ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM
-----
A. CÂU HỎI
I. TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về va chạm đàn hồi
A. tổng động lượng của hệ trước va chạm lớn hơn tổng động lượng của hệ sau va chạm.
B. động năng của hệ sau va chạm bằng động năng của hệ trước va chạm.
C. động năng của hệ sau va chạm nhỏ động năng của hệ trước va chạm.
D. tổng động lượng của hệ trước va chạm nhỏ hơn tổng động lượng của hệ sau va chạm.
Câu 2: Cho hai vật va chạm trực diện với nhau, sau va chạm, hai vật dính liền thành một khối và chuyển động với cùng vận tốc. Động năng của hệ ngay trước và sau va chạm lần lượt là Wđ và Wđ’. Biểu thức nào dưới đây là đúng?
A. Wđ=Wđ'
B. Wđ<Wđ'
C. Wđ>Wđ'
D. Wđ=2Wđ'
Câu 3: Hiện tượng nào dưới đây là sự va chạm đàn hồi?
A. Ném một cục đất sét vào tường.
B. Sự va chạm của mặt vợt cầu lông vào quả cầu lông.
C. Bắn một hòn bi-a vào một hòn bi-a khác.
D. Bắn một đầu đạn vào một bị cát.
Câu 4: Khẳng định nào sau đây là không đúng trong trường hợp hai vật cô lập va chạm mềm với nhau?
A. Năng lượng của hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.
B. Cơ năng của hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.
C. Động lượng của hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.
D. Trong quá trình va chạm, hai vật chịu lực tác dụng như nhau về độ lớn.
Câu 5: Vật 1 khối lượng m đang chuyển động với tốc độ v0 đến va chạm đàn hồi với vật 2 có cùng khối lượng và đang đứng yên. Nếu khối lượng vật 2 tăng lên gấp đôi thì động năng của hệ sau va chạm
A. không đổi. B. tăng 2 lần. C. giảm 1,5 lần. D. tăng 1,5 lần.
Câu 6: Xe lăn nhỏ có khối lượng m1 =
300g chuyển động đều trên mặt phẳng ngang với vận tốc v1=
2m/s đến đập vào xe lăn thứ hai có khối lượng m2 =
2kg đang đứng yên. Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc. Độ lớn của vận tốc hai xe sau va chạm là
A. v2= 
0,86 m/s. B. v2= 
0,26 m/s. C. v2= 
0,12 m/s. D. v2= 
0,43 m/s.
Câu 7: Một vật có khối lượng 500 g trượt không ma sát trên một mặt phẳng ngang với vận tốc 5m/s đến va chạm vào một bức tường thẳng đứng theo phương vuông góc với tường. Sau va chạm vật đi ngược trở lại phương cũ với vận tốc 2m/s.Thời gian tương tác là 0,2 s. Lực do tường tác dụng có độ lớn bằng
A. 12,5 N. B. 5 N. C. 175 N. D. 17,5 N.
Câu 8: Đồ thị mô tả sự phụ thuộc của độ lớn lực F tác dụng lên một chất điểm theo thời gian như hình bên dưới. Biết chất điểm có khối lượng 1,5 kg và ban đầu ở trạng thái nghỉ. Tốc độ của chất điểm tại thời điểm 5 s là
A. 8 m/s. B. 2,67 m/s. C. 5,33 m/s. D. 10,67 m/s.
Câu 9: Một ô tô con khối lượng 1,2 tấn đang chuyển động với tốc độ 25 m/s thì va chạm vào đuôi của một xe tải khối lượng 9 tấn đang chạy cùng chiều với tốc độ 20 m/s (Hình vẽ). Sau va chạm, ô tô con vẫn chuyển động theo hướng cũ với tốc độ 18 m/s. Phần năng lượng tiêu hao trong quá trình va chạm là
A. 2175 kJ. B. 2165,69 kJ. C. 1833 kJ. D. 9,31 kJ.
Câu 10: Vật khối lượng m1 = 5kg tượt không ma sát theo một mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng α = 60o. Từ độ cao h = 1,8m rơi vào một cái xe cát khối lượng m2 = 45kg đang đứng yên. Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt đường. Vận tốc của xe sau đó là
A. 6 m/s. B. 0,3 m/s. C. 0,5 m/s. D. 0,6 m/s.
II. TỰ LUẬN
Câu 1: Một viên đạn 10g chuyển động với vận tốc 1000m/s xuyên qua tấm gỗ. Sau đó vận tốc của viên đạn là 500m/s, thời gian viên đạn xuyên qua tấm gỗ là 0,01s. Tính độ biến thiên động lượng và lực cản trung bình của tấm gỗ.
