Giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài tập chủ đề 4

Câu hỏi 1 trang 105 Vật lí 10:

Một quả bóng được tăng tốc dưới tác dụng của trọng lực khi lăn xuống dọc một mặt phẳng nghiêng cố định. Động lượng của quả bóng có được bảo toàn trong quá trình này không? Giải thích.

Lời giải:

Một quả bóng được tăng tốc dưới tác dụng của trọng lực khi lăn xuống dọc một mặt phẳng nghiêng cố định. Động lượng của quả bóng không được bảo toàn trong quá trình này, bởi vì quả bóng không phải là hệ kín trong chuyển động này. Quả bóng chịu tác dụng của các ngoại lực là trọng lực và lực ma sát của mặt phẳng nghiêng. Hợp các lực tác dụng lên quả bóng gây ra gia tốc cho quả bóng, làm vận tốc của quả bóng tăng dần, vì vậy động lượng của nó cũng tăng dần.

Câu hỏi 2 trang 105 Vật lí 10:

Xác định động lượng trong các trường hợp sau:

a) Con dê có khối lượng 60 kg đang chuyển động về hướng đông với vận tốc 9 m/s.

b) Ô tô khối lượng 1000 kg chuyển động theo hướng bắc với vận tốc 20 m/s.

c) Một người có khối lượng 40 kg đang chuyển động về hướng nam với vận tốc 2 m/s.

Lời giải:

a) Động lượng của con dê là: p = mv = 60.9 = 540 (kg.m/s)

b) Động lượng của ô tô là: p = m.v = 1000.20 = 20000 (kg.m/s)

c) Động lượng của người này là: p = m.v = 40.2 = 80 (kg.m/s)

Câu hỏi 3 trang 105 Vật lí 10:

Một quả cầu khối lượng 2 kg, chuyển động với tốc độ 3,0 m/s, đập vuông góc vào tường và bị bật ngược trở lại với cùng tốc độ. So sánh động lượng và động năng của quả cầu trước và sau va chạm.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng đến bức tường. ta có:

Vậy động năng của quả bóng không đổi sau va chạm, còn động lượng của quả bóng sau va chạm thì có cùng độ lớn nhưng ngược hướng với động lượng của quả bóng lúc trước va chạm.

Câu hỏi 4 trang 105 Vật lí 10:

Một ô tô khối lượng 900 kg khởi hành từ trạng thái nghỉ có gia tốc không đổi là 3,5 m/s². Tính động lượng của ô tô sau khi nó đi được quãng đường 40 m.

Lời giải:

Áp dụng công thức độc lập với thời gian: v² - v₀² = 2as $\Rightarrow$ v² – 0 = 2.3,5.40

$\Rightarrow$ v = 16,73 m/s

Động lượng của ô tô khi đó là p = m.v = 900.16,73 = 15057 (kg.m/s)

Câu hỏi 5 trang 105 Vật lí 10:

Một quả bóng bida khối lượng 0,35 kg va chạm vuông góc vào mặt bên của mặt bàn bida và bật ra cũng vuông góc. Tốc độ của nó trước khi va chạm là 2,8 m/s và tốc độ sau khi va chạm là 2,5 m/s. Tính độ thay đổi động lượng của quả bida.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều vận tốc của quả bóng sau va chạm.

Động lượng lúc trước va chạm là p_tr = m.v_tr = 0,35.(-2,8) = -0,98 (kg.m/s)

Động lượng lúc sau va chạm là p_s = m.v_s = 0,35.(+2,5) = 0,875 (kg.m/s)

Độ biến thiên động lượng là ∆p = 0,875 – (-0,98) = 1,855 (kg.m/s)

Câu hỏi 6 trang 105 Vật lí 10:

Một quả bóng golf có khối lượng 0,046 kg. Tốc độ của quả bóng ngay sau khi rời khỏi gậy golf là 50 m/s. Gậy đánh gôn tiếp xúc với bóng trong thời gian 1,3 mili giây. Tính lực trung bình do gậy đánh gôn tác dụng lên quả bóng.

Lời giải:

Áp dụng công thức tính lực trung bình do gậy đánh golf tác dụng lên quả bóng:

$F=\frac{\Delta p}{\Delta t}=\frac{mv}{\Delta t}=\frac{0,046.50}{1,{3.10}^{-3}}={1769}_{}\left(N\right)$