Bài Tập SGK Vật Lí 10 - Chân Trời Sáng Tạo

Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Bài viết sau đây của HocThatGioi sẽ hướng dẫn bạn những phương pháp và lời giải chi tiết nhất, giúp giải quyết toàn bộ các câu hỏi và bài tập trong bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng. Các câu hỏi này nằm ở các trang 114, 115, 116, 117, 118, 119 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Hy vọng các bạn sẽ nắm chắc và hiểu được toàn bộ bài học sau khi xem bài viết dưới đây.

Giải SGK câu hỏi mở đầu trang 114 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Trong thực tế, có rất nhiều quá trình tương tác giữa các hệ vật mà ta không biết rõ lực tương tác, do đó không thể sử dụng trực tiếp định luật II Newton để khảo sát. Ví dụ: Yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ? Yếu tố nào làm cho viên đạn thể thao đường kính 9 mm có khả năng gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo (Hình 18.1).
Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 8
Lời giải chi tiết:
– Yếu tố quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ:
+ Vận tốc của các mảnh vỡ;
+ Khối lượng của các mảnh vỡ.
– Yếu tố làm cho viên đạn thể thao đường kính 9 mm có khả năng gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo:
+ Động lượng của viên đạn lớn;
+ Thời gian va chạm rất ngắn.

Giải SGK mục 1 trang 114, 115 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động ở mục 1 Động lượng ở các trang 114, 115 trong bài 18 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!

Giải SGK câu hỏi 1 trang 114

Từ thí nghiệm trong Hình 18.2: Dự đoán độ dịch chuyển của khúc gỗ trong các trường hợp và cho biết độ dịch chuyển đó phụ thuộc vào những yếu tố nào của viên bi. Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.

Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 9
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ và dự đoán hiện tượng.
Lời giải chi tiết:
Dự đoán: Viên bi bằng sắt sẽ làm khúc gỗ dịch chuyển nhiều hơn viên bi bằng thủy tinh.

Giải SGK câu hỏi 2 trang 115

Cho ví dụ để giải thích tại sao động lượng của một vật lại phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
Phương pháp giải:
Biểu thức tính động lượng: $p = m.v$
Lời giải chi tiết:
Động lượng phụ thuộc vào vận tốc của vật, đối với mỗi một hệ quy chiếu khác nhau thì sẽ cho vận tốc $v$ khác nhau nên động lượng sẽ khác nhau
$\Rightarrow$ Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

Giải SGK câu hỏi luyện tập trang 115

Trong một trận bóng đá, cầu thủ A có khối lượng 78 kg chạy dẫn bóng với tốc độ 8,5 m/s. Trong khi đó, cầu thủ B có khối lượng 82 kg (ở đội đối phương) cũn chạy đến tranh bóng với tốc độ 9,2 m/s theo hướng ngược với hướng của cầu thủ A (Hình 18.4).
a) Hãy xác định hướng và độ lớn của vectơ động lượng của từng cầu thủ.
b) Hãy xác định vecto tổng động lượng của hai cầu thủ.
Phương pháp giải:
Hướng của động lượng cùng hướng với vận tốc
Độ lớn động lượng: $p = m.v$
Lời giải chi tiết:
a)
– Cầu thủ A:
+ Hướng động lượng: phương ngang, chiều từ trái sang phải
+ Độ lớn: $p_A = m_A .v_A = 78.8,5 = 663 (kg.m/s)$
– Cầu thủ B:
+ Hướng động lượng: phương ngang, chiều từ phải sang trái
+ Độ lớn: $p_B = m_B .v_B = 82.9,2 = 754,4 (kg.m/s)$
b) Chọn chiều dương từ phải sang trái
Ta có: $\overrightarrow{\rm p} = \overrightarrow{\rm p_A} + \overrightarrow{\rm p_B}$
Chiếu lên chiều dương, ta có:
$p = p_B – p_A = 754,4 – 663 = 91,4(kg.m/s)$

Giải SGK mục 2 trang 116, 117, 118, 119 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động ở mục 2 Định luật bảo toàn động lượng ở các trang 116, 117, 118, 119 trong bài 18 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Các bạn hãy xem ngay lời giải chi tiết bên dưới dưới nhé!

Giải SGK câu hỏi 3 trang 116

Trên thực tế, có tồn tại hệ kín lí tưởng không? Giải thích.
Lời giải chi tiết:
Trên thực tế, không tồn tại hệ kín lí tưởng. Vì môi trường luôn luôn có sự tương tác vật chất với nhau.