Câu 2. Xe khối lượng m = 1 tấn đang chuyển động với vận tốc 36km/h thì hãm phanh và dừng lại sau 5 giây. Tìm lực hãm.
Câu 3: Một quả bóng 500g đang bay theo phương ngang với vận tốc 20m/s thì tới đập vào tường thẳng đứng và bật ngược trở lại theo đúng phương cũ với vận tốc có độ lớn như cũ. Tính:
a. Động lượng của quả bóng trước khi đập vào tường.
b. Độ biến thiên động lượng của quả bóng.
c. Lực trung bình do tường tác dụng vào quả bóng, biết thời gian bóng đập vào tường là 0,05s.
Câu 4. Từ độ cao 20 m, một viên bi khối lượng 10 g rơi tự do với gia tốc 10 m/s2 xuống tới mặt đất và nằm yên tại đó. Xác định xung lượng của lực do mặt đất tác dụng lên viên bi khi chạm đất.
Câu 5. Hòn bi thép m = 100g rơi tự do từ độ cao h = 5m xuống mặt phẳng ngang. Tính độ biến thiên động lượng của bi nếu sau va chạm:
a. Viên bi bật lên với vận tốc cũ
b. Viên bi dính chặt với mặt phẳng ngang
c. Trong câu a thời gian va chạm là 0,1s. Tính lực tương tác trung bình giữa bi và mặt phẳng ngang.
Câu 6. Một xạ thủ bắn tia từ xa với viên đạn có khối lượng 20g, khi viên đạn bay gân 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).
Câu 7. Một quả bóng có khối lượng 200g bay với vận tốc 72km/h đến đập vào tường và bật trở lại với độ lớn không đổi. Biết va chạm của bóng với tường theo định luật phản xạ gương, và bóng đến đập vào tường dưới góc tới 30°. Thời gian va chạm là 0,05s. Tính lực do tường tác dụng lên bóng.
B. ĐÁP ÁN, LỜI GIẢI CHI TIẾT
I. TRẮC NGHIỆM
Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Đáp án | B | C | B | B | A | B | D | C | D | B |
II. TỰ LUẬN
Bài 1. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn trước khi va chạm
m = 0,01 kg
v = 1000 m/s
v'=500 m/s
t = 0,01 s
∆p= p'-p=mv'-v=0,01.500-1000=-5 kg.m/s
Ftb=∆p∆t= -500N
Bài 2. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe
m = 1000 kg
v = 10 m/s
v'=0
t = 5s
∆p= p'-p=m.v'-v=1000. 0-10=-1000 kg.m/s
Fhãm=∆p∆t=-2000N
Bài 3. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng trước khi đập vào tường
m = 500g = 0,5 kg
v = 20 m/s
v'= -20 m/s
a. Trước khi bóng đập vào tường: p = m.v= 0,5.20 = 10 kg.m/s
Sau khi bóng đập vào tường: p'=m.v'=-10 kg.m/s
b. Độ biến thiên động lượng ∆p= p'-p=-20 kg.m/s
c. ∆p=Ftb.∆t →Ftb= -400N
Bài 4. Chọn chiều chuyển động rơi của viên bi là chiều dương.
Ngay trước khi chạm đất, viên bi đạt vận tốc v=2gh=20 m/s
Khi bị mặt đất cản lại và nằm yên đó thì viên bi có vận tốc v'=0
Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng:
∆p=F.∆t=p'-p=m.0-m.v=-0,2 kg.m/s
Dấu (-) chứng tỏ xung lượng của lực do mặt đất tác dụng lên viên bi ngược hướng với vận tốc rơi của viên bi.
Bài 5.
t = 0,1s
m = 0,1 kg
h = 5m
vận tốc chạm đất v=2gh=10 m/s
a/ Chọn chiều dương là chiều từ trên xuống dưới nên v'= -v
∆p=p'-p=m.v'-m.v=m.-v-m.v=-2m.v=-2 kg.m/s
b/ v'=0 nên ∆p=-1 kg.m/s
c/ Ftb=∆p∆t=-20N
Bài 6. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn
Độ biến thiên động lượng của viên đạn là:
∆p=p'-p=m.v'-m.v=0,02.200-600= -8 kg.m/s
Áp dụng công thức: ∆p=F.∆t →F=∆p∆t=-8000N
Bài 7.
m = 0,2kg
t = 0,05s
v = 20m/s
p = mv = 4 kgm/s
p'=m.v'=4 kg.m/s
α=300
∆p=p'-p
Chọn chiều dương là chiều của v
Độ biến thiên động lượng của vật theo phương ngang:
∆p=-p'.cosα-p.cosα=-8.cos300=-43 kg.m/s
∆p=F.∆t →F=803N