11 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Xác định tổng động lượng, độ biến thiên động lượng và lực tác dụng

Câu 1:

Cho một hệ gồm 2 vật chuyển động .Vật 1 có khối lượng 2 kg có vận tốc có độ lớn 4 m/s. Vật 2 có khối lượng 3 kg có vận tốc độ lớn là 2 m/s. Tính tổng động lượng của hệ trong các trường hợp sau:

a. ${\vec{v}}_{2}$ cùng hướng với $\vec{v_{1}}$

b. ${\vec{v}}_{2}$ ngược hướng với $\vec{v_{1}}$

c. ${\vec{v}}_{2}$ hướng chếch lên trên,hợp với $\vec{v_{1}}$ góc 90⁰

d. ${\vec{v}}_{2}$ hướng chếch lên trên, hợp với $\vec{v_{1}}$ góc 60⁰

Xem đáp án

Ta có:

$\vec{p} = {\vec{p}}_{1} + {\vec{p}}_{2} v à p_{1} = m_{1} . v_{1} = 2.4 = 8 (k g . m / s); p_{2} = m_{2} . v_{2} = 3.2 = 6 (k g . m / s)$

a. Vì ${\vec{v}}_{2}$ cùng hướng với $\vec{v_{1}} \Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ cùng phương, cùng chiều

$\Rightarrow p = p_{1} + p_{2} = 8 + 6 = 14 (k g . m / s)$

b. Vì ${\vec{v}}_{2}$ ngược hướng với $\vec{v_{1}} \Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ cùng phương, ngược chiều

$\Rightarrow p = p_{1} - p_{2} = 8 - 6 = 2 (k g . m / s)$

c. Vì ${\vec{v}}_{2}$ hướng chếch lên trên, hợp với $\vec{v_{1}}$ góc 90⁰ $\Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ vuông góc

$\Rightarrow p = \sqrt{p_{1}^{2} + p_{2}^{2}} = \sqrt{8^{2} + 6^{2}} = 10 (k g . m / s)$

d. Vì ${\vec{v}}_{2}$ hướng chếch lên trên, hợp với góc 60⁰ $\Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ tạo với nhau một góc $60^{o}$

$\Rightarrow p^{2} = p_{1}^{2} + p_{2}^{2} + 2 p_{1} p_{2} \cos α \Rightarrow p = \sqrt{8^{2} + 6^{2} + 2.8.6 \cos 60^{0}} = 2 \sqrt{37} (k g . m / s)$

Câu 2:

Một xạ thủ bắn tỉa từ xa với viên đạn có khối lượng 20g, khi viên đạn bay gần chạm tường thì có vận tốc 600 ( m/s ),sau khi xuyên thủng bức tường vận tốc của viên đạn chỉ còn 200 ( m/s ). Tính độ biến thiên động lượng của viên đạn và lực cản trung bình mà tường tác dụng lên viên đạn biết thời gian đạn xuyên qua tường $10^{- 3} (s)$

Xem đáp án

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn

Độ biến thiên động lượng của viên đạn là

$Δ p = m . v_{2} - m . v_{1} = 0, 02 (200 - 600) = - 8 (k g . m / s)$

Áp dụng công thức

$Δ p = m . v_{2} - m . v_{1} = 0, 02 (200 - 600) = - 8 (k g . m / s)$

Câu 3:

Một người khối lượng 60 kg thả mình rơi tự do từ 1 cầu nhảy ở độ cao 4,5 m xuống nước và sau khi chạm mặt nước được 0,5s thì dừng chuyển động.Tìm lực cản mà nước tác dụng lên người .Lấy g = 10m/s²

Xem đáp án

Vận tốc rơi tự do của vật khi đến mặt nước:

$v = \sqrt{2. g . s} = \sqrt{2.10.4, 5} = 3 \sqrt{10} (m / s)$

Lực cản do nước tác dụng lên học sinh.

