Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta khảo sát về đồng lực, xung lượng của lực thông qua nội dung Bài 28: Động lượng môn Vật Lý 10 chương trình SGK Kết nối tri thức.
Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung được DapAnHay trình bày chi tiết bên dưới đây.
- Để xác định trạng thái chuyển động của một vật về mặt động lực học, người ta đưa vào một đại lượng vật lí liên quan đến khối lượng và vận tốc của vật, đại lượng này gọi là động lượng.
- Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) là đại lượng được xác định bởi công thức:
\(\overrightarrow P \) = m.\(\overrightarrow v \) (28.1)
- Động lượng là một đại lượng vectơ có cùng hướng với vận tốc của vật
- Đơn vị động lượng là: kg.m/s.
⇒ Vật có khối lượng và vận tốc càng lớn thì sự truyền chuyển động trong trong tác với các vật khác càng mạnh. Vậy động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật tương tác với nhau.
a. Xung lượng
- Khi một lực \(\overrightarrow F \) tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ngắn \(\Delta t\) thì tích \(\overrightarrow F .\Delta t\) được định nghĩa là xung lượng của lực \(\overrightarrow F \) trong khoảng thời gian At ấy (Lực \(\overrightarrow F \) được xem là không đổi trong khoảng thời gian tác dụng ngắn \(\Delta t\)).
- Đơn vị xung lượng của lực là N.s.
b. Liên hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng
- Giả sử có một lực \(\overrightarrow F \) (không đổi) tác dụng lên một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow {{V_1}} \) . Trong khoảng thời gian tác dụng \(\Delta t\), vận tốc của vật biến đổi thành \(\overrightarrow {{V_2}} \) nghĩa là vật đã có gia tốc:
\(a = \frac{{\overrightarrow {{V_2}} - \overrightarrow {{V_1}} }}{{\Delta t}}\)
- Theo định luật II Newton:
\(\overrightarrow F = m.\overrightarrow a = m.\frac{{\overrightarrow {{V_2}} - \overrightarrow {{V_1}} }}{{\Delta t}}\)
Suy ra:
\(\overrightarrow F .\Delta t = m.\overrightarrow {{v_2}} - m.\overrightarrow {{v_1}} = \overrightarrow {{p_2}} - \overrightarrow {{p_1}} \) (28.2)
- Về trái của (28.2) chính là xung lượng của lực trong khoảng thời gian \({\Delta t}\), còn về phải là độ biến thiên động lượng của vật.
- Từ (28.2), ta có thể viết: \(\overrightarrow F .\Delta t = \Delta \overrightarrow p \) (28.3)
- Công thức (28.3) cho thấy: Xung lượng của lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian bằng độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó.
c. Dạng tổng quát của định luật II Newton
- Từ (28.3), ta có thể viết: \(\overrightarrow F = \frac{{\Delta \overrightarrow p }}{{\Delta t}}\) (28.4)
- Công thức (28.4) cho thấy: Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng tốc độ thay đổi động lượng của vật.
- Phát biểu trên được xem như một cách diễn đạt khác của định luật II Newton.
- Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) là đại lượng được xác định bởi công thức: \(\overrightarrow p = m.\overrightarrow v \).
- Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền trong tác giữa các vật.
- Tích \(\overrightarrow F .\Delta t\) được gọi là xung lượng của lực tác dụng trong khoảng thời gian ngắn \(\overrightarrow F .\Delta t\) và bằng độ biến thiên động lượng của vật trong thời gian đó: \(\overrightarrow F .\Delta t = \Delta \overrightarrow p \)
Bài 1: Quan sát hình dưới đây.
- Hình a: Khi đèn tín hiệu màu đỏ bật sáng thì xe nào muốn dừng lại cần phải có một lực hãm lớn hơn? Tại sao?
- Hình b: Cầu thủ bóng đá sút phạt 11 m. Thủ môn khó bắt bóng khi bóng bay tới có tốc độ lớn hay nhỏ? Tại sao?
Hướng dẫn giải
- Hình a: Khi đèn tín hiệu màu đỏ bật sáng thì xe ô tô tải cần phải có một lực hãm lớn hơn xe ô tô con để dừng lại. Ô tô tải có khối lượng lớn hơn nên cần phải có lực hãm lớn hơn để dừng lại so với ô tô con
- Hình b: Vận tốc của quả bóng lớn sẽ khó bắt bóng hơn so với vận tốc của quả bóng nhỏ. Tại vì nếu vận tốc lớn thì quả bóng sẽ bay rất nhanh, thủ môn khó nắm bắt hướng di chuyển của quả bóng.
