Bài Tập Va Chạm đàn Hồi Xuyên Tâm - Mua Trâu

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 38: Va chạm đàn hồi và không đàn hồi (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Câu c1 (trang 179 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tìm hai ví dụ khác nhau về va chạm đàn hồi, ngoài các ví dụ đã nêu ở phần đầu bài(SGK)

Lời giải:

HDTL: ví dụ

– Hai viên bi chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang đến va chạm với nhau

– Hai quả bóng đang bay va chạm vào nhau

Câu c2 (trang 180 sgk Vật Lý 10 nâng cao):Tìm hai ví dụ khác nhau về va chạm mềm, ngoài các ví dụ đã nêu ở đầu bài

Lời giải:

HDTL: ví dụ

– Một vận động viên đang chạy đuổi theo một xe lăn, vận động viên nhảy lên xe và cả hai cùng chuyển động

– Xe lăn A chuyển động đến va vào xe lăn B, xe A gắn dính vào xe B và cả hai cùng chuyển động

Câu 1 (trang 181 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Va chạm là gì? Tại sao hệ vật va chạm lại có thể coi là hệ kín?

Lời giải:

HDTL: va chạm là sự tương tác giữa hai vật xảy ra trong thời gian rất ngắn. trong thời gian rất ngắn đó xuất hiện các nộ lực rất lớn so với ngoại lực, vì vậy trong va chạm hệ hai vật được coi là hệ kín.

Câu 2 (trang 181 sgk Vật Lý 10 nâng cao):Phân biệt vca chạm đàn hồi và va chạm mềm

Lời giải:

HDTL:

– Vì va chạm đàn hồi là va chạm mà ngay sau khi va chạm các vật tách rời nhau, động lượng của hệ và động năng của hệ được bảo toàn

– Vì va chạm mềm là va chạm mà ngay sau khi va chạm hai vật dính liền nhau, động lượng của hệ bảo toàn, động năng của hệ không bảo toàn

Câu 3 (trang 181 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tìm công thức xác định các vận tốc sau va chạm đàn hồi. Quan sát và giải thích trò chơi bắn bi của trẻ em (với điều kiện bắn xuyên tâm).

Lời giải:

HDTL: xét hai viên bi khối lượng m1, m2 đang chuyển động với vận tốc

trên cùng một dường thẳng nằm ngang không ma sat đến va vào nhau

là các vận tốc tương ứng sau va chạm.

Theo định luật bảo toàn động lượng :

m1 v1 + m2 v2 = m1v’1 + m2v’2 (1)

Động năng của hệ được bảo toàn nên:

– Trong tò chơi bắn bi, thường một bi (bi 2) nằm yên, bi một đến va chạm đàn hồi với bi 2, kết quả sau va chạm (xuyên tâm):

+ Bi 1 giật lùi còn bi 2 thu gia tốc chuyển động về phía trước

+ Bi 1 và bi 2 cùng chuyển động theo một chiều nhưng vận tốc bi 1 giảm hẳn

Bài 1 (trang 181 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Bắn một bi thép trực diện vào bi thủy tinh đang đứng yên. Vận tốc bi thép trước va chạm là v1, khối lượng bi thép là 3m, khối lượng bi thủy tinh là m. Tìm vận tốc hai bi sau va chạm.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của bi thép trước va chạm.

Vận tốc bi thép sau va chạm là:

Vận tốc bi thép sau va chạm là:

Bài 2 (trang 181 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Trên mặt phẳng nằm ngang, một hòn bi khối lượng 15g chuyển động sang phải với vận tốc 22,5cm/s va chạm trực diện đàn hồi với một hòn bi khối lượng 30g đang chuyển động sang trái với vận tốc 18cm/s. sau va chạm, hòn bi nhẹ hơn chuyenr động sang trái(đổi chiều) vơi vận tốc 31,3cm/s. tìm vận tốc của hòn bi nặng sau va chạm. bỏ qua ma sát. Kiểm tra lại và xác nhận tổng động năng được bảo toàn.

