Bài 38. Va chạm đàn hồi và không đàn hồi

Nhắc lại kiến thức cũ
1. Động lượng là gì?
Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng
đo bằng tích khối lượng
 và vận tốc của hệ

p = m.v

2. Phát biểu định luật bảo toàn động lượng?
Vector tổng đại lượng của hệ kín được bảo toàn

 
p = p'


3. Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng?
Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của lực
thế luôn luôn được bảo toàn.
4. Thế nào là hệ kín?
Hệ kín là hệ chỉ chịu tác dụng lực của các vật trong
hệ mà không có tác dụng của các vật từ bên
ngoài, nếu có thì các lực này phải triệt tiêu lẫn
nhau.


Các em quan sát và trả lời câu hỏi
1.Va chạm cơ học là gì?
Va chạm cơ học : là hiện tượng trong đó 2 vật
gặp nhau trong chuyển động tương đối và tương
tác nhau qua tiếp xúc trực tiếp. Vd : bắn bi, chơi
bi-a, búa đóng đinh,vợt đập vào bóng..

Trong bài này, ta chỉ xét bài toán va chạm giữa 2
vật mà sau đó vận tốc mỗi vật thay đổi. Coi 2 vật
va chạm là một hệ, ta sẽ vận dụng những định
luật bảo toàn đối với hệ kín để khảo sát sự va
chạm. Ta cùng đi vào bài 38: Va chạm đàn hồi và
không đàn hồi.


Bài 38


Bài 38: VA

CHẠM ĐÀN HỒI VÀ
KHÔNG ĐÀN HỒI

1. Phân loại va chạm
Khi hai vật va chạm nhau, em hãy cho biết :
• Khoảng thời gian tương tác giữa hai vật như thế
nào ?
- Thời gian xảy ra tương tác của hai vật rất ngắn.
• So sánh nội lực và ngoại lực của hệ khi va chạm ?
- Nội lực lớn hơn nhiều so với ngoại lực
• Có thể xem hệ đó là hệ kín hay không?
- Vì các nội lực của hệ rất lớn nên có thể bỏ qua
các ngoại lực thông thường và coi hệ là hệ kín
trong thời gian va chạm.


•

Ta có thể vận dụng định luật nào trong bài
toán va chạm ? Phát biểu định luật đó ?

=> Với mọi va chạm, có thể vận dụng định luật
bảo toàn động lượng: Tổng động lượng của hai
vật trước và sau va chạm thì bằng nhau.
VD: Xét va chạm giữa quả banh tenis với vợt
• Khi va chạm vật có bị biến dạng đàn hồi
không ? Sau khi va chạm: hình dạng và
chuyển động của vật như thế nào ?
* Vật có thể bị biến dạng đàn hồi, sau va chạm
vật trở về hình dạng như ban đầu. Chuyển động
tách rời với vận tốc riêng biệt.


- Đại lượng nào được bảo toàn?
* Tổng động lượng và động năng được bảo toàn
=>Những va chạm có đặc điểm trên người ta gọi là
va chạm đàn hồi.
* Xét ví dụ về va chạm giữa 2 viên bi bằng đất sét
Vật bị biến dạng nhưng không phục hồi lại hình
dạng ban đầu sau va chạm 2 vật dính vào nhau
và chuyển động cùng vận tốc. Tổng động lượng của
vật được bảo toàn, nhưng tổng động năng không
được bảo toàn.


- Có 2 loại va chạm:
Va chạm đàn hồi: SGK

+ Trong va chạm đàn hồi động năng toàn phần của hệ
không thay đổi.
 Va

chạm không đàn hồi (va chạm mềm): SGK
+ Trong va chạm mềm: Tổng động năng của hệ không
được bảo toàn
* Chúng ta nghiên cứu hai loại va chạm là va chạm đàn hồi
và va chạm mềm. Trong thực tế, các va chạm thường ở
giữa hai trường hợp giới hạn nói trên


Bài 38 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi
2. Va chạm đàn hồi trực diện
Va chạm đàn hồi trực diện
nghĩa là các tâm của 2 quả
cầu trước và sau va chạm
luôn chuyển động trên cùng
một đường thẳng (còn gọi là
va chạm xuyên tâm)


