Vật Lý 10 Cánh diều Bài 2: Động lượng và năng lượng trong va chạm

- Để xác định động lượng và năng lượng của các vật trước và sau va chạm, trong trường hợp thế năng của chúng không đổi, ta chỉ cần xác định tốc độ của các vật trước và sau khi va chạm.

Bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng

a. Đánh giá động lượng của hai xe trước và sau va chạm

- Trong va chạm động lượng của mỗi xe đều thay đổi.

- Tổng động lượng của hệ hai xe được bảo toàn.

b. Sự thay đổi năng lượng trong va chạm giữa hai xe

- Trong va chạm, động lượng và cơ năng của hệ được bảo toàn thì loại va chạm này được gọi là va chạm hoàn toàn đàn hồi.

Một trường hợp va chạm đàn hồi

- Trong va chạm, giữa các vật mà sau đó các vật dính vào nhau, động năng của hệ giảm so với trước va chạm. Va chạm giữa các vật như vậy gọi là va chạm hoàn toàn mềm. Trong trường hợp này cơ năng của hệ không bảo toàn

Các trường hợp của va chạm mềm

- Đối với đa số các trường hợp va chạm thường gặp trong thực tế, sự hao hụt của động năng thường làm biến dạng các vật.

Hai xe va chạm với nhau

Túi khí và dây đai an toàn bảo vệ người ngồi trong ô tô

Bài tập 1: Túi khí trong ô tô có tác dụng gì?

Hướng dẫn giải:

Túi khí trong ô tô có tác dụng bảo vệ con người khi xe xảy ra va chạm giao thông.

Túi khí sẽ bung ra rất nhanh để đỡ người ngồi trong xe, khi đó chuyển động của cơ thể người có thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giảm chấn thương.

Bài tập 2: Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 300 (m/s) thì nổ và vỡ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt là 15 kg và 5 kg. Mảnh to bay theo phương thẳng đứng xuống dưới với vận tốc \(400\sqrt 3 \) (m/s). Hỏi mảnh nhỏ bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu? Bỏ qua sức cản không khí.

Hướng dẫn giải:

Khi đạn nổ lực tác dụng của không khí rất nhỏ so với nội lực nên được coi như là một hệ kín.

Theo định luật bảo toàn động lượng: \(\overrightarrow p  = \overrightarrow {{p_1}}  + \overrightarrow {{p_2}} \)

Với \(\left\{ \begin{array}{l}
p = mv = \left( {5 + 15} \right).300 = 6000(kg.m/s)\\
{p_1} = {m_1}{v_1} = 15.400\sqrt 3  = 6000\sqrt 3 (kg.m/s)\\
{p_2} = {m_2}{v_2} = 5.{v_2}(kg.m/s)
\end{array} \right.\)

Vì \(\overrightarrow {{v_1}}  \bot \overrightarrow {{v_2}}  \Rightarrow \overrightarrow {{p_1}}  \bot \overrightarrow {{p_2}} \) theo Pitago \(p_2^2 = p_1^2 + {p^2} \Rightarrow {p_2} = \sqrt {p_1^2 + {p^2}} \)

\( \Rightarrow {p_2} = \sqrt {{{\left( {6000\sqrt 3 } \right)}^2} + {{\left( {6000} \right)}^2}}  = 12000(kg.m.s)\)

\(\begin{array}{l}
{v_2} = \frac{{{p_2}}}{5} = \frac{{12000}}{5} = 2400(m/s)\\
\sin \alpha  = \frac{{{p_1}}}{{{p_2}}} = \frac{{6000\sqrt 3 }}{{12000}} = \frac{1}{2} \Rightarrow \alpha  = {30^0}
\end{array}\)

Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:

- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án, thực hiện phương án, xác định được tốc độ và đánh giá được động lượng của vật trước và sau va chạm bằng dụng cụ thực hành.

- Thực hiện thí nghiệm và thảo luận được sự thay đổi năng lượng trong một số trường hợp va chạm đơn giản.

- Thảo luận để giải thích được một số hiện tượng đơn giản.

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 2 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!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 4 Bài 2 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 100 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 1 trang 100 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 2 trang 101 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 3 trang 101 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 4 trang 102 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 5 trang 103 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Luyện tập trang 103 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 6 trang 104 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng trang 104 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

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!