Bài 2: Khi nói về động lượng của một vật phát biểu đúng là:
A. Động lượng là một đại lượng vô hướng, luôn dương.
B. Động lượng là một đại lượng vô hướng, có thể dương hoặc âm.
C. Động lượng là một đại lượng có hướng, ngược hướng với vận tốc.
D. Động lượng là một đại lượng có hướng, cùng hướng với vận tốc.
Hướng dẫn giải
Chọn D
Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v→ là đại lượng được xác định bởi công thức: p→ = m v→
Động lượng là một đại lượng vectơ cùng hướng với vận tốc của vật.
Động lượng có đơn vị đo là kilôgam mét trên giây (kg.m/s).
Bài 3: Hai vật có khối lượng m1 = 5 kg, m2 = 10 kg chuyển động với các vận tốc v1 = 4 m/s và v2 = 2 m/s. Tìm tổng động lượng (phương, chiều và độ lớn) của hệ trong các trường hợp:
a. \(\overrightarrow {{v_1}} \) và \(\overrightarrow {{v_2}} \) cùng hướng.
b. \(\overrightarrow {{v_1}} \) và \(\overrightarrow {{v_2}} \) cùng hướng, ngược chiều.
c. \(\overrightarrow {{v_1}} \) và \(\overrightarrow {{v_2}} \) vuông góc nhau.
Hướng dẫn giải
a. Động lượng của hệ:
\(\overrightarrow p = {\overrightarrow p _1} + {\overrightarrow p _2}\)
Độ lớn: p = p1 + p2 = m1 v1 + m2 v2 = 5.4 + 10.2 = 40 kg.m/s.
b. Động lượng của hệ:
\(\overrightarrow p = {\overrightarrow p _1} + {\overrightarrow p _2}\)
Độ lớn: p = p1 - p2 = m1 v1 - m2 v2 = 0.
c. Động lượng của hệ: \(\overrightarrow p = {\overrightarrow p _1} + {\overrightarrow p _2}\)
Độ lớn: \(p = \sqrt {{p_1}^2 + {p_2}^2} \) = 28,284 kg.m/s.
Sau bài học này, học sinh có thể:
- Định nghĩa được động lượng, xung lượng của lực nêu được đơn vị của xung lượng
- Viết được công thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động lượng.
- Viết được biểu thức về độ biến thiên động lượng và nắm được ý nghĩa của độ biến thiên động lượng với xung lượng của lực.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 KNTT Bài 28 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Phát biểu nào sau đây không đúng?
Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h. Động lượng của vật bằng
Trong quá trình nào sau đây, động lượng của vật không thay đổi?
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 KNTT Bài 28để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Hoạt động trang 110 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu trang 110 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 1 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 2 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 3 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 4 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 5 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 6 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 7 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu 8 trang 111 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 112 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 112 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 112 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 4 trang 112 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
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 DapAnHay 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 DapAnHay
Phát biểu nào sau đây không đúng?
Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h. Động lượng của vật bằng
Trong quá trình nào sau đây, động lượng của vật không thay đổi?
Một chất điểm chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực không đổi F = 0,1 N. Động lượng chất điểm ở thời điểm t = 3 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động là
Một vật 3 kg rơi tự do rơi xuống đất trong khoảng thời gian 2 s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là (lấy g = 9,8 m/s2).
Một quả bóng khối lượng 250 g bay tới đập vuông góc vào tường với tốc độ v1 = 5 m/s và bật ngược trở lại với tốc độ v2 = 3 m/s. Động lượng của vật đã thay đổi một lượng bằng
Một quả bóng khối lượng 0,5 kg đang nằm yên thì được đá cho nó chuyển động vói vận tốc 30 m/s. Xung lượng của lực tác dụng lên quả bóng bằng
Phát biểu nào sau đây là sai? Trong một hệ kín
Tại thời điểm t0 = 0, một vật m = 500g rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao 80m xuống đất với g=10m/s2. Động lượng của vật tại thời điểm t = 2s có
Một ô tô có khối lượng 4 tấn đang chuyển động với tốc độ 72 km/h trên một đoạn đường thẳng nằm ngang thì hãm phanh. Sau khi đi được quãng đường 50 m thì tốc độ của ô tô giảm xuống còn 36 km/h. Sau khi đi được quãng đường s kể từ lúc hãm phanh ô tô dừng lại. Giá trị s gần giá trị nào nhất sau đây?
Thực hiện các thí nghiệm sau để tìm hiểu về sự truyền chuyển động trong tương tác giữa các vật.
Chuẩn bị:
- Ba viên bi A, B, C (chọn bi B nặng hơn cả A và C).
