Chủ đề 1: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG A Tóm tắt lý thuyết 1.Động lượng: r Động lượng vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định công thức: r r r r p = mv ( p hướng với v ) Về độ lớn : p = mv Trong đó: p động lượng (kgm/s),m khối lượng(kg),v vận tốc(m/s) Hệ lập: (Hệ kín) Một hệ nhiều vật gọi lập khơng có ngoại lực tác dụng lên hệ có ngoại lực cân Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng hệ cô lập đại lượng không đổi r r r, r, Nếu hệ có vật: p1 + p2 = p1 + p2 hay m v1 + m v = m v'1 + m v'2 Trong : m1,m2 khối lượng vật(kg) v1,v2 vật tốc vật trước va chạm(m/s) v1, , v2, vật tốc vật sau va chạm(m/s) 4.Định lí biến thiên động lượng(cách phát biểu khác định luật II NIUTON) Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian r r r r r r r r ∆P = F ∆tHayP2 − P1 = F ∆t mv2 − mv1 = F ∆t Ta có : Trong : m khối lượng (kg) v1,v2 vận tốc vật(m/s) F Tổng ngoại lực tác tác dụng vào vật (N) ∆t thời gian tác dụng lực (s) → → (Khi lực F tác dụng lên vật khoảng thời gian ∆t tích F ∆t định nghĩa xung lượng → lực F khoảng thời gian ∆t ấy.) Va chạm mềm: Sau va chạm hai vật nhập lại thành chuyển động với vận tốc v Áp dụng đlbt động lượng: → → m v + m2 v2 m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v v = 1 m1 + m2 → → → → 6.Chuyển động phản lực: Chuyển động phản lực chuyển động vật tự tạo phản lực cách phóng hướng ngược lại phần Hay cđ phận hệ tách bay hướng làm cho phần lại chuyển động ngược chiều: Nếu ban đầu vật đứng yên: = M V + m.u m V = − u M B Các dạng tập phương pháp giải Dạng 1: : Tính động lượng vật, hệ vật - Động lượng p vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v : p = m v - Độngur lượng uu r hệ uur vật: p = p1 + p2 ur ur Nếu: p1 ↑↑ p ⇒ p = p1 + p2 ur ur Nếu: p1 ↑↓ p ⇒ p = p1 − p2 ur ur p1 ⊥ p ⇒ p = p12 + p2 r uur ·uu Nếu: p1 , p2 = α ⇒ p = p12 + p2 + p1 p2 cosα Nếu: ( ) Dạng 2: Bài tập định luật bảo toàn động lượng Bước 1: Chọn hệ vật cô lập khảo sát Bước 2: Viết biểu thức động lượng hệ trước sau uu r tượng uu r pt = ps Bước 3: áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ: (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 Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) không phương, ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t biểu diễn hình vẽ Dựa vào tính chất hình học để tìm yêu cầu toán c 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 ur ur - Nếu F ngoai luc ≠ hình chiếu F ngoai luc phương khơng động lượng bảo tồn phương B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài tập tự luận Bài Một người khối lượng m1 = 60kg chạy với tốc độ v1 = 4m/s nhảy lên xe khối lượng m2 = 90kg chạy song song ngang qua người với tốc độ v2 = 3m/s Sau đó, xe người tiếp tục chuyển động phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu xe người chuyển động: a.Cùng chiều (ĐS: 3,4m/s) b.Ngược chiều (ĐS: 0,2m/s) Bài Xe chở cát khối lượng m1 = 390kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc v1 = 8m/s Hòn đá khối lượng m2 = 10kg bay đến cắm vào cát Tìm vận tốc xe sau đá rơi vào cát hai trường hợp: a.Hòn đá bay ngang, ngược chiều xe với vận tốc v2 = 12m/s (ĐS: 7,5m/s) b.Hòn