Slide bài giảng vật lí 10 chân trời bài 19: Các loại va chạm

Tóm lược nội dung

BÀI 19 CÁC LOẠI VA CHẠM

Câu 1: Làm thế nào để xác định được lực tương tác giữa hai vật khi va chạm nếu biết được động lượng của các vật trước và sau tương tác. Trong quá trình va chạm ( Hình 19.1), động năng của hệ có được bảo toàn hay không? Ngoài ra, những kiến thức về động lượng có thể được vận dụng trong thực tiễn như thế nào?

Trả lời rút gọn: 

Trong quá trình va chạm động lượng không được bảo toàn, do 1 phần năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt năng, năng lượng âm thanh,...vv

1. Mối liên hệ giữa lực tổng hợp tác dụng lên vật và tốc độ thay đổi của động lượng

Câu 1: Chứng minh công thức (19.1)

Trả lời rút gọn: 

Ta có = m.a 

=>  

=>

Câu 2: Đưa ra phương án kép một tờ giấy ra khỏi cốc nước sao cho cốc nước không bị đổ. Giải thích và làm thí nghiệm kiểm chứng.

Trả lời rút gọn: 

Kéo tờ giấy với vận tốc thật nhanh theo phương vuông góc với cốc nước

Câu 3: Một trong những giải pháp khi cứu hộ người dân trong những vụ tai nạn hỏa hoạn ở nhà cao tầng là sử dụng đệm hơi. Đệm hơi được đặt ở vị trí thích hợp để người bị nạn có thể nhảy xuống an toàn ( Hình 19.3). Thảo luận để trình bày vai trò của đệm hơi.

Trả lời rút gọn: 

Đệm hơi có vai trò thay đổi động lượng của người, từ đó lực F nhỏ hơn, con người ít chịu tổn thương.

 2. Thí nghiệm khảo sát va chạm

Câu 1: Quan sát hình 19.4 mô tả hai trường hợp va chạm và nhân xét những tính chất của va chạm: 
a, Va chạm giữa hai viên bi da.
b, Va chạm giữa hai viên đạn và khối gỗ ( viên đạn bị mắc lại trong khối gỗ sau khi va chạm).

Trả lời rút gọn: 

a, Va chạm giữa 2 quả bi là : biến dạng đàn hồi xuất hiện trong khoảng thời gian va chạm. 

b, Va chạm giữa viên đạn và khối gỗ t: sau khi va chạm hai vật dính lại với nhau và chuyển động cùng tốc độ.

Câu 2: Lập luận để chứng tỏ tổng động lượng của hệ hai vật va chạm với nhau được bảo toàn.

Trả lời rút gọn: 

Câu 3: Đề xuất phương án xác định tốc độ của hai xe ngay trước và sau va chạm, em cần lưu ý gì đến dấu của vận tốc?

Trả lời rút gọn: 

Tốc độ của hai xe ngay trước và sau va chạm được đo bằng cổng quang điện được bố trí tại nơi xảy ra va chạm.

Dấu của vận tốc có thể âm, có thể dương tùy vào hệ tọa độ ta chọn.

Câu 4: Khi xác định tốc độ của hai xe trước và sau va chạm, em cần lưu ý gì đến dấu của vận tốc? 

Trả lời rút gọn: 

Cần xác định hệ quy chiếu của hệ trước, chiều dương của vận tốc trước. Bằng cách xác định chiều chuyển động của xe 1 trước va chạm là chiều dương, ta có thể đặt dấu dương cho vận tốc của xe 1 trước va chạm và dấu âm cho vận tốc của xe 2 trước va chạm.  

Câu 5: Dựa vào bảng số liệu ghi nhận được, tính toán động lượng của hai xe trước và sau va chạm.

Trả lời rút gọn: 

Trước va chạm chỉ có xe 1 chuyển động nên tổng động lượng bằng với P₁

Ta tính tổng động lượng trước va chạm: P₁=m₁.v₁

Sau va chạm:

Thí nghiệm 1: P = m₁.v'₁+m₂.v'₂

Thí nghiệm 2: P = (m₁+m₂). v'

Dựa vào bộ số liệu mới của bạn để tính toán ra tổng động lượng trước và sau va chạm

Câu 6: Đánh giá sự thay đổi động lượng của từng xe và cả hệ trước và sau va chạm.

Trả lời rút gọn: 

Động lượng của từng xe thay đổi sau va chạm nhưng động lượng của cả hệ gần như được bảo toàn

Câu 7: Dựa vào kết quả đo từ hai thí nghiệm trên, tiến hành tính toán và lập bảng số liệu về động năng của hai xe trước và sau va chạm( như gọi ý ở Bảng 19.2) cho cả hai loại va chạm.

Trả lời rút gọn: 

Câu 8: Đánh giá sự thay đổi năng lượng ( thông qua động năng) của hệ trong hai loại va chạm đang xét.

Trả lời rút gọn: 

-Va chạm đàn hồi: Động năng của hệ sau va chạm bằng động năng của hệ trước va chạm.

-Va chạm mềm: Động năng của hệ sau va chạm nhỏ hơn động năng của hệ trước va chạm

Câu 9: Hãy kéo quả nặng đầu tiên của hệ con lắc Newton (Hình 19,5) lệch một góc nhỏ và thả ra. Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng.

Trả lời rút gọn: 

Trong một hệ thống gồm 6 quả cầu, khi quả cầu 1 được đưa khỏi vị trí cân bằng và thả nhẹ, nó sẽ di chuyển đến vị trí A, sau đó va chạm với quả cầu thứ hai. Sự tương tác giữa các quả cầu sẽ làm cho quả cầu 1 đứng yên và quả cầu 6 di chuyển lên vị trí B. Sau đó, quả cầu 6 quay trở lại vị trí cân bằng, va chạm với quả cầu 5 và làm cho quả cầu 1 di chuyển lên vị trí C, thấp hơn B và A. Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi hai quả cầu dừng lại ở vị trí cân bằng. 

3. Ứng dụng kiến thức động lượng vào cuộc sống

Câu 1: Ngoài việc bảo vệ cho đối phương, việc mang găng tay có bảo vệ gì cho bản thân võ sĩ hay không?

Trả lời rút gọn: 

Việc mang găng tay trong võ thuật không chỉ bảo vệ cho đối thủ mà còn bảo vệ cho bản thân võ sĩ. Găng tay giúp tăng thời gian tương tác của cú đấm, từ đó làm giảm độ lớn của lực tương tác và giảm thiểu khả năng chấn thương cho bản thân.

Câu 2: Phân tích ứng dụng kiến thức động lượng trong việc thiết kế đai an toàn và túi khí trong ô tô.

Trả lời rút gọn: 

Túi khí trong xe ô tô bung ra sau va chạm để giảm chấn thương cho người ngồi trong xe bằng cách tăng thời gian giảm vận tốc và hấp thụ động năng của người. Đồng thời, việc sử dụng dây đai an toàn cũng là điều cần thiết để đảm bảo an toàn tối đa.

Câu 3: Quan sát Hình 19.10, dựa vào kiến thức động lượng để:

a, Giải thích tại sao một chú chim nhỏ lại có thể gây ra sự cố lớn cho máy bay như vết lõm ở Hình 19,10a trong sự cố ngày 30/9/2015 gần sân bay Nội Bài, Hà Nội.

b, Phân tích định tính cơ chế chuyển động của tên lửa (Hình 19.10b)

c, Giải thích tại sao bãi cát giúp làm giảm chấn thương cho vận động viên khi tiếp đất ( Hình 19.10 c)

Trả lời rút gọn: 

1. Khi chú chim đâm vào máy bay trong khi máy bay đang bay với vận tốc rất lớn, sự va chạm xảy ra trong một khoảng thời gian rất ngắn, dẫn đến lực tác dụng lớn và tạo ra vết lõm lớn trên máy bay.

1. Tên lửa di chuyển nhờ vào lực đẩy của khí phun ra từ động cơ đẩy nó đi.

Câu 4: Trong không trung, một con chim đại bàng nặng 1,8 kg bay đến bắt một con chim bồ câu nặng 0,65 kg đang bay cùng chiều với tốc độ 7m/s. Biết tốc độ của con chim đại bàng ngay trước khi bắt được bồ câu là 18 m/s (Hình 19P.1). Hãy tính tốc độ của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu.

Trả lời rút gọn: 

Va chạm của chim đại bàng với chim bồ câu là va chạm mềm.
Gọi vận tốc trước va chạm của chim đại bàng là v₁ và vận tốc của chim bồ câu trước va chạm là v₂ , vận tốc của cả 2 sau va chạm là v

Ta có 

=> 1,8.18 + 0,65.7= (1,8+ 0,65).v

=> v= 15,08 (m/s) 

Câu 5: Một võ sĩ Karate có thể dùng tay để chặt gãy một tấm gỗ như Hình 19P.2. Hãy xác định lực trung bình của tay tác dụng lên tấm gỗ. Lấy khối lượng của bàn tay và một phần cánh tay là 1kg, tốc độ của cánh tay trước khi chạm vào tấm gỗ là 19 m/s, thời gian tương tác là 2.10^-3.

Trả lời rút gọn: 

Ta có F= P/t 

=> F= m.v/t= 1.10/(2.10^-3) = 5000 (N)

Vậy lực võ sĩ dùng tay để chặt gãy một tấm gỗ là 5000 (N)