Thứ sáu, 19/04/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 10 Vật lý Bài tập Bài 19. Các loại va chạm có đáp án

Bài tập Bài 19. Các loại va chạm có đáp án

Bài tập Bài 19. Các loại va chạm có đáp án

  • 122 lượt thi

  • 19 câu hỏi

  • 30 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Làm thế nào để xác định được lực tương tác giữa hai vật khi va chạm nếu không biết được động lượng của các vật trước và sau tương tác. Trong quá trình va chạm (Hình 19.1), động lượng và 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?

Làm thế nào để xác định được lực tương tác giữa hai vật khi va chạm nếu không biết được động lượng của các vật trước và sau tương tác. Trong quá trình va chạm (Hình 19.1), động lượng và 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? (ảnh 1)
Xem đáp án

- Trong quá trình va chạm động lượng và động năng của hệ có được bảo toàn.

- Ngoài ra, những kiến thức về động lượng có thể được vận dụng trong thực tiễn như:

+ Hệ thống túi khí và đai an toàn trong ô tô giúp người ngồi trong xe hạn chế tối đa chấn thương khi xảy ra va chạm giao thông.

+ Vận động viên nhảy xa nhún chân, chùng đầu gối khi tiếp đất mục đích để tăng thời gian va chạm, giảm lực tác dụng.

+ Chế tạo hệ thống động cơ chuyển động bằng phản lực.


Câu 2:

Chứng minh công thức (19.1): F=ΔpΔt

Xem đáp án

Ta có: Δp=p2p1=mv2v1

Theo định luật II Newton: F=ma=mv2v1Δt

Từ hai biểu thức trên ta có thể thấy: F=ΔpΔt


Câu 3:

Đưa ra phương án kéo một tờ giấy ra khỏi cốc nước (Hình 19.2) sao cho cốc nước không đổ. Giải thích và làm thí nghiệm kiểm chứng.

Đưa ra phương án kéo một tờ giấy ra khỏi cốc nước (Hình 19.2) sao cho cốc nước không đổ. Giải thích và làm thí nghiệm kiểm chứng. (ảnh 1)
Xem đáp án

Phương án: cầm chắc một đầu tờ giấy, giật thật nhanh, dứt khoát, đảm bảo tờ giấy luôn được kéo theo phương song song với bề mặt nằm ngang.

Giải thích: khi ta kéo tờ giấy thật nhanh thì tờ giấy bị thay đổi trạng thái chuyển động trong một khoảng thời gian rất ngắn, trong khi đó cốc nước có quán tính, vẫn giữ nguyên trạng thái chuyển động đứng yên, nên khi đó cốc nước không bị đổ.


Câu 5:

Quan sát Hình 19.4 mô tả về hai trường hợp va chạm và nhận xét những tính chất của va chạm:

a) Va chạm giữa hai viên bi da.

b) Va chạm giữa viên đạn và khối gỗ (viên đạn bị mắc lại trong khối gỗ sau khi va chạm).

Quan sát Hình 19.4 mô tả về hai trường hợp va chạm và nhận xét những tính chất của va chạm: a) Va chạm giữa hai viên bi da. b) Va chạm giữa viên đạn và khối gỗ (viên đạn bị mắc lại trong khối gỗ sau khi va chạm). (ảnh 1)
Xem đáp án

a) Va chạm giữa viên bi da: viên bi trắng đến va chạm vào viên bi đỏ đang đứng yên, sau va chạm viên bi đỏ chuyển động về phía trước, viên bi trắng có thể đứng yên hoặc có thể chuyển động bật ngược lại phía sau.

b) Va chạm giữa viên đạn và khối gỗ: viên đạn bay với vận tốc lớn đến va chạm vào khối gỗ đang đứng yên, sau va chạm đạn ghim vào trong gỗ và cùng chuyển động lên một độ cao nào đó.


Câu 6:

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

Xem đáp án

Xét hệ hai vật va chạm với nhau chuyển động trên mặt phẳng ngang nhẵn. Do không có ma sát nên các ngoại lực tác dụng gồm có các trọng lực và các phản lực pháp tuyến, chúng cân bằng nhau, khi đó hợp lực các ngoại lực tác dụng lên hệ bằng 0. Vậy hệ hai vật va chạm với nhau là một hệ cô lập khi đó tổng động lượng của hệ vật được bảo toàn.


Câu 7:

Đề xuất phương án xác định tốc độ của hai xe ngay trước và sau va chạm với dụng cụ được gợi ý trong bài.

Xem đáp án

Dụng cụ:

- Đệm không khí (1)

- Hai tấm chắn cổng quang điện (2)

- Miếng dính (3)

- Hai xe trượt (4) và một số quả nặng để thay đổi khối lượng của xe.

- Hai cổng quang điện (5) được nối với hai đồng hồ đo thời gian hiện số (6) (có độ chính xác đến 1 ms).

- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ nhất là 1 mm.

- Cân có độ chính xác đến 0,1 g để xác định khối lượng m của mỗi xe và Δm của mỗi quả nặng.

Đề xuất phương án xác định tốc độ của hai xe ngay trước và sau va chạm với dụng cụ được gợi ý trong bài. (ảnh 1)

Tiến hành thí nghiệm

- Bước 1: Gắn miếng dính vào đầu của xe 1. Gắn 2 tấm chắn cổng quang điện lên mỗi xe.

- Bước 2: Đo tổng khối lượng của xe 1 và xe 2 sau khi đã gắn miếng dính và tấm chắn cổng quang điện, ghi vào bảng số liệu mẫu.

Đề xuất phương án xác định tốc độ của hai xe ngay trước và sau va chạm với dụng cụ được gợi ý trong bài. (ảnh 2)

- Bước 3: Giữ xe 2 đứng yên, đẩy cho xe 1 chuyển động đến va chạm với xe 2.

- Bước 4: Đo thời gian hai xe đi qua cổng quang điện trước và sau va chạm.

- Bước 5: xử lí số liệu và đưa ra kết luận.


Câu 8:

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

Xem đáp án

Chúng ta cần phải chọn chiều dương cho cả quá trình va chạm, từ đó xác định được dấu của các vận tốc của mỗi xe trước và sau va chạm.


Câu 9:

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

Xem đáp án

Bảng số liệu mẫu về va chạm đàn hồi

Dựa vào bảng số liệu ghi nhận được, tính toán động lượng của hai xe trước và sau va chạm. (ảnh 1)

Bảng số liệu mẫu về va chạm mềm

Dựa vào bảng số liệu ghi nhận được, tính toán động lượng của hai xe trước và sau va chạm. (ảnh 2)

Câu 10:

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

Xem đáp án

Độ tăng động lượng của xe này bằng độ giảm động lượng của xe kia.

Động lượng của cả hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.


Câu 11:

Dựa vào kết quả đo vận tốc 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 gợi ý ở Bảng 19.2) cho cả hai loại va chạm.

Xem đáp án

Sử dụng số liệu ở các bài trên

- Va chạm đàn hồi: m1=460g;m2=776g

Lần đo

Trước va chạm:  v2=0

Sau va chạm

 v1  v'1  v'2

1

0,543

- 0,098

0,368

2

0,568

- 0,099

0,379

3

0,543

- 0,094

0,368

- Va chạm mềm:  m1=460g;m2=500g

Lần đo

Trước va chạm:  v2=0

Sau va chạm

 v1

v'

1

0,500

0,231

2

0,521

0,240

3

0,521

0,245

Bảng số liệu

Loại va chạm

Lần thí nghiệm

Trước va chạm

Sau va chạm

Xe 1

 12m1v12J

Xe 2

 12m2v22J

Xe 1

 12m1v'12J

Xe 2

 12m2v'22J

Va chạm đàn hồi

1

0,068

0

0,002

0,053

2

0,074

0

0,002

0,056

3

0,068

0

0,002

0,053

Va chạm mềm

1

0,058

0

0,026

2

0,062

0

0,028

3

0,062

0

0,029

Nhận xét: Số liệu va chạm đàn hồi đang có sự chênh lệch khá lớn.


Câu 12:

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

Xem đáp án

- 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 13:

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.

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. (ảnh 1)
Xem đáp án

Con lắc đầu tiên sẽ truyền chuyển động nguyên vẹn cho tới con lắc cuối cùng, giúp con lắc cuối cùng đi lên độ cao đúng bằng với độ cao của con lắc đầu tiên.

