Bài toán tìm độ biến thiên động lượng của vật: lực, xung lượng của lực

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Bài toán tìm độ biến thiên động lượng của vật: lực, xung lượng của lực, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 10.

Nội dung bài viết Bài toán tìm độ biến thiên động lượng của vật: lực, xung lượng của lực:
Dạng 4: Bài toán tìm độ biến thiên động lượng của vật: lực, xung lượng của lực Phương pháp giải: Bước 1: Biểu diễn véc tơ các lực tác dụng vào vật. Biểu diễn véc tơ động lượng lúc trước và lúc sau. Biểu diễn véc tơ vận tốc lúc trước và lúc sau. Bước 2: Từ mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực: Ta tìm được đại lượng cần tìm là : + Động lượng + Độ biến thiên động lượng + Lực + Xung lượng của lực + Thời gian tác dụng Ví dụ 1: Một quả bóng đang bay ngang với động lượng p thì đập vuông góc vào một bức tường thẳng đứng, bay ngược trở lại theo phương vuông góc với bức tường với cùng độ lớn vận tốc. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là?
Lời giải: Biểu diễn véc tơ động lượng lúc trước và lúc sau động lượng lúc trước động lượng lúc sau. Độ biến thiên động lượng Đáp án D. Ví dụ 2: Một vật có m = 50kg thả rơi tự do từ vị trí cách mặt nước 4m. Sau khi chạm mặt nước 0,5s thì dừng lại, g = 9,8m/s2. Độ lớn lực cản trung bình do nước tác dụng lên vật bằng A. 885N. B. 1375N. C. 245N. D. 2453N. Lời giải: Biểu diễn véc tơ các lực tác dụng vào vật. Vận tốc rơi tự do của vật khi đến mặt nước: v 2.g.s Chọn chiều dương từ trên xuống. Độ biến thiên động lượng ∆ Mặt khác: Vậy độ lớn lực cản trung bình do nước tác dụng lên vật bằng lực cản do nước tác dụng lên vật bằng ≈ 1375N. Đáp án B. STUDY TIPS + Biểu thức còn được gọi là dạng khác của định luật II Niu tơn. + Trong biểu thức trên nếu vật chịu nhiều lực tác dụng thì ta hiểu F chính là hợp lực F Ví dụ 3: Một phân tử khí 26 m 4.10− = kg bay với v = 600m/s va chạm vuông góc với thành bình và bật trở lại với tốc độ như cũ; chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu. Xung lượng của lực tác dụng vào phần tử khí khi va chạm với thành bình là?
Lời giải: + Biểu diễn véc tơ động lượng lúc trước và lúc sau + p động lượng lúc trước động lượng lúc sau. + Chọn chiều (+) là chiều chuyển động ban đầu + Từ mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực cho phần tử khí khi va chạm: F + Chiếu lên chiều dương ta được Đáp án B. Ví dụ 4: Một viên đạn có khối lượng m = 10g đang bay với vận tốc v1 = 1000m/s thì gặp bức tường. Sau khi xuyên qua bức tường thì vận tốc của viên đạn còn lại là v2 = 400m/s. Thời gian xuyên thủng tường là 0,01s. Độ lớn lực cản trung bình của bức tường lên viên đạn bằng A. 1400N. B. 1000N. C. 600N. D. 400N. Lời giải: + Biểu diễn véc tơ động lượng lúc trước và lúc sau + p động lượng lúc trước động lượng lúc sau. + Chọn chiều (+) là chiều chuyển động ban đầu + Từ mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực cho viên đạn khi va chạm: F + Chiếu lên chiều dương ta được: Độ lớn lực cản trung bình của bức tường lên viên đạn bằng: FC = 600N. Đáp án C.
Ví dụ 5: Một quả bóng m = 200g bay đến đập vào mặt phẳng ngang với tốc độ 25m/s theo góc tới α = 60. Bóng bật trở lại với cùng tốc độ v theo góc phản xạ α α như hình bên. Độ biến thiên động lượng của quả bóng do va chạm có độ lớn bằng Lời giải: + Biểu diễn véc tơ động lượng lúc trước và lúc sau + p động lượng lúc trước. + p’ động lượng lúc sau. + Độ biến thiên động lượng của quả bóng do va chạm + Từ hình biểu diễn véc tơ ta có độ lớn: (vì tam giác tạo bởi 3 cạnh này là tam giác cân có 1 góc 60° là tam giác đều) Đáp án C.