- Máng trượt (có thể dùng ống nhựa cắt dọc).
- Một vài vật (hộp giấy, quyển sách) để tạo độ dốc của máng trượt.
- Đặt viên bi C ngay dưới chân máng trượt như Hình 28.1.
Tiến hành:
- Thí nghiệm 1: Lần lượt thả hai viên bi: A, B (bi B nặng hơn bi A) chuyển động trên máng trượt. Quan sát và đo quãng đường dịch chuyển của viên bi C sau va chạm ứng với mỗi lần thả.
- Thí nghiệm 2: bây giờ chỉ thả viên bi A lăn xuống máng trượt nhưng tăng độ dốc của máng trượt. Quan sát và đo quãng đường dịch chuyển của viên bi C sau va chạm ứng với mỗi lần thả.
Thảo luận:
- Trong thí nghiệm 1, vận tốc của hai viên bi A và B khi đến chân dốc có giống nhau không? Viên bi nào đẩy viên bi C lăn xa hơn? Tại sao?
- Trong thí nghiệm 2, ứng với độ dốc nào thì viên bi A có vận tốc lớn hơn khi va chạm tới bi C? ở trường hợp nào, viên bi C lăn xa hơn? Tại sao?
a) Động lượng của xe tải hay ô tô trong hình ở đầu bài lớn hơn?
b) Trong trường hợp sút phạt 11 m, tại sao thủ môn khó bắt bóng hơn nếu bóng có động lượng tăng?
Tìm thêm ví dụ minh họa cho ý nghĩa vật lí trên của động lượng.
Trong các ví dụ sau, các vật đã chịu tác dụng của các lực nào trong thời gian rất ngắn?
- Cầu thủ thực hiện một cú đá vô lê đã đưa được bóng vào lưới đối phương.
- Quả bi-a đang chuyển động thì va chạm vào thành bàn nên nó bị đổi hướng.
- Một quả bóng gôn đang nằm yên. Sau một cú đánh, quả bóng bay đi rất nhanh.
Hãy chỉ ra sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật trong các ví dụ trên như thế nào?
Tại sao lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian ngắn lại có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động của vật đó.
a) Nêu định nghĩa và đơn vị của động lượng.
b) Vẽ vectơ động lượng của một quả bóng tennis vừa bật khỏi mặt vợt (Hình 28.2).
Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về động lượng?
A. Động lượng của một vật đặc trưng cho trạng thái chuyển động của vật đó.
B. Động lượng là đại lượng vectơ.
C. Động lượng có đơn vị là kg.m/s
D. Động lượng của một vật chỉ phụ thuộc vào vận tốc của vật đó.
Tính độ lớn động lượng trong các trường hợp sau:
a) Một xe buýt khối lượng 3 tấn đang chuyển động với tốc độ 72 km/h.
b) Một hòn đá có khối lượng 500 g chuyển động với tốc độ 10 m/s.
c) Một electron chuyển động với tốc độ 2.107 m/s. Biết khối lượng electron bằng 9,1.10-31 kg.
Một xe tải có khối lượng 1,5 tấn chuyển động với vận tốc 36 km/h và một ô tô có khối lượng 750 kg chuyển động ngược chiều với vận tốc 54 km/h. So sánh động lượng của hai xe.
Tại sao đơn vị của động lượng còn có thể viết là N.s?
Xung lượng của lực gây ra tác dụng gì? Một quả bóng khối lượng m đang bay ngang với tốc độ v thì đập vào một bức tường và bật trở lại với cùng tốc độ. Xung lượng của lực gây ra bởi tường lên quả bóng là
A. mv
B. – mv
C. 2mv
D. – 2mv.
Thủ môn khi bắt bóng muốn không đau tay và khỏi ngã thì phải co tay lại và lùi người một chút theo hướng đi qua của quả bóng. Thủ môn làm thế để
A. làm giảm động lượng của quả bóng.
B. làm giảm độ biến thiên động lượng của quả bóng
C. làm tăng xung lượng của lực quả bóng tác dụng lên tay.
D. làm giảm cường độ của lực quả bóng tác dụng lên tay.
Một quả bóng golf có khối lượng 46 g đang nằm yên, sau một cú đánh quả bóng bay lên với tốc độ 70 m/s. Tính xung lượng của lực và độ lớn tring bình của lực tác dụng vào quả bóng. Biết thời gian tác dụng là 0,5.10-3 s.
Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 1 kg và m2 = 2 kg, chuyển động với vận tốc có độ lớn lần lượt là v1 = 3 m/s và v2 = 2 m/s.
a) Tính động lượng của mỗi vật.
b) Vật nào khó dừng lại hơn? Vì sao?
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *