Một viên đạn có khối lượng m đang bay theo phương ngang với vận tốc v = 600m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau và bay theo hai phương vuông góc với nhau.. Biết mảnh một b[r]
(1)Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng!
CHƢƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
CHỦ ĐỀ ĐỘNG LƢỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƢỢNG A KIẾN THỨC CƠ BẢN:
I Động lƣợng:
Động lượng vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định công thức:
p mv ( p hướng với v)
Về độ lớn: p = mv (kg.m/s)
Trong đó: p động lượng (kg.m/s), m khối lượng (kg), v vận tốc (m/s)
II Định lí biến thiên động lƣợng (cách phát biểu khác định luật II NIUTON):
Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng của tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian
Ta có: p F t Hay p2 p1 F t mv2 mv1 F t Trong đó: m khối lượng (kg); v1, v2 vận tốc (m/s);
F lực tác dụng (N); t thời gian (s);
F t. : xung lực F thời gian t (xung lượng lực)
III Định luật bảo tồn động lƣợng: 1 Hệ kín (hệ cô lập):
Hệ vật tương tác với vật hệ mà không tương tác với vật ngồi hệ có ngoại lực cân gọi hệ kín
0
ngoailuc
F (nghĩa hẹp) Hệ coi gần kín Fngoailuc Fnơiluc
2 Định luật bảo tồn động lƣợng hệ cô lập:
“Tổng động lượng hệ lập (hệ kín) đại lượng bảo tồn”
Ta có: pi const hay ptr ps hay , ,
1 2
p p p p hay m v1 1m v2 2 m v1 1, m v2 2,
Trong đó: m1, m2 khối lượng vật (kg)
v1, v2 vận tốc vật trước va chạm (m/s)
v v1,, 2, vận tốc vật sau va chạm (m/s)
3 Va chạm mềm: (hồn tồn khơng đàn hồi) sau va chạm vật dính chặt vào nhau, nhập lại thành một, chuyển động với vận tốc v1’= v2’= v’
Theo định luật bảo tồn động lượng, ta có: 1 2 2 1 2
1
m v m v
m v m v m m v v
m m
Nếu v1 v2
1 2
1
' m v m v
v
m m
(2)M m
4 Chuyển động phản lực:
Gọi: M, m khối lượng tên lửa khối khí
V, v vận tốc tên lửa khối khí (sau khí phụt ra)
Theo định luật bảo toàn động lượng: 0 mv MV V m.v M
Độ lớn: V m.v M
B CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢI
DẠNG BẢO TOÀN ĐỘNG LƢỢNG TRÊN CÁC PHƢƠNG KHÁC NHAU
Phƣơng pháp giải -Bƣớc 1: Xác định hệ khảo sát phải hệ lập (hệ kín)
-Bƣớc 2: Tổng động lượng hệ trước va chạm ptr p
-Bƣớc 3: Tổng động lượng hệ sau va chạm ps p1p2
-Bƣớc 4: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ: p p1+ p2 (vẽ hình bình hành) -Bƣớc 5: Dựa vào hình bình hành ta giải đại lượng cần tìm
VÍ DỤ MINH HỌA
* Bài toán đạn nổ
Câu Một viên đạn pháo bay ngang với vận tốc 300 (m/s) nổ vỡ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt 15kg 5kg Mảnh to bay theo phương thẳng đứng xuống với vận tốc 400 (m/s) Hỏi mảnh nhỏ bay theo phương với vận tốc ? Bỏ qua sức cản khơng khí
A 3400m/s; α = 200 B 2400m/s; α = 600 C 1400m/s; α = 100 D 5400m/s; α = 200
Lời giải:
Khi đạn nổ lực tác dụng khơng khí nhỏ so với nội lực nên coi hệ kín Theo định luật bảo toàn động lượng p p 1p2
Với p mv 5 15 300 6000 kgm / s
p1m v1 115.400 6000 kgm / s
p2 m v2 2 5.v2kgm / s
Vì v1 v p1 p theo pitago
2 2 2
2
p p P p p p p2 6000 3260002 12000 kgm / s
2
p 12000
v 2400 m / s
5
Hình vẽ ta có:
2
p 6000 3
sin 60
p 12000
Vậy mảnh nhỏ bay theo phương hợp với phương ngang góc 600 với vận tốc 2400m/s Chọn đáp án B
Câu Một viên đạn pháo bay ngang với vận tốc 50 m/s độ cao 125 m nổ vỡ làm hai mảnh có khối lượng kg 3kg Mảnh nhỏ bay thẳng đứng xuống rơi chạm đất với vận tốc 100m/s Xác định độ lớn hướng vận tốc mảnh sau đạn nổ Bỏ qua sức cản không khí Lấy g = 10m/s2