Lời giải:

Gọi v1, v2 và v’1 , v’2 là vận tốc tương ứng của hai bi trước và sau va chạm. chọn chiều dương là chiều chuyển động của bi nhẹ hơn.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

m1v1 + m2v2 = m1v’1 + m2v’2

Vậy sau va chạm, bi nặng chuyển động theo chiều dương (sang phải) với vận tốc 0,09m/s

Kiểm tra lại tổng động năng của hai bi trước và sau va chạm ta thấy chúng bằng nhau: Wđ = Wđ’ = 8,7.10-1J

Bài 3 (trang 181 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Bắn một viên đạn khơi lượng m= 10g với vận tốc v vào một túi cát được treo nằm yên có khối lượng M = 1kg. va chạm là mềm, đạn mắc lại trong túi cát và chuyển động cùng túi cát.

a) Sau va chạm, túi cát nâng lên độ cao h = 0,8m so với vị trí cân bằng ban đầu (hình bên). Hãy tìm vận tốc của đạn (túi cát được gọi là con lắc thử đạn vì nó cho phép xác định vị trí của đạn).

b) Bao nhiêu động năng ban đầu là chuyển thành nhiệt lượng và các dạng năng lượng khác?

Lời giải:

a) Gọi V là vận tốc của hệ (đạn + túi cát) ngay sau va chạm

– Áp dụng định luật bảo toàn động lượng

mv + 0 = (m + M)V

– Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ đạn + túi cát

Cơ năng của hệ tại vị trí thấp nhất bằng cơ năng của hệ tại vị trí cao nhất

So sánh (1) và (2) ta được:

Chuyên đề sự va chạm giữa các vật bồi dưỡng HSG Vật lí 10 gồm 29 trang, được trích dẫn từ cuốn sách Công Phá Đề Thi Học Sinh Giỏi Vật Lí Lớp 10 của tác giả Nguyễn Phú Đồng.

A – TÓM TẮT KIẾN THỨC B – NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP VỀ KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG: – Từ đặc điểm của sự va chạm, ta thấy: hệ hai vật va chạm có thể coi là hệ kín trong thời gian va chạm. Do đó luôn có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ trước và sau va chạm. – Đối với các va chạm đàn hồi (xuyên tâm và không xuyên tâm), động năng luôn được bảo toàn. – Đối với các va chạm không đàn hồi (xuyên tâm và không xuyên tâm), động năng không được bảo toàn, một phần động năng thường được biến thành nhiệt. VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI: Với dạng bài tập về va chạm xuyên tâm, đàn hồi. Phương pháp giải là: – Sử dụng công thức của định luật bảo toàn động lượng (va chạm) và bảo toàn động năng (đàn hồi). – Một số chú ý: Vận tốc của hai vật có giá trị đại số: theo chiều dương nếu vectơ vận tốc cùng chiều với chiều dương thì v 0; nếu vectơ vận tốc ngược chiều với chiều dương thì v 0. Với dạng bài tập về va chạm xuyên tâm, không đàn hồi. Phương pháp giải là: – Sử dụng công thức của định luật bảo toàn động lượng (va chạm) và độ giảm động năng (không đàn hồi). – Với va chạm mềm (hoàn toàn không đàn hồi). – Một số chú ý: va chạm mềm giữa vật 1 có vận tốc 1 v với vật 2 đang đứng yên v2 0 trong thực tế: búa – cọc; búa – đe, ta được: + Vận tốc hệ sau va chạm và nhiệt lượng toả ra. + Nếu m m 1 2 (búa – cọc): nhiệt lượng toả ra rất ít. + Nếu m m 1 2 (búa – đe) nhiệt lượng toả ra rất lớn. Với dạng bài tập về va chạm đàn hồi của quả cầu với mặt phẳng cố định. Phương pháp giải là: – Sử dụng công thức của định luật bảo toàn động lượng (va chạm) và bảo toàn động năng (đàn hồi). + Với va chạm xuyên tâm. + Với va chạm xiên. – Một số chú ý: Với va chạm xiên, để xác định các thành phần vận tốc ta chiếu hệ thức định luật bảo toàn động lượng dạng vectơ lên hai phương tiếp tuyến và pháp tuyến. Kết hợp với hệ thức bảo toàn động năng ta xác định được các đại lượng cần tìm.

C – CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG

[ads]