Giải SGK câu hỏi 4 trang 116

Lập luận để giải thích tại sao hệ hai xe trượt trong thí nghiệm khảo sát định luật bảo toàn động lượng được xem gần đúng là hệ kín.

Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 10
Lời giải chi tiết:
Trước khi thực hiện thí nghiệm thì đệm khí được khởi động nên khi hai xe di chuyển va chạm vào nhau, sẽ không có lực ma sát cản trở chuyển động, chỉ còn tương tác giữa các vật trong hệ nên thí nghiệm được xem như gần đúng là hệ kín.

Giải SGK câu hỏi 5 trang 116

Nêu những lưu ý trong khi bố trí dụng cụ như Hình 18.5 để hạn chế sai số của thí nghiệm.

Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 10
Lời giải chi tiết:
– Bật đệm khí trước khi hệ vật thực hiện, làm giảm ma sát
– Kiểm tra máy đo thời gian
– Bố trí thí nghiệm đúng như hình 18.5.

Giải SGK câu hỏi 6 trang 116

Nếu chỉ có 1 đồng hồ đo thời gian hiện số thì các em cần thiết lập chế độ đo thời gian như thế nào?
Lời giải chi tiết:
Nếu chỉ có 1 đồng hồ đo thời gín hiện số thì ta sử dụng thêm một đồng hồ bấm giây để đo thời gian vật di chuyển.

Giải SGK câu hỏi 7 trang 117

Giải thích tại sao chúng ta có thể xác định được vận tốc tức thời của xe dựa vào thời gian xe đi qua cổng quang điện (Hình 18.5). Trình bày lưu ý về dấu của vận tốc tức thời của hai xe trong quá trình tiến hành thí nghiệm.

Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 10
Lời giải chi tiết:
– Ta có độ dịch chuyển cố định, thí nghiệm cho biết được thời gian nên ta có thể xác định được vận tốc tức thời của xe.
– Lưu ý về dấu của vận tốc tức thời:
+ Nếu khối lượng của vật 1 va chạm vào vật 2 lớn hơn, hệ hai vật chuyển động cùng chiều với chiều chuyển động của vật 1 thì vận tốc tức thời lớn hơn 0
+ Nếu hệ hai vật chuyển động ngược chiều với chiều ban đầu của vật 1 thì vận tốc tức thời nhỏ hơn 0

Giải SGK câu hỏi 8 trang 117

Từ kết quả thí nghiệm, hãy tính độ chênh lệch tương đối động lượng của hệ trước và sau va chạm $\frac{\mid p_1 – p^’ \mid}{p_1} \cdot 100\%$. Từ đó, nêu nhận xét về động lượng của hệ trước và sau va chạm.

Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 13
Lời giải chi tiết:
+ Lần đo 1: $\frac{\mid p_1 – p^’ \mid}{p_1} \cdot 100\% = \frac{\mid 0,230 – 0,222 \mid}{0,230} \cdot 100\% = 3,48\%$
+ Lần đo 2: $\frac{\mid p_1 – p^’ \mid}{p_1} \cdot 100\% = \frac{\mid 0,240 – 0,231 \mid}{0,240} \cdot 100\% = 3,75\%$
+ Lần đo 3: $\frac{\mid p_1 – p^’ \mid}{p_1} \cdot 100\% = \frac{\mid 0,240 – 0,245 \mid}{0,240} \cdot 100\% = 2,08\%$
$\Rightarrow$ Động lượng trước và sau va chạm gần như nhau.

Giải SGK câu hỏi vận dụng trang 119

Em hãy vận dụng định luật bảo toàn động lượng để chế tạo một số đồ chơi khoa học.
Lời giải chi tiết:
Các em tự thực hiện.

Giải SGK bài tập trang 119 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Phần bài tập của bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng nằm ở trang 119 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo sẽ giúp các bạn củng cố những kiến thức đã được học trong bài. Dưới đây là những phương pháp giải và đáp án chi tiết, chính xác nhất mà các bạn có thể tham khảo. Cùng xem ngay bên dưới nhé!