Giả sử m1 và m2 là khối
lượng của các quả cầu, v1
và v2 là vận tốc của chúng
trước va chạm. v’1 và v’2 vận
tốc sau va chạm. Tất cả vận
tốc đều có cùng phương
trên trục Ox
Va chạm là đàn hồi nên ta

có áp dụng cả sự bảo toàn
động lượng và động năng

m1 r
v1

r
v2 m2

O

Trước va
chạm
uuuu
r
uuuur
m
m
2 v'
1
v '1
2

O

Sau va
chạm

x

x


 Theo định luật bảo toàn động lượng:

m1v1 + m2 v2 = m v + m v
'
1 1

'
2 2

(1)

 Do động năng được bảo toàn nên ta có:
2
1 1

2
2 2

'2
1 1

'2
2 2

mv
mv
mv

mv
+
=
+
2
2
2
2

(2)

 Từ (1) & (2) suy ra vận tốc của từng quả cầu sau
va chạm:
'
1

v

(
m1 − m2 ) v1 + 2m2 v2
=

m1 + m2
(
m2 − m1 ) v2 + 2m1v1
'
v2 =
m1 + m2

• Hai quả cầu có khối lượng bằng nhau m1= m2
v'1=v2 và v'2=v1

vật có sự trao đổi vận tốc với nhau

• Hai quả cầu có khối lượng rất chênh lệch
Bắn 1 hòn bi nhỏ m2 vào 1 quả tạ sắt m1 khối
lượng lớn, nằm yên.


Bài 38 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi
3. Va chạm mềm
A

B

Nhận xét:
- Sau va chạm 2 vật dính vào nhau chuyển động
cùng vận tốc được gọi là va chạm mềm


m 
v

O

Trước va
chạm

m M 

M

V

x

O

Sau va
chạm

x

Bài tập:
Một viên đạn có khối lượng m được bắn theo
phương ngang vào con lắc là 1 thùng cát có khối
lượng M treo ở đầu sợi dây, sau khi viên đạn xuyên
vào thùng cát, nó mắc lại trong đó và chuyển động
cùng thùng cát với vận tốc V. Hãy tính độ biến thiên
của hệ đạn – thùng cát trước và ngay sau va chạm.


m 
v

O

Trước va
chạm

m M 

M

V

x

O

Sau va
chạm

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

x

mv = ( M + m)V

Độ biến thiên động năng của hệ:
2

2
M + m  mv  mv 2  m
mv

∆Wđ = Wđ 2 − Wđ1 =
=
− 1


 −
2 M +m
2
M +m  2
M
 m

=
− 1Wđ1 = −
Wđ1 < 0
M +m
M +m 




Chú ý:
Vận tốc của vật có giá trị đại số, trước khi làm
bài cần xác định chiều dương cụ thể.


Bài 38 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi
4. Bài tập vận dụng
Bắn một hòn bi thuỷ tinh có khối lượng m với vận
tốc v1 vào một hòn bi thép đứng yên có khối lượng
3m. Tính các vận tốc của 2 hòn bi sau va chạm,
biết va chạm là trực diện và đàn hồi.
Bài giải:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hòn

bi thuỷ tinh, ta có:
(m1 − m2 )v1 + 2m2 v2
v'1 =
m1 + m2

v1
v =−
2
'
1

v' =
2

(m2 − m1) v2 + 2 m1v1

m+ m
1

v1
v =
2
'
2

2



Bài 38 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi

Hãy cho biết điểm giống
nhau và khác nhau giữa va
chạm đàn hồi và va chạm
không đàn hồi
Điểm giống nhau và khác nhau giữa va chạm đàn
hồi và không đàn hồi:
•Điểm giống nhau: Động lượng được bảo toàn.
•Điểm khác nhau: Va chạm đàn hồi thì động năng
được bảo toàn, va chạm mềm thì động năng thì
động năng không bảo toàn.


Bài 38 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi
1. Phân loại va chạm
2. Va chạm đàn hồi trực diện
3. Va chạm mềm
4. Bài tập vận dụng
5. Nhiệm vụ học sinh
a. Học bài và làm bài đầy đủ
b. Đọc bài & chuẩn bị bài mới bài 39