đá rơi thẳng đứng (ĐS: 7,8m/s) Bài Một người khối lượng m1 = 60kg đứng xe goòng khối lượng m2 = 240kg chuyển động đường ray với vận tốc 2m/s Tính vận tốc xe người: a nhảy sau xe với vận tốc 4m/s xe sau nhảy (ĐS: 2,8m/s) b nhảy phía trước xe với vận tốc 4m/s xe sau nhảy (ĐS: 1,2m/s) c nhảy khỏi xe với vận tốc v ’ xe, v ’ v u n g góc với thành xe (ĐS: 2m/s) Bài Một viên đạn bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Tìm hướng độ lớn vận tốc mảnh thứ biết mảnh thứ hai bay với vận tốc 500m/s theo phương lệch góc 600 với đường thẳng đứng, hướng: a.lên phía (ĐS: 500m/s; lệch 600 so với phương thẳng đứng) b.xuống phía mặt đất (ĐS: 866m/s; lệch 300 ) Bài Một viên đạn khối lượng m = 0, 8kg bay ngang với vận tốc v0 = 12, 5m / s độ cao H = 20m vỡ thành hai mảnh Mảnh I có khối lượng m1 = 0, 5kg , sau nổ bay thẳng đứng xuống chạm đất có vận tốc v ' = 40m / s Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh đạn II sau vỡ Bỏ qua sức cản khơng khí (ĐS: 66,7m/s; hướng lên, hợp với phương ngang góc 600 ) Bài Một hạt nhân phóng xạ ban đầu đứng yên phân rã thành ba hạt: electron, notrino hạt nhân Động lượng electron 9.10-23kgm/s, động lượng notrino vng góc với động lượng electron có độ lớn 12.10-23kgm/s Tìm hướng độ lớn động lượng hạt nhân − (ĐS:15.10 23 N s ) Bài Một súng có khối lượng 2000kg, lắp viên đạn có khối lượng m Ban đầu hệ đứng yên, sau bắn đạn rời nòng với tốc độ 1250m/s, súng giật lùi với tốc độ 5m/s Tìm khối lượng viên đạn (ĐS: 8kg) Bài Xác định lực tác dụng súng trường lên vai người bắn biết lúc bắn, vai người giật lùi 2cm, viên đạn bay tức thời khỏi nòng súng với vận tốc 500m/s Khối lượng súng 5kg, khối lượng đạn 20g Bài Hai bóng khối lượng m1 = 50 g , m2 = 75g ép sát vào mặt phẳng ngang Khi bng tay, bóng I lăn 3,6m dừng lại Hỏi bóng II lăn quãng đường bao nhiêu? Biết hệ số ma sát lăn bóng mặt sàn cho hai bóng Bài 10 Có bệ pháo khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang không ma sát Trên bệ có gắn pháo khối lượng Giả sử pháo chứa viên đạn khối lượng 100kg nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng 500m/s pháo Xác định vận tốc giật lùi bệ pháo sau bắn trường hợp: a.Lúc đầu hệ đứng yên (ĐS: 3,11m/s) b.Trước bắn bệ pháo chuyển động với vận tốc 18km/h: -Theo chiều bắn (ĐS: 1,69m/s) -Ngược chiều bắn (ĐS: 8,31m/s) Bài 11 Khẩu đại bác đặt xe lăn, khối lượng tổng cộng m1 = 7,5 tấn, nịng súng hợp thành góc α = 600 với mặt đường nằm ngang Khi bắn viên đạn khối lượng m2 = 20kg, súng giật lùi theo phương ngang với vận tốc v1 = 1m/s Tính vận tốc viên đạn lúc rời nòng súng Bỏ qua ma sát (ĐS:750m/s) Bài 12 Một người khối lượng m1 = 50kg đứng thuyền khối lượng m2 = 200kg nằm yên mặt nước yên lặng Sau đó, người từ mũi đến lái thuyền với vận tốc v1 = 0,5m/s thuyền Biết thuyền dài 3m, bỏ qua lực cản nước a.Tính vận tốc thuyền đối dòng với nước (ĐS: 0,1m/s) b.Trong người chuyển động, thuyền quãng đường bao nhiêu? (ĐS: 0,6m) c.Khi người dừng lại, thuyền chuyển động không? (ĐS: không chuyển động) Bài 13 Thuyền dài l = 4m , khối lượng M = 160kg, đậu mặt nước hai người khối lượng m1 = 50kg, m2 = 40kg đứng hai đầu thuyền Hỏi họ đổi chỗ cho thuyền dịch chuyển đoạn bao nhiêu? (ĐS: 0,16m) Bài 14 Hai thuyền, thuyền có khối lượng M chứa kiện hàng khối lượng m, chuyển động song song ngược chiều với vận tốc v0 Khi hai thuyền ngang nhau, người ta đổi hai kiện hàng cho theo hai cách: -Hai kiện hàng chuyển theo thứ tự trước sau, -Hai kiện hàng chuyển đồng thời Hỏi với cách vận tốc cuối hai thuyền lớn (ĐS: cách 1) Bài 15 Một tên lửa khối lượng tổng cộng 100 bay với vận tốc 200m/s tức thời 20 khí với vận tốc 500m/s tên lửa trước khí Tính vận tốc tên lửa sau khí khí ra: a.Phía sau tên lửa (ĐS; 325m/s) b.Phía trước tên lửa (ĐS: 75m/s) Bỏ qua lực hấp dẫn Trái đất lực cản không khí Bài 16 Hai người có khối lượng 50kg đứng xe goòng khối lượng 300kg Bỏ qua ma sát xe với đường ray 1)Xe goòng chuyển động đường ray với vận tốc 2m/s Tính vận tốc xe người thứ nhảy khỏi xe với vận tốc 4m/s xe ba trường hợp sau: a)nhảy phía sau b)nhảu phía trước c)theo hướng vng góc với thành xe 2)Bây xe gng đứng n Tính vận tốc xe hai người nhảy xuống xe với vận tốc 4m/s nằm ngang theo phương đường ray xe hai trường hợp: a)đồng thời b)kẻ trước người sau Bài 17 Một lựu đạn ném từ mặt đất với vận tốc v0 = 20m/s theo phương lệch với phương ngang góc α = 300 Lên tới điểm cao nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh I rơi thẳng đứng với vận tốc đầu v1 = 20m/s a.Tìm hướng độ lớn vận tốc mảnh II b.Mảnh II lên tới độ cao cực đại cách mặt đất bao nhiêu? Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Trong trình sau động lượng bảo tồn? A.Ơtơ tăng tốc B.Ơtơ giảm tốc C.Ơtơ chuyển động trịn D.Ơtơ chuyển động thẳng đường ko ma sát Câu 2: Đơn vị động lượng là? A kg.m.s2 B kg.m.s C kg.m/s D kg/m.s Câu : Trong khoảng thời gian 30s, ôtô có khối lượng tăng tốc từ 36 km/h lên 72 km/h Xung lượng hợp lực tất lực tác dụng lên ôtô khoảng thời gian là: A 20 000 N.s B 20 N.s C 72 N.s D 72 000N.s Câu 4: Định luật bảo toàn động lượng tương đương với: A.Định luật I Niu-tơn B.Định luật II Niu-tơn C.Định luật IIII Niu-tơn D.Không tương đương với định luật Niu-tơn Câu 5: Một viên đạn có khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v = 500 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh bay lên hợp với phương ngang góc 600, mảnh hai bay xuống hợp với phương ngang góc 300 Độ lớn vận tốc mảnh thứ hai là: A 500 m/s B 250 m/s C 400 m/s D 866 m/s Câu 6: Chọn câu trả lời Hệ vật – trái đất gần hệ kín vì: A.Trái đất ln chuyển động B.Trái đất ln hút vật C.Vật chịu tác dụng trọng lực D.Luôn tồn cá lưc hấp dẫn từ thiên thể vũ trụ tác dụng lên hệ Câu 7: Chọn câu trả lời sai: A.Hệ vật – Trái đất ln coi hệ kín B.Hệ vật – Trái đất gần hệ kín C.Trong vụ nổ, hệ vật coi gần hệ kín thời gian ngắn xảy tượng D.Trong va chạm, hệ vật coi gần hệ kín thời gian ngắn xảy tượng Câu 8: Một hệ vật hệ kín nếu: A.Chỉ có lực vật hệ tác dụng lẫn B.Khơng có tác dụng vật từ ngồi hệ C.Các nội lực đôi trực đôi theo định luật III Niu-tơn D.Cả A, B, C Câu 9: Một vật có khối lượng 0,5 kg trượt không ma sát mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 5m/s đến va chạm vào tường thẳng đứng theo phương vng góc với tường Sau va chạm vật ngược trở lại phương cũ với vận tốc 2m/s Thời gian tương tác 0,2 s Lực F tường tác dụng có độ lớn bằng: A 1750 N B 17,5 N C 175 N D 1,75 N Câu 10: Chọn câu phát biểu sai A.