1,

Học sinh làm thí nghiệm và so sánh kết quả.

2,

Đề xuất phương án thí nghiệm

Sử dụng điện thoại thông minh và phần mềm phân tích video để xác định được vận tốc và động lượng trước và sau va chạm của hai xe có khối lượng xác định.

1.

Khi hai xe chuyển động trên đệm khí nằm ngang, hệ hai xe chuyển động là hệ kín vì không có ngoại lực nào tác dụng lên hệ.

2.

Để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm, ta cần đo khối lượng của hai xe và vận tốc của hai xe trước và sau khi va chạm.

3.

Các trường hợp có thể xảy ra khi cho hai xe va chạm trên đệm khí:

+ TH 1: Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau

+ TH 2: Sau khi va chạm, hai xe chuyển động về hai phía ngược nhau

Cách đo các đại lượng để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm

+ Bước 1: Xác định khối lượng của hai xe bằng cách cho hai xe lên cân điện tử

+ Bước 2: Đo quãng đường giữa hai cổng quang điện, khởi động lại đồng hồ đo thời gian hiện số.

+ Bước 3: Thực hiện thí nghiệm và ghi lại kết quả

Do vật thực hiện chuyển động trong thời gian ngắn nên coi vật chuyển động thẳng đều

Động lượng của vật là: \(p=m\cdot v=m\cdot\dfrac{s}{t}\)

4.

Thiết kế phương án thí nghiệm:

Bước 1: Điều chỉnh cho băng đệm khí nằm ngang và lắp ống dẫn khí từ bơm nén vào băng đệm khí.

Bước 2: Lắp hai cổng quang điện vào hai giá đỡ đặt cách nhau một khoảng.

Bước 3: Nối dây từ hai cổng quang điện vào đồng hồ đo thời gian hiện số .

Bước 4: Lắp tấm cản quang và các chốt cắm thích hợp lên mỗi xe và đặt hai xe lên băng đệm khí.

Bước 5: Cấp điện cho bơm nén khí và đồng hồ đo thời gian hiện số.

Các trường hợp có thể xảy ra khi hai xe va chạm vào nhau
+ TH1: Hai xe dính vào nhau và di chuyển cùng nhau về phía trước

+ TH2: Một xe dừng lại, xe còn lại di chuyển về phía trước

+ TH3: Hai xe di chuyển ngược lại so với hướng di chuyển ban đầu

Cách xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm, ta sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm xác định động lượng, từ đó kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng.

1.

- Động lượng của hệ trước va chạm: \({p_{tr}} = m.{v_A} = m.v\)

- Động lượng của hệ sau va chạm: \({p_s} = m.v_A' + m.v_B' = m.(v_A' + v_B') = m.\left( {\frac{v}{2} + \frac{v}{2}} \right) = m.v\)

- Động năng của hệ trước va chạm: \({W_{tr}} = \frac{1}{2}.m.v_A^2 = \frac{1}{2}.m.{v^2}\)

- Động năng của hệ sau va chạm: \({W_s} = \frac{1}{2}.m.v_A^{'2} + \frac{1}{2}.m.v_B^{'2} = \frac{1}{2}.m.\left( {\frac{{{v^2}}}{4} + \frac{{{v^2}}}{4}} \right) = \frac{1}{4}.m.{v^2}\)

2.

Từ kết quả câu 1, ta thấy trong va chạm mềm thì động lượng không thay đổi (được bảo toàn), động năng thay đổi (năng lượng không được bảo toàn).

1.

- Động lượng của hệ trước va chạm: \({p_{tr}} = m.{v_A} = m.v\)

- Động lượng của hệ sau va chạm: \({p_s} = m.v_B' = m.v\)

- Động năng của hệ trước va chạm: \({W_{tr}} = \frac{1}{2}.m.v_A^2 = \frac{1}{2}.m.{v^2}\)

- Động năng của hệ sau va chạm: \({W_s} = \frac{1}{2}.m.v_B^{'2} = \frac{1}{2}.m.{v^2}\)

2.

