Động lượng là gì? Định luật bảo toàn động lượng được phát biểu như thế nào? Hãy cùng HOC247 trả lời qua nội dung của Bài 1: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng thuộc chủ đề 4 trong chương trình Vật Lý 10 Cánh diều. Mời các em cùng tham khảo!
Tóm tắt lý thuyết
1.1. Động lượng
- Đại lượng bằng tích của vận tốc và khối lượng đặc trưng cho lượng chuyển động của vật trong tương tác, đại lượng này được gọi là động lượng.
Động lượng = khối lượng × vận tốc
\(\vec p = m.\vec v\)
- Hướng của động lượng theo hướng của vận tốc.
- Động lượng là đại lượng vectơ, cùng hướng với vận tốc. Đơn vị của động lượng là kg.m/s
1.2. Định luật bảo toàn động lượng
1.2.1. Động lượng và định luật II Newton
- Gia tốc chính là tốc độ thay đổi vận tốc. Định luật II Newton được phát biểu qua động lượng như sau:
- Hợp lực tác dụng lên một vật bằng tốc độ thay đổi động lượng của nó.
- Hợp lực \(\vec F\) được xác định: \(\vec F = \frac{{\Delta \vec p}}{{\Delta t}}\)
Với \(\Delta \vec p\) là độ thay đổi động lượng trong thời gian \(\Delta t\).
Hướng của độ thay đổi động lượng
Hướng của động lượng
1.2.2. Định luật bảo toàn động lượng
- Nếu không có ngoại lực nào tác dụng lên hệ thì tổng động lượng của hệ không đổi, tức là được bảo toàn.
\({p_1} + {p_2} = \,\) không đổi
- Hệ vật chỉ có những lực của các vật trong hệ tác dụng lẫn nhau, không có tác dụng của những lực từ bên ngoài hệ hoặc nếu có thì các lực này triệt tiêu lẫn nhau được gọi là hệ kín.
Ví dụ: pháo hoa nổ cũng được coi là một hệ kín
1.2.3. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng
- Sử dụng hai xe kĩ thuật số có khối lượng bằng nhau, đặt trên giá đỡ nằm ngang.
- Cho xe 1 chuyển động va chạm vào xe 2 đang nằm yên, sau va chạm hai xe dính vào nhau.
- Đọc, ghi tốc độ của từng xe trước và sau va chạm. Tính toán động lượng của hệ hai xe trước và sau va chạm.
.JPG)
Bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng
- Kết luận: Động lượng của hệ hai xe được bảo toàn. Định luật bảo toàn động lượng được nghiệm đúng.
1.3. Vận dụng định luật bảo toàn động lượng
- Một quả pháo được bắn thẳng đứng lên cao và phát nổ đúng khi tới điểm cao nhất (quả pháo dừng lại). Các mảnh pháo hoa bay theo các hướng khác nhau. Mỗi mảnh nhỏ đều có động lượng, luôn có mảnh khác tương ứng chuyển động theo hướng ngược lại.
.JPG)
Pháo hoa trên bầu trời
- Một tên lửa chuyển động bằng việc phóng ra một phần khối lượng của chính nó (nhiên liệu mà tên lửa mang theo bị đốt cháy) theo hướng ngược với hướng chuyển động dự kiến của tên lửa.
|
Động lượng đặc trưng cho sự truyền tương tác giữa các vật, là tích của khối lượng và vận tốc của vật. \(\vec p = m.\vec v\) Đối với một hệ kín, tổng động lượng của hệ không đổi. |
|---|
Bài tập minh họa
Bài tập 1: Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h. Động lượng của vật bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có: 18 km/h = 5 m/s
Động lượng của vật: \(\vec p = m.\vec v\)
Xét về độ lớn: p = mv = 0,5.5 = 2,5 kg.m/s
Bài tập 2: Một vật 3 kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 2 s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Lấy g = 9,8 m/s2.
Hướng dẫn giải:
Xung lượng của trọng lực bằng độ biến thiên động lượng của vật:
\(\Rightarrow {\rm{\Delta }}p = F.{\rm{\Delta }}t\)
Ta có: F - ở đây chính là trọng lượng của vật P = mg
\(\Rightarrow {\rm{\Delta }}p = P.{\rm{\Delta }}t = mg.{\rm{\Delta }}t = 3.9,8.2 = 58,8\,\,kg.m/s\)
Bài tập 3: Hệ gồm hai vật có động lượng là p1 = 6 kg.m/s và p2 = 8 kg.m/s. Động lượng tổng cộng của hệ p = 10 kg.m/s khi nào?
Hướng dẫn giải:
\(\overrightarrow {{p_t}} = \overrightarrow {{p_1}} + \overrightarrow {{p_2}} \)
Xét về mặt độ lớn, ta có:
\(p_t^2 = p_1^2 + p_2^2 + 2{p_1}{p_2}cos\left( {\overrightarrow {{p_1}} ,\overrightarrow {{p_2}} } \right)\)
\(\Leftrightarrow {10^2} = {6^2} + {8^2} + 2.6.8.cos\left( {\overrightarrow {{p_1}} ,\overrightarrow {{p_2}} } \right)\)
\(\Rightarrow cos\left( {\overrightarrow {{p_1}} ,\overrightarrow {{p_2}} } \right) = 0 \Rightarrow \) \(\left( {\widehat {\overrightarrow {{p_1}} ,\overrightarrow {{p_2}} }} \right) = {90^0}\)
⇒ \(\overrightarrow {{p_1}} \bot \overrightarrow {{p_2}} \)
Luyện tập Bài 1 Chủ đề 4 Vật Lý 10 Cánh diều
Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:
- Từ tình huống thực tế, thảo luận để nêu được ý nghĩa vật lí và định nghĩa động lượng.
- Rút ra được mối liên hệ giữa lực tổng hợp tác dụng lên vật và tốc độ thay đổi của động lượng (lực tổng hợp tác dụng lên vật là tốc độ thay đổi động lượng của vật).
- Thực hiện thí nghiệm và thảo luận, phát biểu được định luật báo toàn động lượng trong hệ kín.
- Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng trong một số trường hợp đơn giản.
3.1. Trắc nghiệm Bài 1 Chủ đề 4 Vật Lý 10 Cánh diều
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 4 Bài 1 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
3.2. Bài tập SGK Bài 1 Chủ đề 4 Vật Lý 10 Cánh diều
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 4 Bài 1 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Mở đầu trang 95 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 1 trang 96 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 2 trang 96 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Luyện tập 1 trang 96 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 3 trang 97 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 4 trang 97 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 5 trang 98 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 6 trang 98 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Câu hỏi 7 trang 98 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Luyện tập 2 trang 99 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Vận dụng trang 99 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD
Hỏi đáp Bài 1 Chủ đề 4 Vật Lý 10 Cánh diều
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 HỌC247
