Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm môn Vật Lý 10 SGK Kết nối tri thức
Nội dung bài học sẽ giúp các em nắm được khái niệm, các tính năng và nguyên tắc hoạt động của bộ dụng cụ thí nghiệm xác định động lượng. Qua đó, các em có thể rèn luyện kĩ năng thực hành, luyện tập thao tác khéo léo để đo và tính toán được chính xác động lượng mà vật tạo ra sau quá trình va chạm. Hình thành và phát triển kĩ năng làm việc khoa học , trung thực, tự tin, say mê tìm hiểu khoa học.
Hình 30.1. Bộ dụng cụ thí nghiệm xác định động lượng trước và sau va chạm
- Băng đệm khí (1).
- Đồng hồ đo thời gian hiện số (2).
- Hai cổng quang điện (3).
- Bơm nén khí (4).
- Hai xe trượt (5).
- Hai tấm cản quang (6).
- Cân điện tử (7).
- Một số quả nặng (8).
- Lò xo hoặc thanh nhựa hình chữ U để mắc dây cao su đàn hồi (9).
- Chốt ghim (10).
- Các dây nối (11).
Để hai xe và chạm trên đệm khí, có thể thực hiện như sau:
- Điều chỉnh cho bằng đệm khí nằm ngang và lắp ống dẫn khí từ bơm nén khí vào bằng đệm khí.
- Lắp hai cổng quang điện vào hai giá đỡ đặt cách nhau một khoảng.
- Nối dây từ hai cổng quang điện vào đồng hồ đo thời gian hiện số.
- Lắp tấm cản quang và các chốt cắm thích hợp lên mỗi xe và đặt hai xe lên bằng đệm khí.
- Cấp điện cho bơm nén khí và đồng hồ đo thời gian hiện số.
a. Thí nghiệm 1: Va chạm mềm
- Hai xe chuyển động va chạm vào nhau, sau va chạm hai xe dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc.
- Bố trí thí nghiệm như Hình 30.2.
Hình 30.2. Bố trí thí nghiệm xác định động lượng trong trường hợp va chạm mềm
- Lắp tấm cản quang vào xe và các chốt cắm thích hợp lên hai xe, sau đó cân khối lượng xe và ghi vào Bảng 30.1.
- Cấp điện cho bơm nén khí và đồng hồ đo thời gian, điều chỉnh tốc độ của bơm nén khí thích hợp, cho đồng hồ đo thời gian hoạt động ở chế độ đo thời gian vật chắn cổng quang điện.
- Ấn nút Reset trên mặt đồng hồ để đưa số chỉ của đồng hồ về 0.000.
- Đặt xe 2 lên bằng đệm khí giữahai cổng quang điện, đặt xe 1 ở khoảng bên ngoài hai cổng quang điện.
- Đẩy xe lva chạm vào xe 2.
- Lần lượt đọc trên đồng hồ các khoảng thời gian t, ta và ghi vào Bảng 30.1.
- Gắn thêm vào xe các gia trọng, lặp lại các bước 4, 5,6,7 hai lần.
b. Thí nghiệm 2: Va chạm đàn hồi
- Hai xe chuyển động va chạm vào nhau, sau va chạm hai xe chuyển động về hai phía ngược nhau (Hình 30.3).
Hình 30.3. Thí nghiệm xác định động lượng trong trường hợp va chạm đàn hồi
- Bố trí thí nghiệm như Hình 30.3.
- Gắn lò xo (hoặc thanh nhựa hình chữ U có dây cao su đàn hồi vào 1 xe). Cân hai xe và ghi vào Bảng 30.2.
- Đặt hai xe lên bằng đệm khí ở vị trí giữa hai cổng quang. Lấy sợi dây nhỏ buộc hai xe để nén lò xo lại. Ấn nút Reset trên mặt đồng hồ.
- Cắt sợi dây để lò xo bung ra, đẩy hai xe về hai phía.
- Lần lượt đọc trên đồng hồ các khoảng thời gian t1, t2 và ghi vào Bảng 30.2.
- Gắn thêm vào hai xe các gia trọng, lặp lại các bước 3,4,5 hai lần nữa.
Bảng 30.1. Thí nghiệm va chạm mềm
Độ dài tấm cản quang: .....(m)
Bảng 30.2. Thí nghiệm va chạm đàn hồi
Bài 1: Có hai xe chuyển động va chạm vào nhau thì động lượng các xe thay đổi. Em hãy nêu các trường hợp có thể xảy ra và dự đoán sau va chạm hai xe chuyển động như thế nào. Làm thế nào xác định được động lượng của hai xe trước và sau va chạm bằng dụng cụ thí nghiệm, từ đó kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng?
Hướng dẫn giải
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.
Bài 2: Một quả bóng đang bay ngang với động lượng \(\overrightarrow{p}\) thì đập vuông góc vào một bức tường thẳng đứng bay ngược trở lại theo phương vuông góc với bức tường với cùng độ lớn vận tốc. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là:
A. \(\overrightarrow{0}\)
B. \(\overrightarrow{p}\)
C. 2.\(\overrightarrow{p}\)
D. – 2.\(\overrightarrow{p}\)
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D
Giải thích:
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động trước va chạm của quả bóng.