(3)Câu Chọn đáp án B
Lời giải:
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản khơng khí nên coi hệ kín Vận tốc mảnh nhỏ trước nổ là: v1/2 v12 2gh v1 v1/22gh
1
v 100 2.10.125 50 m / s
+ Theo định luật bảo toàn động lượng: p p1 p2 Với pmv 2 50 250 kg.m / s
1 1
2 2
p m v 2.50 100 kg.m / s p m v 3.v kg.m / s
+ Vì v1 v2 p1 p Theo pitago
2
2 2 2 2
p p p p p p 100 250 50 37 kg.m / s
2
p 50 37
v 101, m / s
3
+
2
p 100
sin 34, 72
p 50 37
Chọn đáp án B * Một số toán khác
Câu Một vật có khối lượng 25kg rơi nghiêng góc 600
so với đường nằm ngang với vận tốc 36km/h vào xe goong chứa cát đứng đường ray nằm ngang Cho khối lượng xe 975kg Tính vận tốc xe goong sau
khi vật cắm vào ĐS: v2 0,125 /m s
Câu Một xe chở cát có khối lượng m1=390kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc v1=8m/s Hòn đá có khối lượng m2=10kg bay đến cắm vào bao cát Tìm vận tốc xe sau hịn đá rơi vào TH sau: a Hòn đá bay ngang, ngược chiều với xe với vận tốc v2=12m/s
b Hòn đá rơi thẳng đứng ĐS: a 7,5m/s; b 7,8m/s
BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Câu Cho viên đạn có khối lượng 2kg bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Biết mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc 500m/s Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc Bỏ qua tác dụng khơng khí viên đạn Lấy g = 10m/s2
A 500 2m / s; 450 B 200 2m / s;350 C 300 2m / s; 250 D 400 2m / s;150
Câu Một viên đạn bắn khỏi nòng súng độ cao 20m bay ngang với vận tốc 12,5 m/s vỡ thành hai mảnh Với khối lượng 0,5kg 0,3kg Mảnh to rơi theo phương thẳng đứng xuống có vận tốc chạm đất 40 m/s Khi mảnh hai bay theo phương với vận tốc Lây g = 10m/s2
A 55,67m/s; 400 B 66,67m/s; 600 C 26,67m/s; 300 D 36,67m/s; 500 Câu Một đạn khối lượng m bay lên đến điểm cao nổ thành hai mảnh Trong mảnh có khối lượng m/3 bay thẳng đứng xuống với vận tốc 20m/s Tìm độ cao cực đại mà mảnh cịn lại lên tới so với vị trí đạn nổ Lấy g = 10m/s2
A 10m B 15m C 20m D 5m
Câu Hai viên bi có khối lượng g g, chuyển động mặt phẳng ngang không ma sát với vận tốc m/s (viên bi g) m/s (viên bi g) theo hai phương vng góc(như hình bên).Tổng động lượng hệ hai viên bi
A.0,155kg.m/s B.17.10-3 kg.m/s m
(4)C 0,05kg.m/s D.20.10-3kg.m/s
Câu Hai vật m1 = 400 g, m = 300 g chuyển động với vận tốc 10 m/s theo phương vng góc với Động lượng hệ hai vật
A kg.m.s-1 B 51 kg.m.s-1 C 71 kg.m.s-1 D.501 kg.m.s-1
Câu (KSCL THPT Yên Lạc – Vĩnh Phúc) 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 lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 225 m/s Bỏ qua sức cản khơng khí Tìm độ lớn vận tốc mảnh lớn
A 165,8m/s B 187,5m/s C 201,6m/s D 234,1m/s
Câu (KSCL THPT Yên Lạc – Vĩnh Phúc) ng tư hai đường vng góc giao nhau, đường trơn, ô tô khối lượng m1= 1000kg va chạm với ô tô thứ hai khối lượng m2= 2000kg chuyển động với vận tốc v = 3m/s au va chạm, hai ô tô mắc vào chuyển động theo hướng làm góc 45o so với hướng chuyển động ban đầu m i ô tô Tìm vận tốc v1 tơ thứ trước va chạm vận tốc v hai ô tô sau va chạm
A v1= 3m/s, v = 3 m/s B v1= 3m/s, v= 2,83 m/s C v1= 6m/s, v= 2,83 m/s D v1= 6m/s, v= 4,5 m/s
Câu (KSCL THPT Yên Lạc – Vĩnh Phúc) Một viên đạn có khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v = 600m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng bay theo hai phương vng góc với Biết mảnh bay chếch lên tạo với phương ngang góc 600 Độ lớn vận tốc mảnh
A 600 3m/s B 200m/s C 300m/s D 600m/s