Áp dụng công thức

$Δ p = F . Δ t \Rightarrow F = \frac{m .0 - m v}{Δ t} = \frac{- 60.3. \sqrt{10}}{0, 5} = - 1138, 42 (N)$

Câu 4:

Một vật có khối lượng 1,5 kg được thả rơi tự do xuống đất trong thời gian 0,5s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s².

Xem đáp án

Áp dụng công thức $Δ \vec{p} = \vec{F} . Δ t$

Ta có độ lớn

$Δ p = F . Δ t = m g . Δ t = 1, 5.10.0, 5 = 7, 5 (k g . m / s)$

Câu 5:

Một quả bóng có khối lượng 500g đang bay với vận tốc 10 ( m/s ) thì va vào một mặt sàn nằm ngang theo hướng nghiêng góc so với mặt sàn, khi đó quả bóng nảy lên với vận tốc 10 ( m/s ) theo hướng nghiêng với mặt sàn góc .Tìm độ biến thiên động lượng của quả bóng và lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng, biết thời gian va chạm là 0,1s. Xét trường hợp sau:

a. $α = 30^{0}$

b. $α = 90^{0}$

Xem đáp án

Chon chiều dương như hình vẽ theo bài ra

$v_{1} = v_{2} = v = 10 (m / s)$

Độ biến thiên động lượng

$Δ \vec{p} = {\vec{p}}_{2} - {\vec{p}}_{1} = m {\vec{v}}_{2} - m {\vec{v}}_{1}$

Chiếu lên chiều dương

$\Rightarrow Δ p = - m v_{2} \sin α - m v_{1} \sin α = - 2 m v \sin α$

Lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng

$Δ p = F . Δ t \Rightarrow F = \frac{Δ p}{Δ t}$

a. với $α = 30^{0}$

Ta có $Δ p = - 2 m v \sin α = - 2.0, 5.10. \sin 30^{0} = - 5 (k g m / s)$

Lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng

$F = \frac{Δ p}{Δ t} = \frac{- 5}{0, 1} = - 50 (N)$

b. Với $α = 90^{0}$

Ta có $Δ p = - 2 m v \sin α = - 2.0, 5.10. \sin 90^{0} = - 10 (k g m / s)$

Lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng

$F = \frac{Δ p}{Δ t} = \frac{- 10}{0, 1} = - 100 (N)$

Câu 6:

Tìm tổng động lượng hướng và độ lớn của hệ hai vật có cùng khối lượng bằng 1kg. Vận tốc của vật 1 có độ lơn 4(m/s) và có hướng không đổi, vận tốc của vật hai là 3(m/s) và

a. Cùng phương cùng chiều với vận tốc vật một.

b. Cùng phương ngược chiều vận tốc vật một.

c. Có hướng nghiêng góc 60^o so với vận tốc vật một.

d. Có hương vuông góc với vận tốc vật một

Xem đáp án

Ta có : $\vec{p} = {\vec{p}}_{1} + {\vec{p}}_{2}$ và

$p_{1} = m_{1} . v_{1} = 1.4 = 4 (k g . m / s); p_{2} = m_{2} . v_{2} = 1.3 = 3 (k g . m / s)$

a. Vì ${\vec{v}}_{2}$ cùng hướng với $\vec{v_{1}} \Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ cùng phương, cùng chiều

$\Rightarrow p = p_{1} + p_{2} = 4 + 3 = 7 (k g . m / s)$

b. Vì ${\vec{v}}_{2}$ ngược hướng với $\vec{v_{1}} \Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ cùng phương, ngược chiều

$\Rightarrow p = p_{1} - p_{2} = 4 - 3 = 1 (k g . m / s)$

c. Vì ${\vec{v}}_{2}$ hướng chếch lên trên, hợp với $\vec{v_{1}}$ góc 60⁰ $\Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ tạo với nhau một góc $60^{0}$

$\Rightarrow p^{2} = p_{1}^{2} + p_{2}^{2} + 2 p_{1} p_{2} \cos α \Rightarrow p = \sqrt{4^{2} + 3^{2} + 2.4.3 \cos 60^{0}} = \sqrt{37} (k g . m / s)$

d. Vì ${\vec{v}}_{2}$ hướng chếch lên trên, hợp với $\vec{v_{1}}$ góc 90⁰ $\Rightarrow {\vec{p}}_{1}, {\vec{p}}_{2}$ vuông góc

