Xác định độ lớn vận tốc và chiều chuyển động của vật sau va chạm môn Vật lý 10

Câu 1: Một hòn bi khối lượng 2kg đang chuyển động với vận tốc 3m/s đến va chạm vào hòn bi có khối lượng 4kg đang nằm yên, sau va chạm hai viên bi gắn vào nhau và chuyển động cùng vần tố[r]

1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Theo định luật bảo toàn động lượng, tổng động lượng trước va chạm tổng động lượng sau va chạm

+ Va chạm đàn hồi : '

2 ' 1 2

1.v m v m v m v m        1

m v m v2 2 động lượng vật vật trước tương tác ,

1

m v ,

m v động lượng vật vật sau tương tác + Va chạm mềm : m v1.1m v2 (m1m V2)

1 2

m v m v V

m m

  

 + Chuyển động phản lực m v M V V m v

M

    

2 VÍ DỤ MINH HỌA

Câu 1: Một hịn bi khối lượng 2kg chuyển động với vận tốc 3m/s đến va chạm vào hịn bi có khối lượng 4kg nằm yên, sau va chạm hai viên bi gắn vào chuyển động vần tốc Xác định vận tốc hai viên bi sau va chạm?

Giải: Động lượng hệ trước va chạm: m v1.1m v2 Động lượng hệ sau va chạm: m1m v2

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

m v1 1m v2 2m1m v2 m v1 1 0 m1m v2

1  

1

2.3

1 /

m v

v m s

m m

   

 

Câu 2: Trên mặt phẳng nằm ngang bi m1 = 15g chuyển động sang phải với vận tốc v1 = 22,5cm/s va chạm trực diện đàn hồi với bi m2 = 30g chuyển động sang trái với vận tốc v2 = 18cm/s Tìm vận tốc vật sau va chạm, bỏ qua ma sát?

Giải: Áp dụng công thức va chạm

1 2

1

1

( ) (15 30)22, 2.30.18

' 31, 5( / )

45

m m v m m

v cm s

m m

   

   



2 1

2

1

( ) (30 15).18 2.15.22,

' 9( / )

45

m m v m m

v cm s

m m

    

  



Câu 3: Một người cơng nhân có khối lượng 60kg nhảy từ xe gịng có khối lượng 100kg chạy theo phương ngang với vận tốc 3m/s, vận tốc nhảy người xe 4m/s Tính vận tốc xe sau người công nhân nhảy hai trường hợp sau

a Nhảy chiều với xe b Nhảy ngược chiều với xe

Giải: Chọn chiều (+) chiều chuyển động xe a Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

m1m v2 m v1 0 v m v2

     

1

2

2

60 100 60

( ) ( )

0, / 100

m m v m v v

v m s

m

  

  

   

b Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: m1m v2 m v v1  0m v2

     

1

2

2

60 100 60

( ) ( )

5, / 100

m m v m v v

v m s

m

  

  

   

Câu 4: Cho viên bi có khối lượng 200g chuyển động mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 5m/s tới va chạm vào viên bi thứ hai có khối lượng 400g đứng yên, biết sau va chạm viên bi thứ hai chuyển động với vận tốc 3m/s, chuyển động hai bi đường thẳng Xác định độ lớn vận tốc chiều chuyển động viên bi sau va chạm

Giải: Chọn chiều dương chiều chuyển động viên bi trước lúc va chạm

Theo định luật bảo toàn động lượng '

2 ' 1 2

1.v m v m v m v m        Chiếu lên chiều dương ta có: m v1.1m2.0m v1.1'm v2 2'

  / 1 2

1

1

0, 2.5 0, 4.3

1 / 0,

m v m v

v m s

m

 

    

Vậy viên bi sau va chạm chuyển động với vận tốc m/s chuyển động ngược chiều với chiều chuyện động ban đầu

Câu 5: Cho hai viên bi chuyển động ngược chiều đường thẳng quỹ đạo va chạm vào Viên bi có khối lượng 4kg chuyển động với vận tốc m/s viên bi hai có khối lượng kg chuyển động với vận tốcv2 Bỏ qua ma sát viên bi mặt phẳng tiếp xúc

a Sau va chạm, hai viên bi đứng yên Tính vận tốc viên bi hai trước va chạm?

b Giả sử sau va chạm, bi đứng yên bi chuyển động ngược lại với vận tốc v1’ = m/s Tính vận tốc viên bi trước va chạm?

Giải: Chọn chiều dương chiều chuyển động viên bi trước lúc va chạm

Theo định luật bảo toàn động lượng: '

2 ' 1 2

a Sau va chạm hai viên bi đứng yên nên v1' v2' 0m s/ 

Chiếu lên chiều dương ta có 1  

1 2

2

4.4

/

8 m v

m v m v v m s

m

     

b Sau va chạm viên bi hai đứng yên viên bi chuyển động ngược chiều với vận tốc m/s ta có: Chiếu lên chiều dương

/

/ 1 1

1 2 1

2

m v m v

m v m v m v v

m 

     

 

4.4 4.3

3,5 /

v  m s

  

Câu 6: Cho vật khối lượng m1 chuyển động với với vận tốc 5m/s đến va chạm với vật hai có khối lượng1kg chuyển động với vận tốc 1m/s, hai vật chuyển động chiều Sau va chạm vật dính vào chuyển động với vận tốc 2,5m/s Xác định khối lượng m1

Giải: Chọn chiều dương chiều chuyển động viên bi trước lúc va chạm Theo định luật bảo toàn động lượng m v1 1m v2 m1 m v2

Chiếu lên chiều dương ta có: m v1.1m v2 2 m1 m2v

   

1

5.m 1.1 m m 2, m 0, kg

     

Câu 7: Một súng có khối lượng 4kg bắn viên đạn có khối lượng 20g Khi viên đạn khỏi nòng súng có vận tốc 600m/s Khi súng bị giật lùi với vận tốc V có độ lớn bao nhiêu?

Giải: Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

m

m v M V V v

M

     V mv /m s

M

    

Vậy súng giật lùi với vận tốc 3m/s ngược chiều với hướng viên đạn

Câu 8: Một búa máy có khối lượng m1 = 1000kg rơi từ độ cao 3,2m vào cọc có khối lượng m2 = 100kg Va chạm mềm Lấy g = 10m/s2 Tính

a Vận tốc búa cọc sau va chạm

b Tỉ số (tính phần trăm) nhiệt tỏa động búa Giải:

a Vận tốc búa trước va chạm vào cọc:

1 2 /

v  gh v gh m s Gọi v2 vận tốc búa cọc sau va chạm

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m v1 1(m1m v2) 2

1

2

1

1000

.8 7, /

1000 100 m

v v m s

m m

  

 

2

1 1 2

1

W W ( )

2

d d

Q   m v  m m v 32.000 29.310  2690 J Tỉ số nhiệt tỏa động búa:

1

2690

.100% 8, 4% W 32000

Q

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên

danh tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác

TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao HSG

- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia