Giải SBT Lí 10 Bài 14: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng có đáp án
15 câu hỏi
Định luật chuyển động nào của Newton liên quan đến việc chứng minh định luật bảo toàn động lượng?
Lời giải
Định luật II và định luật III Newton liên quan đến việc chứng minh định luật bảo toàn động lượng.
Một chiếc xe chở hàng đang chuyển động thì một gói hàng rơi ra khỏi xe. Động lượng của xe chở hàng có được bảo toàn không? Giải thích, hãy xác định rõ hệ vật nào đang được xem xét.
Lời giải
Ngay trước và sau khi gói hàng rời xe thì động lượng của hệ gồm xe và toàn bộ hàng vẫn được bảo toàn. Động lượng của gói hàng bị rơi, động lượng của xe và các gói hàng còn lại bị thay đổi.
Một quả bóng bay tới va chạm và bật ra khỏi một bức tường.
Động lượng của quả bóng có được bảo toàn trong quá trình này không? Giải thích.
Lời giải
Động lượng của quả bóng không được bảo toàn trong quá trình này vì trong thời gian va chạm, quả bóng chịu tác dụng lực của bức tường đã gây ra sự biến thiên động lượng của quả bóng.
Động lượng của hệ gồm các vật nào được bảo toàn trong quá trình này? Giải thích.
Lời giải
Động lượng của hệ gồm các vật: Quả bóng và Trái Đất (bức tường là một phần của Trái Đất) được bảo toàn trong quá trình này. Hệ vật này là hệ kín.
Động lượng của electron có khối lượng 9,1.10-31 kg và vận tốc 2,0.107 m/s là:
A. 1,8.10-23 kgm/s.
B. 2,3.10-23 kgm/s
C. 3,1.10-19kgm/s.
D. 7,9.10-3 kgm/s.
Lời giải
Đáp án đúng là: A
Động lượng: p = mv = 1,8.10-23 kgm/s.
Một vật chuyển động với tốc độ tăng dần thì có
A. động lượng không đổi.
B. động lượng bằng không.
C. động lượng tăng dần.
D. động lượng giảm dần.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Độ lớn động lượng tỉ lệ thuận với tốc độ.
Tổng động lượng trong một hệ kín luôn
A. ngày càng tăng.
B. giảm dần.
C. bằng không.
D. bằng hằng số.
Lời giải
Đáp án đúng là: D
Tổng động lượng trong một hệ kín luôn bằng hằng số. Tức là tổng động lượng của hệ kín được bảo toàn.
Biết khối lượng của Trái Đất là 6,0.1024 kg. Tốc độ của Trái Đất khi một hòn đá khối lượng 60 kg rơi về phía Trái đất với vận tốc 20 m/s là
A. 2,4.10-22 m/s.
B. 3,5.10-33m/s.
C. – 2,0.10-22 m/s.
D. – 3.1034 m/s.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Coi hệ giữa Trái Đất và hòn đá là hệ kín.
Tổng động lượng của hệ trước va chạm bằng không.
\[\overrightarrow {{p_{TD}}} + \overrightarrow {{p_{hd}}} = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {{p_{TD}}} = - \overrightarrow {{p_{hd}}} \Leftrightarrow \overrightarrow {{v_{TD}}} = - \frac{{{m_{hd}}}}{{{m_{TD}}}}.\overrightarrow {{v_{hd}}} \]
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hòn đá.
\[{v_{TD}} = - \frac{{{m_{hd}}}}{{{m_{TD}}}}.{v_{hd}} = - {2.10^{ - 22}}\,m/s\]
Hai viên bi giống hệt nhau tiếp xúc với nhau và nằm trên mặt bàn không có ma sát thì bị một viên bi khác có cùng khối lượng đang chuyển động với vận tốc v theo đường thẳng qua tâm của hai viên bi tới va chạm. Nếu va chạm là đàn hồi, thì hình nào sau đây là kết quả có thể xảy ra sau va chạm?
A. 
B. 
C. 
D. 
Lời giải
Đáp án đúng là: Không chọn được đáp án nào
Theo đề bài, các viên bi va chạm đàn hồi, vậy hệ bảo toàn theo phương ngang. Kết quả của va chạm là viên bi 1, 2 đứng yên còn viên bi 3 bay ra với vận tốc v.