Từ kết quả tính được, ta thấy trong va chạm đàn hồi, động lượng được bảo toàn, năng lượng được bảo toàn.

Chọn chiều dương như hình vẽ

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: \(\overrightarrow p  = \overrightarrow {{p_1}}  + \overrightarrow {{p_2}}  = {m_1}.\overrightarrow {{v_1}}  + {m_2}.\overrightarrow {{v_2}} \)

Chiếu lên chiều dương của chuyển động, ta có: \(p = {m_1}.{v_1} - {m_2}.{v_2}\)

Ví dụ về hệ kín: hệ gồm hai viên bi lăn trên mặt phẳng nằm ngang đến va chạm với nhau, ma sát vô cùng nhỏ, trọng lực cân bằng với phản lực của mặt phẳng nằm ngang.

1.

- Xung lượng của lực gây ra tác dụng làm biến đổi trạng thái chuyển động của vật

- Giả sử chiều dương là chiều chuyển động khi quả bóng đạp vào tường

=> v₁ = v; v₂ = -v

Xung lượng của vật bằng độ biến thiên động lượng

Độ biến thiên động lượng là: Δp = m.(v₂ – v₁ ) = m.(-v-v) = -2mv.

Chọn D.

2.

Ta có: \(\overrightarrow {\Delta p}  = \overrightarrow F .\Delta t\)=> \(F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}}\). Từ khi quả bóng bắt đầu chạm vào tay với vận tốc v tới khi quả bóng dừng lại, thì độ biến thiên động lượng là Δp = m.(v-0), chỉ phụ thuộc v không phụ thuộc Δt. Vậy muốn giảm F thì phải tăng Δt. Người thủ môn làm thế để tăng thời thời gian quả bóng dừng lại, để giảm cường độ của lực quả bóng tác dụng vào tay

Chọn D.

1.

- Định nghĩa động lượng: Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật tương tác với nhau.

- Đơn vị động lượng: kg.m/s

2.

Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật tương tác với nhau.

=> A đúng

Động lượng là đại lượng vectơ => B đúng

Biểu thức tính động lượng: p = m.v, đơn vị là kg.m/s => C đúng

Động lượng phụ thuọc vào khối lượng và vận tốc của vật => D sai

Chọn D.

3.

a) Đổi 3 tấn = 3000 kg; 72 km/h = 20 m/s

Động lượng của xe buýt là: p = m.v = 3000.20 = 6.10⁴ (kgm/s)

b) Đổi 500 g = 0,5 kg.

Động lượng của hòn đá là: p = m.v = 0,5.10 = 5 (kg.m/s)

c) Động lượng của hạt electron là:

p = m.v = 9,1.10^-31 .2.10⁷ = 1,82.10^-23 (kg.m/s)

4.

Đổi 1,5 tấn = 1500 kg

36 km/h = 10 m/s

54 km/h = 15 m/s

Động lượng của xe tải là: p = m.v = 1500.10 = 15 000 (kg.m/s)

Động lượng của ô tô là; p’ = m’.v’ = 750.15 = 11 250 (kg.m/s)

=> Động lượng của xe tải lớn hơn động lượng của ô tô.

5.

Từ biểu thức tính xung lượng của vật, ta có F đơn vị là N, Δt đơn vị là s, nên động lượng còn có đơn vị là N.s.

1.

Các vật đã chịu tác dụng của các lực trong thời gian rất ngắn là:

+ Cầu thủ thực hiện một cú đá vô lê đã đưa được bóng vào lưới đối phương.

+ Một quả bóng gôn đang nằm yên. Sau một cú đánh, quả bóng bay đi rất nhanh.

2.

Trong các ví dụ trên, các vật đều đang ở trạng thái nằm yên, khi lực tác dụng vào vật trong một khoảng thời gian ngắn thì vật chuyển động với vận tốc rất lớn

Khi lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian ngắn thì lực trong khoảng thời gian đó rất lớn gây ra sự biến đổi trạng thái rất nhanh của vật.