- Động lượng trước va chạm là: \(\overrightarrow{p}\)
- Động lượng sau va chạm là: - \(\overrightarrow{p}\) (do bóng bật ngược trở lại, chuyển động ngược chiều dương)
- Vậy độ biến thiên động lượng là:
\(\Delta \overrightarrow{p} = \overrightarrow{p_{sau}} - \overrightarrow{p_{trước}} = (-\overrightarrow{p}) - \overrightarrow{p} = - 2.\overrightarrow{p}\)
Sau bài học này, học sinh có thể:
- 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 viên bị có khối lượng xác định.
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 30 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Một viên đạn 10g chuyển động với vận tốc 1000m/s xuyên qua tấm gỗ. Sau đó vận tốc của viên đạn là 500m/s, thời gian viên đạn xuyên qua tấm gỗ là 0,01s. Tính độ biến thiên động lượng và lực cản trung bình của tấm gỗ.
Vật 500g chuyển động với vận tốc 4m/s không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang thì va chạm vào vật thứ hai có khối lượng 300g đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính làm một. Tìm vận tốc của hai vật sau va chạm.
Súng liên thanh được tì lên vai và bắn với tốc độ 600 viên đàn trong 1 phút. Mỗi viên đàn có khối lượng 20g và vận tốc rời nòng súng là 800m/s. Tính lực trung bình do súng nén lên vai người bắn.
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 30để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Hoạt động trang 116 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Hoạt động trang 118 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
Một viên đạn 10g chuyển động với vận tốc 1000m/s xuyên qua tấm gỗ. Sau đó vận tốc của viên đạn là 500m/s, thời gian viên đạn xuyên qua tấm gỗ là 0,01s. Tính độ biến thiên động lượng và lực cản trung bình của tấm gỗ.
Vật 500g chuyển động với vận tốc 4m/s không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang thì va chạm vào vật thứ hai có khối lượng 300g đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính làm một. Tìm vận tốc của hai vật sau va chạm.
Súng liên thanh được tì lên vai và bắn với tốc độ 600 viên đàn trong 1 phút. Mỗi viên đàn có khối lượng 20g và vận tốc rời nòng súng là 800m/s. Tính lực trung bình do súng nén lên vai người bắn.
Một người đứng trên thanh trượt của xe trượt tuyết chuyển động ngang, cứ mỗi 3s người đó lại đẩy xuống tuyết một cái với xung lượng 60kg.m/s. Biết khối lượng người và xe trượt là 80kg, hệ số ma sát nghỉ bằng hệ số ma sát trượt = 0,01. Tìm vận tốc của xe sau khi bắt đầu chuyển động 15s.
Xác định lực tác dụng của súng trường lên vai người bắn, biết lúc bắn vai người bị giật lùi 2cm, còn viên đạn bay tức thời khỏi nòng súng với vận tốc 500m/s. Khối lượng súng 5kg, khối lượng đạn 20g.
Hai quả bóng ép sát vào nhau trên mặt phẳng ngang. Quả II có khối lượng gấp 3 lần quả 1. Khi buông tay quả bóng I lăn được 3,6m thì dừng. Hỏi quá bóng II lăn được quãng đường bao nhiêu, biết hệ số ma sát lăn đối với 2 quả bóng là như nhau.
Một quả bóng khối lượng m đang bay ngang với vận tốc v thì đập vào một bức tường và bật trở lại với cùng vận tốc. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là bao nhiêu?
Một quả cầu rắn có khối lượng m =0,1kg chuyển động với vận tốc v = 4 m/s trên mặt phẳng nằm ngang. Sau khi va vào một vách cứng, nó bị bật trở lại với cùng vận tốc 4m/s. Hỏi độ biến thiên động lượng của quả cầu sau va chạm bằng bao nhiêu?
Một người có khối lượng 60kg thả mình rơi tự do từ một cầu nhảy ở độ cao 3m xuống nước và sau khi chạm mặt nước được 0,55s thì dừng chuyển động. Tìm lực cản mà nước tác dụng lên người.
Hãy tìm phát biểu sai
Đẩy cho hai xe chuyển động va chạm vào nha trên đệm khí và thảo luận:
1. Khi hai xe chuyển động trên đệm khí nằm ngang, hệ hai xe chuyển động có phải là hệ kín không? Vì sao?
2. Để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm cần đo các đại lượng nào?
3. Hãy thử các trường hợp mà em đã dự đoán và suy nghĩ làm thế nào đo được các đại lượng để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm.
4. Thiết kế phương án thí nghiệm để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm tương ứng với các trường hợp va chạm có thể xảy ra?
1. Từ Bảng 30.1 và Bảng 30.2, hãy so sánh các kết quả xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm trong hai thí nghiệm.
2. Em có thể đề xuất phương án thí nghiệm khác để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm.
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 *