Câu Một viên đạn có khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v = 300m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng bay theo hai phương Biết mảnh bay hợp với góc 1200 Độ lớn vận tốc mảnh
A 600 3m/s B 200m/s C 300m/s D 600m/s
ĐÁP ÁN VÀ GIẢI CHI TIẾT BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Câu Cho viên đạn có khối lượng 2kg bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Biết mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc 500m/s Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc Bỏ qua tác dụng khơng khí viên đạn Lấy g = 10m/s2
A 500 2m / s; 450 B 200 2m / s;350 C 300 2m / s; 250 D 400 2m / s;150
Câu Chọn đáp án A
Lời giải:
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản khơng khí nên coi hệ kín Theo định luật bảo toàn động lượng: p p1 p2
+ Với
1 1 2 2
p mv 2.250 500 kg.m / s p m v 1.500 500 kg.m / s p m v v kg.m / s
+ Vì v1 v2 p1 p theo pitago
2 2 2 2
2
p p p p p p 500 500 500 kgm / s
1
p
2
p p
+ Mà
2
p 500
sin 45
p 500 2
Vậy mảnh hai chuyển động theo phương hợp với phương thẳng đứng góc 45° với vận tốc 500 (m/s)
Chọn đáp án A
(5)A 55,67m/s; 400 B 66,67m/s; 600 C 26,67m/s; 300 D 36,67m/s; 500 Câu Chọn đáp án B
Lời giải:
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản khơng khí nên coi hệ kín Vận tốc mảnh nhỏ trước nổ là:
/ /2
1 1
v v 2gh v v 2gh
Theo định luật bảo toàn động lượng: p p1 p2
+ Với
1 1
2 2
p mv 0, 0, 12, 10 kg.m / s
p m v 0, 5.20 10 kg.m / s
p m v 0, 3v kg.m / s
+ Vì v1 v2 p1 p theo pitago
2
2 2 2 2
p p p p p p 10 10 20 kgm / s
p p p 2 p 20
v 66, m / s
0,3 0,3
+ Mà
2
p 10
sin 60
p 20
Vậy mảnh hai chuyển động theo phương hợp với phương thẳng đứng góc 60° với vận tốc 66, 67 (m/s)
Chọn đáp án B
Câu Một đạn khối lượng m bay lên đến điểm cao nổ thành hai mảnh Trong mảnh có khối lượng m/3 bay thẳng đứng xuống với vận tốc 20m/s Tìm độ cao cực đại mà mảnh cịn lại lên tới so với vị trí đạn nổ Lấy g = 10m/s2
A 10m B 15m C 20m D 5m
Câu Chọn đáp án D
Lời giải:
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản khơng khí nên coi hệ kín Theo định luật bảo tồn động lượng p p1 p2 vật đứng n mói nổ nên: v = m/s → p = (kgm/s)
1 1 2 2 m 20
p p m v 3
p p v 10m / s
2m m p p
Vậy độ cao vật lên kể từ vị trí nổ áp dụng cơng thức:
2 2
2
v v 2gh 0 10 2 10 h h 5m
Chọn đáp án D
1
p
2
p
Câu Hai viên bi có khối lượng g g, chuyển động mặt phẳng ngang không ma sát với vận tốc m/s (viên bi g) m/s (viên bi g) theo hai phương vuông góc(như hình bên).Tổng động lượng hệ hai viên bi
A.0,155kg.m/s B.17.10-3 kg.m/s m
(6)C 0,05kg.m/s. D.20.10-3kg.m/s
Câu Hai vật m1 = 400 g, m = 300 g chuyển động với vận tốc 10 m/s theo phương vuông góc với Động lượng hệ hai vật
A. kg.m.s-1 B. 51 kg.m.s-1 C. 71 kg.m.s-1 D.501 kg.m.s-1
Câu (KSCL THPT Yên Lạc – Vĩnh Phúc) 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 lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 225 m/s Bỏ qua sức cản khơng khí Tìm độ lớn vận tốc mảnh lớn
A 165,8m/s B 187,5m/s C 201,6m/s. D 234,1m/s
Câu (KSCL THPT Yên Lạc – Vĩnh Phúc) ng tư hai đường vng góc giao nhau, đường trơn, ô tô khối lượng m1= 1000kg va chạm với ô tô thứ hai khối lượng m2= 2000kg chuyển động với vận tốc v = 3m/s au va chạm, hai ô tô mắc vào chuyển động theo hướng làm góc 45o so với hướng chuyển động ban đầu m i tơ Tìm vận tốc v1 ô tô thứ trước va chạm vận tốc v hai ô tô sau va chạm
A v1= 3m/s, v = 3 m/s B v1= 3m/s, v= 2,83 m/s.