$\Rightarrow p = \sqrt{p_{1}^{2} + p_{2}^{2}} = \sqrt{4^{2} + 3^{2}} = 5 (k g . m / s)$

Câu 7:

Cho một bình chưa không khí, một phân tử khí có khối lượng 4,65.10^-26kg đang bay với vận tốc 600m/s va chạm vuông góc với thành bình và bật trở lại với vận tốc cũ. Tính xung lượng của lực tác dụng vào thành bình.

Xem đáp án

Theo bài ra ta có: v₂ = v₁ = v = 600m/s

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của phần tử khí trước khi chạm vào thành bình ta có $Δ \vec{p} = \vec{F} . Δ t$

Chiếu theo chiều dương:

$F . Δ t = - m . v_{2} - m v_{1} = - 2 m v \Rightarrow F . Δ t = - 2.4, {65.10}^{- 26} .600 = - 5, {58.10}^{- 23} (N . s)$

Câu 8:

Một đoàn tầu có khối lượng 10 tấn đang chuyển động trên đường ray nằm ngang với vận tốc 54km/h. Thì người lái tầu nhìn từ xa thấy một chướng ngại vật, liền hãm phanh . Tính độ lớn lực hãm để tàu dừng lại sau sau 10 giây

Xem đáp án

Ta có khi tàu dừng lại

$v_{2} = 0 (m / s); v_{1} = 54 (k m / s) = 15 (m / s)$

Độ biến thiên động lượng

$Δ p = p_{2} - p_{1} = - m v_{1} = - 10.000.15 = - 150000 (N)$

Lực hãm để tàu dừng lại sau sau 10 giây

$Δ p = F . Δ t \Rightarrow F = - \frac{- 150000}{10} = - 15000 (N)$

Câu 9:

Một học sinh của Trung Tâm Bồi Dưỡng Kiến Thức Thiên Thành đá một quả bóng có khối lượng 400g bay với vận tốc 8 m/s đập vuông góc với tường thì quả bóng bật trở lại với vận tốc tương tự. Xác định độ biến thiên động lượng và lực tác dụng của tường lên quả bóng biết thời gian va chạm là 0,1s. Nếu học sinh đó đá quả bóng theo phương hợp với tường một góc $60^{0}$ thì quả bóng bật ra với góc tương tự thì lực tác dụng thay đổi thế nào ?

Xem đáp án

Chon chiều dương là chiều chuyển động bong trước lúc va chạm với tường theo bài ra $v_{1} = v_{2} = v = 8 (m / s)$

Độ biến thiên động lượng

$Δ \vec{p} = {\vec{p}}_{2} - {\vec{p}}_{1} = m {\vec{v}}_{2} - m {\vec{v}}_{1}$

Chiếu lên chiều dương

$\Rightarrow Δ p = - m v_{2} - m v_{1} = - 2 m v = - 2.0, 4.8 = - 6, 4 (k g . m / s)$

Lực trung bình do tường tác dụng lên bóng

$Δ p = F . Δ t \Rightarrow F = \frac{Δ p}{Δ t} = \frac{- 6, 4}{0, 1} = - 64 (N)$

Nếu học sinh đó đá quả bóng theo phương hợp với tường một góc thì quả bóng bật ra với góc tương tự thì. Chon chiều dương như hình vẽ

Độ biến thiên động lượng

$Δ \vec{p} = {\vec{p}}_{2} - {\vec{p}}_{1} = m {\vec{v}}_{2} - m {\vec{v}}_{1}$

Chiếu lên chiều dương

$\Rightarrow Δ p = - m v_{2} \sin α - m v_{1} \sin α = - 2 m v \sin α \Rightarrow Δ p = - 2.0, 4.8. \sin 60^{0} = - 3, 2 (k g m / s)$

Lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng

$Δ p = F . Δ t \Rightarrow F = \frac{Δ p}{Δ t} = \frac{- 3, 2}{0, 1} = - 32 (N)$

Câu 10:

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 300 ( m/s ) thì nổ và vỡ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt là 15kg và 5kg. Mảnh to bay theo phương thẳng đứng xuống dưới với vận tốc 400 ( m/s ). Hỏi mảnh nhỏ bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu ? Bỏ qua sức cản không khí.