Tính động lượng của một chiếc ô tô có khối lượng 1,2 tấn đang chạy với tốc độ 90 km/h.
Lời giải
Đổi đơn vị:
\[90km/h = \frac{{90.1000}}{{3600}} = \frac{{90}}{{3,6}} = 25m/s\]
Động lượng được tính:
\[p = mv = {1,2.10^3}.25 = {30.10^3}kgm/s\]
Một quả cầu khối lượng 0,1 kg rơi theo phương thẳng đứng chạm đất với tốc độ 5 m/s và bật ngược trở lại với tốc độ 4 m/s. Tính độ thay đổi động lượng của nó.
Lời giải
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng sau khi bật ngược trở lại.
\[\Delta p = mv' - mv = 0,1.4 - 0,1.\left( { - 5} \right) = 0,9kgm/s\]
Trong trường hợp này động lượng trước và động lượng sau ngược chiều nhau nên một trong số chúng phải được xác định là đại lượng âm; ở đây định nghĩa hướng lên là dương và hướng xuống là âm.
Một quả bóng bay với động lượng ban đầu 2,5 kgm/s bật ra khỏi tường và quay trở lại theo hướng ngược lại với động lượng 2,5 kgm/s.
Sự thay đổi động lượng của quả bóng là gì?
Lời giải
Sự thay đổi động lượng của quả bóng là thay đổi về hướng.
Vật nào gây ra sự thay đổi động lượng của quả bóng?
Lời giải
Bức tường gây ra lực, tạo ra sự thay đổi động lượng của quả bóng.
Bạn Nam đang đi xe đạp trên đường thẳng với vận tốc 5 m/s thì ném một hòn đá khối lượng 0,5 kg, có vận tốc 15 m/s so với mặt đất, cùng hướng chuyển động của xe. Khối lượng của bạn Nam và xe đạp là 50 kg. Sau khi ném hòn đá thì vận tốc của xe đạp có thay đổi không? Tính độ thay đổi của tốc độ?
Lời giải
Bạn Nam và xe đạp có: m1 = 50 kg; v1 = 5 m/s về phía trước; v1’ = ?
Hòn đá có: m2 = 0,5 kg; v2 = v1 = 5 m/s về phía trước; v2’ = 15 m/s
Theo định luật bảo toàn động lượng:
Động lượng ban đầu (Bạn Nam, xe đạp và hòn đá) = Động lượng sau khi ném (Bạn Nam, xe đạp + hòn đá):
\[\left( {{m_1} + {m_2}} \right){v_1} = {m_1}v_1^' + {m_2}v_2^'\]
\(v_1^' = \frac{{\left( {{m_1} + {m_2}} \right){v_1} - {m_2}.v_2^'}}{{{m_1}}} = \frac{{\left( {50 + 0,5} \right)5 - 0,5.15}}{{50}} = 4,9\)m/s.
Như vậy tốc độ của bạn Nam và xe đạp sẽ giảm đi: v1 – v1’ = 5 – 4,9 = 0,1 m/s và xe vẫn tiếp tục chuyển động theo chiều cũ.
Một con chim và một con côn trùng bay thẳng về phía nhau trên một quỹ đạo nằm ngang. Khối lượng của con chim là M và khối lượng của côn trùng là m. Các vận tốc (không đổi) tương ứng là V, v. Con chim nuốt con côn trùng và tiếp tục bay theo hướng cũ. Tìm vận tốc U của nó sau khi nuốt côn trùng. Tìm U theo V trong trường hợp m = 0,01 M và v = 10 V.
Lời giải
Động lượng nằm ngang được bảo toàn khi không có lực theo phương ngang tác động vào hệ chim và côn trùng, tức là tổng động lượng trước và sau va chạm bằng nhau. Chọn chiều chuyển động của con chim làm chiều dương của trục x, ta có:
MV – mv = (M + m)U
Như vậy:
\[U = \frac{{\left( {MV - mv} \right)}}{{\left( {M + m} \right)}}\]
Đối với trường hợp được đưa ra, ta nhận được
\[U = \frac{{\left( {MV - 0,01M.10V} \right)}}{{\left( {M + 0,01M} \right)}} = 0,89V\]
Lưu ý rằng động năng không được bảo toàn trong trường hợp này.