Giải thích: Vì các quả nặng va chạm đàn hồi với nhau nên động năng của hệ sau va chạm bằng động năng của hệ trước va chạm.


Câu 14:

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

Xem đáp án

Ngoài việc bảo vệ cho đối phương, việc mang găng tay có bảo vệ cho bản thân võ sĩ. Cụ thể là bảo vệ cho tay đỡ bị chấn thương, vì có găng tay sẽ tăng thời gian va chạm, khi đó phản lực tác dụng ngược lại vào tay sẽ có độ lớn giảm đi và khả năng bị chấn thương tay giảm đi rất nhiều.


Câu 15:

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

Xem đáp án

Khi xảy ra va chạm, người ngồi trong xe vẫn theo quán tính lao người về phía trước. Túi khí trong các xe ô tô được thiết kế sẽ bung ra rất nhanh, ngay sau khi bung lại được tự động xả khí để đỡ được người ngồi trong xe. Nhờ túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Đồng thời túi khí hấp thụ động năng của người, chuyển thành dạng năng lượng khác. Bên cạnh việc sử dụng túi khí thì người trong xe phải thắt dây đai an toàn để đảm bảo an toàn hơn.


Câu 16:

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

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 máy 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 giảm chấn thương cho vận động viên khi tiếp đất (19.10c). (ảnh 1)

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 máy 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 giảm chấn thương cho vận động viên khi tiếp đất (19.10c).

Xem đáp án

a) Do tốc độ bay của máy bay rất lớn nên máy bay va chạm với chim trời trong thời gian rất ngắn, dẫn đến việc lực tác dụng giữa máy bay và chim rất lớn, vì vậy trên đầu máy bay có vết lõm lớn như vậy.

b) Cơ chế chuyển động của tên lửa: Động cơ tên lửa hoạt động nhờ nguyên tắc phản lực: khi nhiên liệu cháy trong buồng đốt, nó tạo ra áp suất lên thành buồng đốt cân bằng về mọi hướng. Ở vị trí ống phụt, áp suất bị sụt giảm, vì thế, áp suất (mất cân bằng) ở phía đối diện sẽ đẩy tên lửa tiến về phía trước. Ngoài ra có thể giải thích bằng định luật bảo toàn động lượng hoặc định luật III Newton, khi khối khí chuyển động về phía sau nó sẽ tác dụng lực ngược lại lên động cơ, làm cho động cơ tiến về phía trước.

c) Bãi cát có tác dụng giảm chấn thương cho vận động viên vì: khi vận động viên rơi xuống hố cát, cát sẽ kéo dài thời gian va chạm, độ lớn lực tương tác giảm đi đáng kể.


Câu 17:

Giả sử trong nhà em có em bé nhỏ, hãy đề xuất phương án xử lí nền nhà để hạn chế đến mức tối thiểu chấn thương khi em bé ngã. Giải thích tại sao chọn phương án đó.

Xem đáp án

Phương án: nên sử dụng các loại thảm, xốp trải nhà để hạn chế chấn thương cho em bé.

Giải thích: xốp, thảm vừa mềm, chống va đập, khi có va đập thì có tác dụng kéo dài thời gian va chạm, giảm độ lớn của lực nên hạn chế được chấn thương.


Câu 18:

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 7 m/s. Biết tốc độ của 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.

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 7 m/s. Biết tốc độ của 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. (ảnh 1)
Xem đáp án

Động lượng của chim đại bàng trước khi bắt được bồ câu:  p1=m1v1

Động lượng của bồ câu trước khi bị đại bàng bắt:  p2=m2v2

Tổng động lượng của chim đại bàng và bồ câu trước va chạm:

 pt=p1+p2=m1v1+m2v2

Tổng động lượng của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu:

ps=m1+m2v

Coi hệ này là hệ kín nên có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

 pt=psm1v1+m2v2=m1+m2v

Tốc độ của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu:

 v=m1v1+m2v2m1+m2

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đại bàng, chiếu biểu thức vectơ xuống ta có:

 v=m1v1+m2v2m1+m2=1,8.18+0,65.71,8+0,65=15,08m/s

Hoặc có thể áp dụng nhanh công thức trong va chạm mềm để tính toán.


Bắt đầu thi ngay