CÁC ĐỊNH LUẬT - BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG pdf

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 1

Chương 03
CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Tiết Bài tập 01
BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I. MỤC TIÊU
- Nắm vửng định nghĩa động lượng và nôi dung định luật bảo toàn động lượng áp dunï g cho
cơ hệ kín.
- Biết vận dụng định luật để giải một số bài toán.
II. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
 Ổn định lớp học
1) Kiểm tra bài củ :
+ Câu 01 : Định động lượng của một vật ?
+ Câu 02 : Định nghĩa động lượng của một hệ vật ?
+ Câu 03 : Phát biểu định luật bảo toàn động lượng và viết biểu thức cho hệ hai vật ?
2) Nội dung bài giảng : 

Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 2

Bài 24.1/107
Trước khi vào bài này, GV cần nhắc
lại cho HS các phép tính tổng vectơ
Bài giải :
GV : các em cho biết công thức tính

động lượng của hệ ?
HS : Động lượng của hệ :
p

= p

1
+ p

2

GV : nếu xét về độ lớn ?
( GV yêu cầu HS vẽ hình ! )
HS vẽ hình : 
HS : Độ lớn : p = p
1
+ p
2
= m
1
v
1
+ m
2
v
2

= 1.3 + 3.1 = 6 kgm/s

Bài 24.1/107 : hai vật có khối lượng m
1
= 1 kg, m
2
=
3 kg chuyển động với các vận tốc v
1
= 3 m/s và v
2
= 1
m/s. Tìm tổng động lượng ( phương, chiều và độ
lớn) của hệ trong các trường hợp :
a)
v

1
và
v

2
cùng hướng.
b)
v

1
và

v

2
cùng phương, ngược chiều.
c)
v

1
và
v

2
vuông góc nhau
d)
v

1
và
v

2
hợp nhau một góc 120
0
.
Bài giải :
a) Động lượng của hệ :
p

= p


1
+ p

2







Độ lớn : p = p
1
+ p
2
= m
1
v
1
+ m
2
v
2
= 1.3 + 3.1 = 6
kgm/s
b) Động lượng của hệ :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 3

b) HS :Động lượng của hệ :
p

= p

1
+ p

2

HS vẽ hình : 
Độ lớn : p = p
1
- p
2
= m
1
v
1
- m
2
v
2
= 0
kgm/s

c) HS : Động lượng của hệ :
p


= p

1
+ p

2

HS vẽ hình : 
p =
2
2
2
1
pp  = 18 = 4,242 kgm/s
d) Động lượng của hệ :
p

= p

1
+ p

2

HS vẽ hình : 
Độ lớn : p = p
1
= p
2
= 3 kgm/s

Bài 24.2/107
p

= p

1
+ p

2





Độ lớn : p = p
1
- p
2
= m
1
v
1
- m
2
v
2
= 0 kgm/s
c) Động lượng của hệ :

p

= p

1
+ p

2



Độ lớn : p =
2
2
2
1
pp  = 18 = 4,242 kgm/s
d) Động lượng của hệ :
p

= p

1
+ p

2



Độ lớn : p = p

1
= p
2
= 3 kgm/s

Bài 24.2/107 : Một quả cầu rắn khối lượng 0,1 kg
chuyển động với vận tốc 4 m/s trên mặt phẳng
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 4

m = 0,1 kg
v = 4 m/s
v’= 4m/s
Wđ

= ?

Bài giải :
GV hướng dẫn HS chọn chiều !
GV : Các em cho biết Độ biến thiên
động lượng ? ( Nhắc HS về dấu theo
chiều dương) !
HS : p = p
2
– p
1
= (- mv) – (mv)
= - 2mv = - 0,8 kgm/s.
GV : Để tính xung lức chúng ta thực

hiện như thế nào ?
HS : Ta áp dụng định luật II Newton
dưới dạng tổng quát : F t = p
GV : Lực F do vách tác dụng lên quả
cầu cùng dấu p, tức là hướng ngược
chiều chuyển động ban đầu của vật.
Đối với một độ biến thiên động lượng
xác định, thời gian tác dụng t càng
nhỏ thì lực xuất hiện càng lớn, vì thế
gọi là xung lực :
ngang. Sau khi va vào vách cứng, nó bậc trở lại với
cùng vận tốc đầu 4 m/s. Hỏi độ biến thiên động
lượng quả cầu sau va chạm bằng bao nhiêu ? Tính
xung lực ( hướng và độ lớn ) của vách tác dụng lên
quả cầu nếu thời gian va chạm là 0,05 (s)
Bài giải :
Chọn chiều dương là chiều chuyển động quả cầu
trước khi va vào vách.





Độ biến thiên động lượng :
p = p
2
– p
1
= (- mv) – (mv) = - 2mv = - 0,8
kgm/s.

