LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ĐỘNG LƯỢNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
I. LÝ THUYẾT
1. Động lượng
a) Xung lượng của lực
Khi một lực \(\vec F\) không đổi tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian Δt thì tích \(\vec F\) . Δt được định nghĩa là xung lượng của lực \(\vec F\) trong khoảng thời gian Δt ấy.
b) Động lượng
* Tác dụng của xung lượng của lực
Theo định luật II Newton ta có:
\(\begin{array}{l} m\overrightarrow a = \overrightarrow F \,\,\,hay\,\,\frac{{\overrightarrow {{v_2}} - \overrightarrow {{v_1}} }}{{\Delta t}} = F\\ \Rightarrow m\overrightarrow {{v_2}} - m\overrightarrow {{v_1}} = \overrightarrow F .\Delta t \end{array}\)
* Động lượng:
- Động lượng \(\vec p\) của một vật là một vectơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức:
\(\overrightarrow p = m\overrightarrow v \)
- Đơn vị động lượng là kg.m/s hoặc N.s
* Mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực
- Ta có:
\(\begin{array}{l} \overrightarrow {{p_2}} - \overrightarrow {{p_1}} = \overrightarrow F .\Delta t\\ \Rightarrow \Delta p = \overrightarrow F .\Delta t \end{array}\)
- Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian Δt bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.
- Ý nghĩa: Khi lực đủ mạnh tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian hữu hạn sẽ làm động lượng của vật biến thiên.
2. Định luật bảo toàn động lượng
a) Hệ cô lập (hệ kín)
- Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau.
- Trong hệ cô lập chỉ có nội lực tương tác giữa các vật trong hệ trực đối nhau từng đôi một.
b) Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập
- Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng được bảo toàn:
\(\overrightarrow {{p_1}} + \overrightarrow {{p_2}} + ... + \overrightarrow {{p_n}} = hs\)
- Biểu thức của định luật ứng với hệ cô lập gồm hai vật m1 và m2
\(\begin{array}{l} \overrightarrow {{p_1}} + \overrightarrow {{p_2}} = hs\,\,\,\\ hay\,\,\,{m_1}\overrightarrow {{v_1}} + {m_2}\overrightarrow {{v_2}} = {m_1}\overrightarrow {{v_1}'} + {m_2}\overrightarrow {{v_2}'} \end{array}\)
\({m_1}\overrightarrow {{v_1}} ;{m_2}\overrightarrow {{v_2}} \) là động lượng của vật 1 và vật 2 trước tương tác.
\({m_1}\overrightarrow {{v_1}'} ;{m_2}\overrightarrow {{v_2}'} \) là động lượng của vật 1 và vật 2 sau tương tác.
c) Va chạm mềm
Xét một vật khối lượng m1 chuyển động trên mặt phẳng ngang với vận tốc \(\vec v_1\) đến va chạm vào một vật có khối lượng m2 đang đứng yên. Sau va chạm hai vật nhập làm một và cùng chuyển động với vận tốc \(\vec v\)
Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
\(\begin{array}{l} {m_1}\overrightarrow {{v_1}'} = ({m_1} + {m_2})\overrightarrow v \\ \Rightarrow \overrightarrow v = \frac{{{m_1}\overrightarrow {{v_1}} }}{{{m_1} + {m_2}}} \end{array}\)
Va chạm của hai vật như vậy là va chạm mềm
d) Chuyển động bằng phản lực
Trong một hệ kín đứng yên, nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng thì phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại. Chuyển động theo nguyên tắc như trên được gọi là chuyển động bằng phản lực.
Ví dụ: Sự giật lùi của súng khi bắn, chuyển động của máy bay phản lực, tên lửa...
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Hình nào biểu diễn đúng quan hệ giữa v và p của một chất điểm?
Chọn C
Câu 2: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Động lượng của một vật bằng tích khối lượng và vận tốc của vật.
B. Động lượng của một vật là một đại lượng vectơ.
C. Động lượng của một vật có đơn vị của năng lượng.
D. Động lượng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật.
Câu 3: Trong quá trình nào sau đây, động lượng của vật không thay đổi?
A. Vật chuyển động tròn đều.
B. Vật được ném ngang.
C. Vật đang rơi tự do.
D. Vật chuyển động thẳng đều.
Câu 4: Chất điểm M chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực không đổi F. Động lượng chất điểm ở thời điểm t là:
Chọn B
Câu 5: Phát biểu nào sau đây là sai? Trong một hệ kín
A. các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau.
B. các nội lực từng đôi một trực đối.
C. không có ngoại lực tác dụng lên các vật trong hệ.
D. nội lực và ngoại lực cân bằng nhau.
----------
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Tổng hợp lý thuyết và bài tập về Động lượng - Định luật bảo toàn động lượng môn Vật Lý 10 năm 2020-2021, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
