm mềm: m m.v M.V 0 V v M + Chuyển động phản lực: Sai số phép đo: (Xem lại lí thuyết tài liệu này) Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH * Dụng cụ TN: - Băng đệm khí (1) - Đồng hồ đo thời gian số (2) - Hai cổng quang điện (3) - Bơm nén khí (4) - Hai xe trượt (5) - Hai chắn sáng (6) - Cân điện tử (7) - Một số nặng (8) - Lò xo nhựa hình chữ U để mắc dây cao su đàn hồi (9) - Chốt ghim (10) - Các dây nối (11) * KQ thí nghiệm_Va chạm mềm: Lần m1 m2 t1 Trước va chạm p2 v1 p1 * KQ thí nghiệm_Va chạm đàn hồi: Trước va chạm Lầ m1 m2 n p1 p2 Sau va chạm t1' t '2 p v1' Sau va chạm t v1' v '2 p’ ' v'2 p1' p'2 II PHÂN LOẠI BÀI TẬP Dạng 1: Các bước làm thí nghiệm 1.1: Phương pháp giải * Các bước TN_Va chạm mềm: Bố trí thí nghiệm Lắp chắn sáng vào xe chốt cắm thích hợp lên hai xe, sau cân khối lượng xe ghi vào bảng Cấp điện cho bơm nén khí đồng hồ đo thời gian, điều chỉnh tốc độ bơm nén khí thích hợp, cho đồng hồ đo thời gian hoạt động chế độ đo thời gian vật chắn cổng quang điện Ấn nút Reset mặt đồng hồ để đưa số đồng hồ 0.000 Đặt xe lên đệm khí hai cổng quang điện, đặt xe 1ở khoảng bên hai cổng quang điện Đẩy xe 1va chạm vào xe ' Lần lượt đọc đồng hồ khoảng thời gian t , t1 ghi vào bảng Gắn thêm vào xe gia trọng, lặp lại bước 4, 5,6,7 hai lần * Các bước TN_Va chạm đàn hồi: Bố trí thí nghiệm Gắn lị xo (hoặc nhựahình chữ U có dây cao su đàn hồi vào xe) Cân hai xe ghi vào bảng Đặt hai xe lên đệm khí vị trí hai cổng quang Lấy sợi dây nhỏ buộc hai xe để nén lò xo lại Ấn nút Reset mặt đồng hồ Cắt sợi dây để lò xo bung ra, đẩy hai xe hai phía Lần lượt đọc đồng hồ khoảng thời giant, t ghi vào bảng Gắn thêm vào hai xe gia trọng, lặp lại bước 3, 4, hai lần Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH 1.2: Bài tập minh họa Bài 1: Dụng cụ có thí nghiệm xác định động lượng vật trước sau va chạm A Cổng quang điện B Lực kế C Bảng thép D nặng Bài 2: Để thí nghiệm xác định động lượng vật trước sau va chạm có độ xác cao ta cần A bấm đồng hồ xác B đẩy xe nhẹ nhàng C đọc số đồng hồ xác D đặt máng nằm ngang giảm ma sát 1.3: Bài tập vận dụng Bài 3: Dụng cụ khơng có thí nghiệm xác định động lượng vật trước sau va chạm A đệm khơng khí B cổng quang C đồng hồ đo thời gian số D lực kế Bài 4: Ngồi cách thí nghiệm 30 ta sử dụng phương pháp phân tích video chuyển động để xác định vận tốc động lượng vật trước sau va chạm dụng cụ A Youtube B điện thoại thơng minh C Facebook D Tivi Dạng 2: Tính sai số phép đo 2.1 Phương pháp giải: * Nếu có đại lượng đo trực tiếp Bước 1: Tính giá trị trung bình đại lượng cần đo tiến hành phép đo nhiều lần (ít lần) A 1+ A 2+ + A n ´ A= n Bước 2: Tính sai số tuyệt đối ứng với lần đo: ´ ∆ A i=| A−A i| Bước 3: Tính sai số tuyệt đối trung bình n lần đo: ∆ A +∆ A2 + + ∆ A n ∆´A= n Sai số tuyệt đối trung bình tính cịn gọi sai số ngẫu nhiên Bước 4: Tính sai số tuyệt đối phép đo: ∆ A=∆´A+ ∆ A ht Trong đó, ∆ A ht sai số hệ thống Nếu sai số hệ thống sai số dụng cụ thường lấy nửa độ chia nhỏ dụng cụ Bước 5: Ghi giá trị phép đo: A= A´ ± ∆ A Bước 6: Tính sai số tỉ đổi phép đo: ∆A δAA = 100 % ´ A * Nếu đại lượng tính tổng hiệu đại lượng đo trực tiếp Bước 1: Tính sai số tuyệt đối phép đo trực tiếp (như trên) Bước 2: Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng Nếu H = X + Y – Z ∆H = ∆X + ∆Y + ∆Z * Nếu đại lượng đo gián tiếp Sai số tương đối (tỉ đối) tích thương tổng sai số tương đối (tỉ đối) thừa số: n m y Nếu F=x k δAF =m δAx+ n δAy+k δAz z 2.2 Bài tập minh họa: Bài 5: Bảng thể kết đo khối lượng xe thí nghiệm động lượng Em xác định sai số tuyệt đối ứng với lần đo, sai số tương đối phép đo Biết sai số dụng cụ 