Vật Lí 10 (Kết nối tri thức 2024) Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

Trần Thị Mỹ Duyên Ngày: 16-08-2023 Lớp 10

1.4 K

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu tới quý Thầy/Cô bộ Giáo án Vật lí 10 sách Kết nối tri thức chuẩn theo mẫu Bộ GD & ĐT nhằm hỗ trợ quý Thầy/Cô trong quá trình lập kế hoạch giảng dạy và biên soạn giáo án môn Vật lí 10. Rất mong nhận được những đóng góp ý kiến và sự đón nhận của quý Thầy/Cô.

Chỉ từ 300k mua trọn bộ Giáo án Vật lí 10 Kết nối tri thức bản word trình bày đẹp mắt, dễ dàng chỉnh sửa:

B1: Gửi phí vào tài khoản 011110002558311 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank

B2: Nhắn tin tới zalo Vietjack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án.

Xem thử tài liệu tại đây: Link tài liệu

Vật Lí 10 (Kết nối tri thức 2024) Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

Khởi động trang 113 Vật lí 10: Một người đang ở trong một chiếc thuyền nhỏ đứng yên, tại sao thuyền bị lùi lại khi người đó bước lên bờ?

Khởi động trang 113 Vật lí 10 Kết nối tri thức (ảnh 1)

Lời giải:

- Lực đẩy Ác-si-mét cân bằng với trọng lực của “người + thuyền”: nên hệ có thể được coi là hệ kín và có tổng động lượng trước khi người bước lên bờ bằng $\vec{0}$ .

- Khi người bước lên bờ, người có vận tốc $\vec{v_{n g}}$ , thuyền có vận tốc $\vec{v_{t h}}$ .

- Tổng động lượng của người và thuyền là:

$m_{n g} . \vec{v_{n g}} + m_{t h} . \vec{v_{t h}} = \vec{0} \Rightarrow \vec{v_{t h}} = - \frac{m_{n g} . \vec{v_{n g}}}{m_{t h}}$

Vậy nên khi người bước lên bờ thì thuyền chuyển động ngược hướng với người, tức lùi ra xa bờ.

I. Định luật bảo toàn động lượng

Câu hỏi trang 113 Vật lí 10: Hãy cho ví dụ về hệ kín.

Phương pháp giải:

- Một hệ nhiều vật được gọi là hệ kín khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các lực ấy cân bằng nhau.

- Trong một hệ kín, chỉ có các nội lực tương tác giữa các vật. Các nội lực này theo định luật III Newton trực đối nhau từng đôi một.

Lời giải:

Ví dụ:

- Hai xe va chạm nhau trên đệm khí

- Một viên bi đang đứng yên, một viên khác đi tới chạm vào viên bi đứng yên.

II. Va chạm mềm và va chạm đàn hồi

Câu hỏi trang 114 Vật lí 10

Câu hỏi trang 114 Vật lí 10: Một hệ gồm hai vật có khối lượng lần lượt là m1 và m2 , chuyển động với vận tốc có độ lớn lần lượt là v1 và v2 hướng vào nhau. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của không khí. Viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng cho hệ này.

Phương pháp giải:

Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng toàn phần của hệ kín là một đại lượng được bảo toàn.

$\vec{p} = \vec{p_{1}} + \vec{p_{2}}$

Lời giải:

Câu hỏi trang 114 Vật lí 10 Kết nối tri thức (ảnh 2)

Chọn chiều dương như hình vẽ

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: $\vec{p} = \vec{p_{1}} + \vec{p_{2}} = m_{1} . \vec{v_{1}} + m_{2} . \vec{v_{2}}$

Chiếu lên chiều dương của chuyển động, ta có: $p = m_{1} . v_{1} - m_{2} . v_{2}$

Câu hỏi trang 114 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 114 Vật lí 10: Hãy tính động lượng và động năng của hệ trước và sau va chạm đàn hồi (Hình 29.1).