Xem đáp án

Khi đạn nổ lực tác dụng của không khí rất nhỏ so với nội lực nên được coi như là một hệ kín

Theo định luật bảo toàn động lượng $\vec{p} = {\vec{p}}_{1} + {\vec{p}}_{2}$

Với $p = m v = (5 + 15) .300 = 6000 (k g m / s) p_{1} = m_{1} v_{1} = 15.400 \sqrt{3} = 6000 \sqrt{3} (k g m / s) p_{2} = m_{2} v_{2} = 5. v_{2} (k g m / s)$

Vì ${\vec{v}}_{1} ⊥ \vec{v} \Rightarrow {\vec{p}}_{1} ⊥ \vec{p}$ theo pitago

$p_{2}^{2} = p_{1}^{2} + P^{2} \Rightarrow p_{2} = \sqrt{p_{1}^{2} + p^{2}} \Rightarrow p_{2} = \sqrt{{(6000 \sqrt{3})}^{2} + {(6000)}^{2}} = 12000 (k g m / s) \Rightarrow v_{2} = \frac{p_{2}}{5} = \frac{12000}{5} = 2400 (m / s)$

Mà $\sin α = \frac{p_{1}}{p_{2}} = \frac{6000 \sqrt{3}}{12000} = \frac{1}{2} \Rightarrow α = 30^{0}$

Câu 11:

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 50 m/s ở độ cao 125 m thì nổ vỡ làm hai mảnh có khối lượng lần lượt là 2 kg và 3kg. Mảnh nhỏ bay thẳng đứng xuống dưới và rơi chạm đất với vận tốc 100m/s. Xác định độ lớn và hướng vận tốc của 2 mảnh ngay sau khi đạn nổ. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s².

Xem đáp án

Khi đạn nổ bỏ qua sức cản của không khí nên được coi như là một hệ kín. Vận tốc mảnh nhỏ trước khi nổ là

$v_{1}^{/ 2} - v_{1}^{2} = 2 g h \Rightarrow v_{1} = \sqrt{v_{1}^{/ 2} - 2 g h} \Rightarrow v_{1} = \sqrt{100^{2} - 2.10.125} = 50 \sqrt{3} (m / s)$

Theo định luật bảo toàn động lượng

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

Với

$p = m v = (2 + 3) .50 = 250 (k g m / s) p_{1} = m_{1} v_{1} = 2.50 \sqrt{3} = 100 \sqrt{3} (k g m / s) p_{2} = m_{2} v_{2} = 3. v_{2} (k g m / s)$

Vì ${\vec{v}}_{1} ⊥ \vec{v} \Rightarrow {\vec{p}}_{1} ⊥ \vec{p}$ theo pitago

$\Rightarrow p_{2}^{2} = p_{1}^{2} + P^{2} \Rightarrow p_{2} = \sqrt{p_{1}^{2} + p^{2}} = \sqrt{{(100 \sqrt{3})}^{2} + 250^{2}} = 50 \sqrt{37} (k g m / s)$

$\Rightarrow v_{2} = \frac{p_{2}}{3} = \frac{50 \sqrt{37}}{3} \approx 101, 4 (m / s)$

Mà $\sin α = \frac{p_{1}}{p_{2}} = \frac{100 \sqrt{3}}{50 \sqrt{37}} \Rightarrow α = 34, 72^{0}$

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Bài tập Vật Lí 10: Định luật bảo toàn (có lời giải chi tiết)

Xác định tổng động lượng, độ biến thiên động lượng và lực tác dụng

Danh sách câu hỏi

Bài thi liên quan

Các bài thi hot trong chương