0,01 kg Lần đo m (g) 210 220 m (g) Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH 210 210 Trung bình m=¿ ´ m=¿ ´ Hướng dẫn giải Dựa vào bảng số liệu, ta có Lần đo m (g) m (g) 210 10 220 230 10 210 10 Trung bình 220 m=¿ ´ 10 m=¿ ´ Sai số tuyệt đối phép đo: ∆ m=∆´m± ∆ mdc =20 g ∆m 100 %=9,1 % Sai số tương đối phép đo: δAm= m ´ ´ ∆ m=220 ± 20(g) Kết phép đo: m= m± 2.3 Bài tập vận dụng: Bài 6: Bạn Dương làm thí nghiệm động lượng với trường hợp va chạm mềm, kết bảng Trước va chạm Sau va chạm Lần m1 m2 v'1 = t2 v2 p1 p2 t' p'1 p'2 v'2 0,21 0,21 0,179 0,354 0,21 0,31 0,157 0,383 0,21 0,41 0,180 0,545 Biết ban đầu xe đứng yên, xe hai chuyển động, khối lượng đơn vị kg, thời gian đơn vị giây, chiều dài chắn cổng quang điện 10cm Từ kết đo tính: a.Tính vận tốc động lượng xe trước va chạm sau va chạm b.So sánh tổng động lượng hai xe trước sau va chạm Hướng dẫn giải a.Từ bảng ta có Trước va chạm Sau va chạm Lần m1 m2 v'1 = t2 v2 p1 p2 t' p'1 p'2 v'2 0,21 0,21 0,179 0,599 0,117 0,354 0,282 0,059 0,059 0,21 0,31 0,157 0,637 0,134 0,383 0,261 0,055 0,081 0,21 0,41 0,180 0,556 0,117 0,545 0,183 0,038 0,075 b.Tổng động lượng hai xe Lần Trước va chạm Sau va chạm 0,117 0,118 0,134 0,136 0,117 0,113 Như vậy, thấy tổng động lượng hai xe trước sau va chạm xấp xỉ III BÀI TẬP BỔ SUNG Bài 7: Bạn Dương làm thí nghiệm động lượng với trường hợp va đàn hồi, kết bảng Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH Lần m1 0,21 0,21 0,21 m2 0,21 0,31 0,41 Trước va chạm p1 p2 0 0 0 Sau va chạm t'1 t'2 0 0 0 v'1 0,588 0,575 0,571 v'2 0,581 0,403 0,296 p'1 p'2 Biết ban đầu xe đứng yên, khối lượng đơn vị kg, thời gian đơn vị giây, chiều dài chắn cổng quang điện 10cm Từ kết đo tính: a.Tính động lượng xe sau va chạm b.So sánh tổng động lượng hai xe trước sau va chạm Hướng dẫn giải a.Từ bảng ta có Lần m1 m2 Trước va chạm Sau va chạm p1 p2 t'1 t'2 v'1 v'2 p'1 p'2 0,21 0,21 0 0 0,588 0,581 0,124 -0,122 0,21 0,31 0 0 0,575 0,403 0,121 -0,125 0,21 0,41 0 0 0,571 0,296 0,120 -0,121 b.Tổng động lượng hai xe Lần Trước va chạm Sau va chạm 0,002 - 0,004 - 0,001 Như vậy, thấy tổng động lượng hai xe trước sau va chạm xấp xỉ IV BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu Sai số loại trừ trước đo? A Sai số phương pháp đo B Sai số ngẫu nhiên C Sai số dụng cụ D Sai số tuyệt đối Câu Phép đo đại lượng vật lý A sai xót gặp phải đo đại lượng vật lý B sai số gặp phải dụng cụ đo đại lương vật lý C phép so sánh với đại lượng loại quy ước làm đơn vị D công cụ đo đại lượng vật lý thước, cân…vv Câu Chọn phát biểu sai? Sai số dụng cụ Δt tích F Δt định nghĩaA’ A lấy nửa độ chia nhỏ dụng cụ B lấy độ chia nhỏ dụng cụ C tính theo cơng thức nhà sản xuất quy định D loại trừ đo cách hiệu chỉnh đo Câu Cho số 20,2; 20,20; 2,2.103; 2,20.103; 2,2.10-3; 2,20.10-3 a Có số có hai chữ số có nghĩa? A B C D b Có số có ba chữ số có nghĩa? A B C D c Có số có bốn chữ số có nghĩa? A B C D ´ ´ Câu Gọi A giá trị trung bình, Δt tích F Δt định nghĩaA’ sai số dụng cụ, ∆ A sai số ngẫu nhiên, A sai số tuyệt đối Sai số tỉ đối phép đo ¯ ¯ ΔA A ΔA Δ A' 100% 100% 100% A δ A= B δ A= C δ A= D δ A= 100% ¯ ¯ ¯ ¯A A ΔA A Câu Một vật chuyển động với quãng đường vật d=(13,8 ± 0,2) m khoảng thời gian t=(4,0 ± 0,3)s Phép đo vận tốc có sai số tỉ đối gần A ± % B ± % C ± % D ± % Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH Câu Dùng thước có chia độ đến milimét đo lần khoảng cách d hai điểm A B cho giá trị 0,045 m Lấy sai số dụng cụ độ chia nhỏ Kết đo viết A d =(0,045 ± 2) (mm) B d =(0,045 ± 0,001) (m) C d =(0,045 ± 3) (mm) D d =(0,045 ± 0,0005) (m) Bảng đáp án: Câu A C D B-D-A D D B Trang