Động lượng đại lượng vectơ B.Động lượng ln tính tích khối lượng vận tốc vật C.Động lượng ln hướng với vận tốc vận tốc luôn dương D.Động lượng hướng với vận tốc khối lượng ln ln dương Câu 11: Trong khoảng thời gian 30s, ơtơ có khối lượng tăng tốc từ 36 km/h lên 72 km/h Xung lượng hợp lực tất lực tác dụng lên ôtô khoảng thời gian là: A 20 000 N.s B 20 N.s C 72 N.s D 72 000N.s Câu 12: Một viên đạn có khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v = 500 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh bay lên hợp với phương ngang góc 600, mảnh hai bay xuống hợp với phương ngang góc 300 Độ lớn vận tốc mảnh thứ hai là: A 500 m/s B 250 m/s C 400 m/s D 866 m/s Câu 13: Trong thực tế, để pháo sau nhả đạn bị giật lùi phía sau người ta thường A.Tăng khối lượng viên đạn B.Giảm vận tốc viên đạn C.Tăng khối lượng pháo D.Giảm khối lượng pháo Câu 14: Chọn câu phát biểu sai Trong hệ kín: A.Các vật hệ kín tương tác với B.Các nội lực đơi trực đối C.Khơng có ngoại lực tác dụng lên vât hệ D.Nội lực ngoại lực cân Câu 15: Hệ sau không coi hệ kín: A.Một vật xa vật khác B.Hệ hai vật chuyển động không ma sát mặt phẳng nằm ngang C.Hệ “súng đạn” trước sau bắn súng D.Hệ chuyển động không ma sát mặt phẳng nằm nghiêng Câu 16: Hệ “vật rơi tự Trái đất” hệ kín vì: A.Bỏ qua lực cản khơng khí B.Vì có vật rơi tự C.Vì trọng lực trực lực vật hút trái đất D.Vì lý khác Câu 17: Điều sau không nói động lượng: A.Động lượng đại lượng vectơ B.Đơn vị động lượng tương đương với N.s C.Khi có ngoại lực tác dụng, động lượng ln ln hướng với lực D.Chuyển động trịn có động lượng thay đổi Câu 18: Một súng có khối lượng M = 400kg đặt mặt đất nằm ngang Bắn viên đạn có khối lượng m = 400g theo phương nằm ngang Vận tốc đạn v = 50m/s Vận tốc lùi V’ súng là: A -5mm/s B C -50cm/s D -5m/s Câu 19: Một vật có khối lượng 1kg rơi tự xuống đất khoảng thời gian 0,5 s, g=9,8 m/s2 Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian bao nhiêu? A 4,9 kg.m/s B 10kg.m/s C kg.m/s D 0,5 kg.m/s Câu 20: Một người có khối lượng 50kg chạy với tốc độ 5m/s nhảy vào thùng xe có khối lượng 150g đứng yên Nếu bỏ qua ma sát xe mặt đường, sau nhảy lên, người xe có vận tốc bao nhiêu? A 1,25m/s B 1,5m/s C 1,75m/s D 2m/s Câu 21: Người ta ném bóng có khối lượng 1,5kg chuyển động với vận tốc 20m/s Xung lực tác dụng lên bóng là: A 10N.s B 20N.s C 100N.s D 500N.s Câu 22: Một vật có khối lượng 3kg đập vào tường nảy trở lại với vận tốc Vận tốc lúc ban đầu vật trước va chạm +5m/s Sự biến đổi động lượng vật A -15kgm/s B kgm/s C 15 kgm/s D -30 kgm/s Câu 23: Một đại bác khối lượng 6000 kg bắn đầu đạn khối lượng 37,5 kg Khi đạn nổ, súng giật lùi phía sau với vận tốc v1=2,5m/s Khi đầu đạn đạt vận tốc bao nhiêu? A 500m/s B 450m/s C 400m/s D 350 m/s Câu 24: Một đại bác nặng 300kg bắn viên đạn khối lượng 5kg với vận tốc 300m/s bị giật lại với vận tốc là: A 300 m/s B m/s C 16000m/s D Câu 25: Một lực 20N tác dụng vào vật 400g nằm yên, thời gian tác dụng 0,015 s Xung lượng lực tác dụng khoảng thời gian là: A 0,3 kg.m/s B 1,2 kg.m/s C 120 kg.m/s D Một giá trị khác