C v1= 6m/s, v= 2,83 m/s D v1= 6m/s, v= 4,5 m/s
Câu (KSCL THPT Yên Lạc – Vĩnh Phúc) Một viên đạn có khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v = 600m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng bay theo hai phương vng góc với Biết mảnh bay chếch lên tạo với phương ngang góc 600 Độ lớn vận tốc mảnh
A 600 3m/s B 200m/s. C 300m/s. D 600m/s
Câu Một viên đạn có khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v = 300m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng bay theo hai phương Biết mảnh bay hợp với góc 1200 Độ lớn vận tốc mảnh
A 600 3m/s B 200m/s. C 300m/s. D 600m/s
-HẾT -
Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng!
QUÝ THẦY CÔ CẦN TÀI LIỆU FILE WORD VẬT LÝ 10 FULL CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT HÃY LIÊN HỆ VỚI
(7)XIN CHÀO QUÝ THẦY CÔ
Để có kinh phí trì Website ThayTruong.Vn, tơi xin chia sẻ với Quý Thầy Cô em học sinh tài liệu WORD VIP dạy học
Vật lý THPT, nhƣ sau:
Bộ tài liệu VIP Vật lý 10 giá 500K: Full dạng Vật lý 10 có giải chi
tiết + Công thức giải nhanh + Bộ đề kiểm tra tiết, học kỳ 1, + nhiều tài liệu tặng kèm khác
Bộ tài liệu VIP Vật lý 11 giá 500K: Full dạng Vật lý 11 có giải chi
tiết + Cơng thức giải nhanh + Bộ đề kiểm tra tiết, học kỳ 1, + nhiều tài liệu tặng kèm khác
Bộ tài liệu VIP Vật lý 12 giá 500K: Full dạng Vật lý 12 có giải chi
tiết + Công thức giải nhanh + Bộ đề kiểm tra tiết, học kỳ 1, + Bộ đề thi thử THPT Quốc gia trƣờng THPT nƣớc năm trƣớc + nhiều tài liệu tặng kèm khác
Mua trọn gói tài liệu WORD VIP Vật lý 10, 11, 12 giá 1,2TR
Cách đăng ký mua tài liệu
Q Thầy Cơ gọi nhắn tin Zalo SĐT: 0978.013.019; IB Fanpage: Vật lý Thầy Trƣờng;
Mail: nguyentruongspgl@gmai.com
Chuyển tiền vào tài khoản:
Chủ tài khoản: Nguyễn Mạnh Trƣờng, ngân hàng Bidv Chi nhánh
Gia Lai Số tài khoản: 6211.0000.200.587
(Ghi rõ ngƣời chuyển mua tài liệu lớp mấy)
(8)Tôi gởi cho Quý Thầy Cô tất tài liệu tốt sau nhiều năm dạy học (Tài liệu PDF up lên Web để học sinh học chỉ phần nhỏ tài liệu tôi), nên quý thầy cô muốn dạy tốt đầu tƣ khoản tiền nhỏ để sở hữu tài liệu WORD VIP này nhé!