Áp dụng định luật II Newton dưới dạng tổng quát :
F t = p
Lực F do vách tác dụng lên quả cầu cùng dấu p, tức
là hướng ngược chiều chuyển động ban đầu của vật.
Đối với một độ biến thiên động lượng xác định, thời
gian tác dụng t càng nhỏ thì lực xuất hiện càng lớn, vì
thế gọi là xung lực :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 5


05,0
8,0





t
p
F
= - 16 N




Bài 24.3/107

Bài giải :
GV : Chọn chiều (+) là chiều chuyển
động ban đầu của bi thép
GV:Em hãy áp dụng định luật bảo toàn
động lượng trong trường hợp này ?
HS : 3mv = mv’
1
+ 3mv’
2

Với : v’
1
= 3v’
2

 3mv = 3m’
2
+ 3mv’
2
= 6mv’
2

 v’
2
=
2
v
; v’
1
=

2
3v



05,0
8,0





t
p
F
= - 16 N
Bài 24.3/107 : Bắn một hòn bi thép với vận tốc v vào
một hòn bi ve đang nằm yên. Sau khi va chạm, hai
hòn bi cùng chuyển động về phía trước, nhưng bi ve
có vận tốc gấp 3 lần vận tốc của bi thép. Tìm vận tốc
của mỗi hòn bi sau va chạm. Biết khối lượng bi thép
bằng 3 lần khối lượng bi ve.
Bài giải :
Ta gọi :
- Khối lượng bi ve là m
- Khối lượng bi thép là 3m.
- Vận tốc sau va chạm của bi ve là v’
1

- Vận tốc sau va chạm của bi thép là v’

2
.
Chọn chiều (+) là chiều chuyển động ban đầu của bi
thép
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng :
3mv = mv’
1
+ 3mv’
2

Với : v’
1
= 3v’
2

 3mv = 3m’
2
+ 3mv’
2
= 6mv’
2

 v’
2
=
2
v
; v’
1
=

2
3v

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 6


Bài 25.1/111
M = 10 tấn = 10
4
kg
V = 200 m/s
v = 500 m/s
V’ = ? m/s
Bài giải :
GV : Hướng dẫn HS chọn chiều
chuyển động của tên lửa là chiều
dương. Theo công thức cộng vận tốc,
các em hãy tính vận tốc của khí đối với
đất ?
HS : v
1
= V + v =
GV : bây giờ các em áp dụng định luật
bảo toàn động lượng cho hệ tên lửa và
khí :
HS : MV = (M –m)V’ + mv
1


m
M
mvMV
V



1
' 

Bài 25.2/111
m = 2 kg

Bài 25.1/111 : Một tên lửa có khối lượng M = 10 tấn
đang bay với vận tốc 200 m/s đối với Trái Đất thì
phụt ra phía sau ( tức thời) khối lượng khí 2 tấn với
vận tốc 500 m/s đối với tên lửa. Tìm vận tốc tức thời
của tên lửa sau khi phụt khí với giả thiết vận tốc v
của khí giữ nguyên không đổi.
Bài giải :
Chọn chiều chuyển động của tên lửa là chiều dương.
Theo công thức cộng vận tốc, vận tốc của khí đối với
đất là :
v
1
= V + v = 200 – 500 = - 300 m/s
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ tên lửa
và khí :
MV = (M –m)V’ + mv

1

m
M
mvMV
V



1
'
Thay số : V’ =
3
33
10
.
8
300.10.2200.10.10 
= 325 m/s
Bài 25.2/111
Một viên đạn có khối lượng 2 kg khi bay đến điểm
cao nhất của quỹ đạo parabol với vận tốc 200 m/s
theo phương nằm ngang thì nổ thành hai mảnh.
Một mảnh có khối lượng m
1
= 1,5 kg văng thẳng
đứng xuống dưới với vận tốc v
1
cũng bằng 200 m/s.
Hỏi mảnh kia bay theo hướng nào và với vận tốc

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 7

v = 200 m/s ()
m
1
= 1,5 kg
 m
2
= 0,5 kg
v
1
= 200 m/s ()
v
2
= ?
Bài giải :
GV : Ta xem hệ các mãnh đạn ngay
khi đạn nổ là hệ kín vì sao ?
HS : Vì nội lực xuất hiện khi nổ lớn
hơn rất nhiều so với trọng lực các
mảnh đạn
GV : các em tính động lượng đạn và
các mãnh đạn trước vào sau khi đạn nỗ
!
HS : p = m.v = 2.200 = 400 kgm/s
p
1
= m

1
v
1
= 1,5.200 = 300 kg
p
2
= m
2
.v
2
= ?
GV : Áp dụng định luật bảo toàn động
lượng :
p

= p

1
+ p

2

Vì vectơ động lượng cùng chiều
bằng bao nhiêu ?
Bài giải :
Ta xem hệ các mãnh đạn ngay khi đạn nổ là hệ kín vì
nội lực xuất hiện khi nổ lớn hơn rất nhiều so với trọng
lực các mảnh đạn :
Động lượng viên đạn trước khi đạn nổ :
p = m.v = 2.200 = 400 kgm/s

Động lượng các mãnh đạn sau khi đạn nổ :
p
1
= m
1
v
1
= 1,5.200 = 300 kg
p
2
= m
2
.v
2
= ?
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng :
p

= p

1
+ p

2

Vì vectơ động lượng cùng chiều vectơ vận tốc nên ta
có hình vẽ sau :

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI GA BÀI TẬP VẬT LÝ 10 - HK II

GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA BT VL 10 HK II BAN TN - 8

vectơ vận tốc nên ta có hình vẽ sau :


GV : Từ hình vẽ, tam giác vuông
OAC, các em hãy tính động lượng
mãnh đạn thứ hai ?
HS : p
2
=
22
300400 
 Vận tốc của mãnh thứ hai và góc
hợp với phương ngang 



Từ hình vẽ, tam giác vuông OAC, ta có :
p
2
=
22
300400  = 500 kgm/s
Vận tốc của mãnh thứ hai là :

p
2
= m
2
.v
2
 v
2
=
5,0
500
2
2

m
p
= 1000 m/s
Góc hợp với phương ngang :
tg = ¾    37
0

Vậy : mảnh thứ hai bay với vận tốc 1000 m/s và hợp
với phương ngang một góc 37
0



3) Cũng cố :

  