Câu hỏi trang 114 Vật lí 10 Kết nối tri thức (ảnh 1)

Phương pháp giải:

- Biểu thức tính động lượng: p = m.v

- Biểu thức tính động năng: $W = \frac{1}{2} m v^{2}$

Lời giải:

- Động lượng của hệ trước va chạm: $p_{t r} = m v_{A} = m v$

- Động lượng của hệ sau va chạm: $p_{s} = m v_{B}^{'} = m v$

- Động năng của hệ trước va chạm: $W_{t r c} = \frac{1}{2} m . v_{A}^{2} = \frac{1}{2} m . v^{2}$

- Động năng của hệ sau va chạm: $W_{s} = \frac{1}{2} m . v_{B}^{' 2} = \frac{1}{2} m v^{2}$

Câu hỏi 2 trang 114 Vật lí 10: Từ kết quả tính được rút ra nhận xét gì?

Phương pháp giải:

Áp dụng kết quả của câu 1

Lời giải:

Từ kết quả tính được, ta thấy trong va chạm đàn hồi, động lượng được bảo toàn, năng lượng được bảo toàn.

Câu hỏi trang 115 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 115 Vật lí 10: Hãy tính động lượng và động năng của hệ trong Hình 29.2 trước và sau va chạm.

Câu hỏi trang 115 Vật lí 10 Kết nối tri thức (ảnh 2)

Phương pháp giải:

- Biểu thức tính động lượng: p = m.v

- Biểu thức tính động năng: $W = \frac{1}{2} m v^{2}$

Lời giải:

- Động lượng của hệ trước va chạm: $p_{t r} = m v_{A} = m v$

- Động lượng của hệ sau va chạm: $p_{s} = (m_{A} + m_{B}) . v_{A B} = (m_{A} + m_{B}) . \frac{v}{2}$

- Động năng của hệ trước va chạm: $W_{t r} = \frac{1}{2} m v_{A}^{2} = \frac{1}{2} m v^{2}$

- Động năng của hệ sau va chạm: $W_{s} = \frac{1}{2} m v_{A}^{' 2} + \frac{1}{2} m v_{B}^{' 2} = \frac{1}{2} . m . (\frac{v^{2}}{4} + \frac{v^{2}}{4}) = \frac{1}{4} m v^{2}$

Câu hỏi 2 trang 115 Vật lí 10: Từ kết quả tính được rút ra nhận xét gì?

Phương pháp giải:

Áp dụng kết quả từ câu 1

Lời giải:

Từ kết quả câu 1, ta thấy trong va chạm mềm thì động lượng không thay đổi (được bảo toàn), động năng thay đổi (năng lượng không được bảo toàn).

Câu hỏi 3 trang 115 Vật lí 10: Trong Hình 29.3, nếu kéo bi (1) lên thêm một độ cao h rồi thả ra. Con lắc sẽ rơi xuống và va chạm với hai con lắc còn lại. Hãy dự đoán xem va chạm là va chạm gì. Con lắc (2), (3) lên tới độ cao nào? Làm thí nghiệm để kiểm tra.

Câu hỏi trang 115 Vật lí 10 Kết nối tri thức (ảnh 1)

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ, làm thí nghiệm

Lời giải:

- Va chạm là va chạm đàn hồi.

- Con lắc (3) lên tới vị trí B, con lắc (2) ở dưới vị trí B.

- Các em tự làm thí nghiệm để kiểm tra.

Em có thể trang 115 Vật lí 10

Em có thể 1 trang 115 Vật lí 10: Tại sao hai người đang đứng yên trên sân băng bị lùi ra xa nhau khi họ dùng tay đẩy vào nhau (Hình 29.4).

Em có thể trang 115 Vật lí 10 Kết nối tri thức (ảnh 1)

Lời giải:

Hai người ban đầu đứng yên nên động lượng của hệ 2 người $\vec{p} = \vec{0}$ .

Khi hai người đẩy tay vào nhau thì mỗi người có một động lượng.

Người 1: $\vec{p_{1}} = m_{1} . \vec{v_{1}}$

Người 2: $\vec{p_{2}} = m_{2} . \vec{v_{2}}$

Tổng động lượng khi đó là: $\vec{p'} = \vec{p_{1}} + \vec{p_{2}} = m_{1} . \vec{v_{1}} + m_{2} . \vec{v_{2}}$

Hệ có thể được coi là hệ kín, áp dụng định luật bảo toàn động lượng có:

$\vec{p} = \vec{p'} \Leftrightarrow \vec{0} = m_{1} . \vec{v_{1}} + m_{2} . \vec{v_{2}} \Leftrightarrow \vec{v_{2}} = - \frac{m_{1} . \vec{v_{1}}}{m_{2}}$