Giải SGK bài tập 1 trang 119

Hãy tính độ lớn động lượng của một số hệ sau:
a) Một electron khối lượng 9,1.10$^{-31}$ kg chuyển động với tốc độ 2,2.10$^6$ m/s.
1. Hãy tính độ lớn động lượng của một số hệ sau:
a) Một electron khối lượng 9,1.10$^{-31}$ kg chuyển động với tốc độ 2,2.10$^6$ m/s.
b) Một viên đạn khối lượng 20 g bay với tốc độ 250 m/s.
c) Một chiếc xe đua thể thức I (F1) đang chạy với tốc độ 326 km/h. Biết tổng khối lượng của xe và tài xế khoảng 750 kg.
d) Trái Đất chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt Trời với tốc độ 2,98.10$^4$ m/s. Biết khối lượng Trái Đất là 5,972.10$^{24}$ kg.
Phương pháp giải:
Biểu thức tính động lượng: $p = m.v$
Với $m$: khối lượng của vật (kg); $v$ là vận tốc của vật (m/s).
Lời giải chi tiết:
a) Động lượng của electron là: $p = m.v = 9,1.10^{-31} .2,2.10^6 = 2,002.10^{-24} (kg.m/s)$
b) Đổi $20 g = 0,02 kg$.
Động lượng của viên bi là: $p = m.v = 0,02.250 = 5 (kg.m/s)$.
c) Đổi $326 km/h = 90,56 m/s$
Động lượng của xe đua thể thức I là: $p = m.v = 750.90,56 = 67920 (kg.m/s)$.
d) Động lượng của Trái Đất chuyển động quanh quỹ đạo Mặt Trời là:
$p = m.v = 5,972.10^{24} .2,98.10^4 = 1,78.10^{29} (kg.m/s)$

Giải SGK bài tập 2 trang 119

Một quả bóng tennis khối lượng 60 g chuyển động với tốc độ 28 m/s đến đập vào một bức tường và phản lại với cùng một góc 45$^\circ$ như Hình 18P.1. Hãy xác định các tính chất của vectơ động lượng trước và sau va chạm của bóng.
Giải SGK bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 Chân trời sáng tạo 14
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ
Biểu thức tính động lượng: $p = m.v$
Lời giải chi tiết:
Độ lớn động lượng trước và sau va chạm là: $p = m.v = 0,06.28 = 1,68 (kg.m/s)$
– Tính chất của vectơ động lượng trước va chạm:
+ Hướng từ trái sang phải, hợp với phương ngang 1 góc $45^\circ$
+ Độ lớn: $p = 1,68 kg.m/s$
– Tính chất của vectơ động lượng sau va chạm:
+ Hướng từ phải sang trái, hợp với phương ngang 1 góc $45^\circ$
+ Độ lớn: $p = 1,68 kg.m/s$

Giải SGK bài tập 3 trang 119

Một viên đạn nặng 6 g được bắn ra khỏi nòng súng của một khẩu súng trường 4 kg với tốc độ 320 m/s.
a) Tìm tốc độ giật lùi của súng.
b) Nếu một người nặng 75 kg tì khẩu súng vào vai và ngắm bắn thì tốc độ giật lùi của người là bao nhiêu?
Phương pháp giải:
Định luật bảo toàn động lượng: $\Sigma \overrightarrow{\rm p_tr} = \Sigma \overrightarrow{\rm p_s}$
Lời giải chi tiết:
a) Gọi vận tốc trước và sau của khẩu súng lần lượt là $v_1$ và $v^’_1$
Vận tốc của viên đạn trước và sau lần lượt là $v^2$ và $v^’_2$
Khối lượng của khẩu súng $M = 4 kg$; khối lượng của viên đạn là $m = 6 g = 0,006 kg$
Ban đầu viên đạn và khẩu súng đứng yên nên $v_1 = v_2 = 0$.
Sau khi viên đạn được bắn thì $v^’_2 = 320 m/s$
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
$\Sigma \overrightarrow{\rm p_tr} = \Sigma \overrightarrow{\rm p_s} \Leftrightarrow M \cdot \overrightarrow{\rm v_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v_2} = M \cdot \overrightarrow{\rm v^’_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} \Leftrightarrow M \cdot \overrightarrow{\rm v^’_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} = \overrightarrow{\rm 0}$
Chiếu lên chiều dương ta có:
$-M \cdot \overrightarrow{\rm v^’_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} = 0 \Leftrightarrow \overrightarrow{\rm v^’_1} = \frac{m}{M} \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} \Rightarrow \overrightarrow{\rm v^’_1} = \frac{0,006}{4} \cdot 320 = 0,48(m/s)$
Vậy tốc độ giật lùi của súng là $0,48 m/s$.
b) Tốc độ giật lùi của người và súng như nhau, coi người và súng là một hệ
Gọi vận tốc trước và sau của hệ người và khẩu súng lần lượt là $v_1$ và $v^’_1$
Vận tốc của viên đạn trước và sau lần lượt là $v_2$ và $v^’_2$
Khối lượng của người và khẩu súng là $M = 4 + 75 = 79 kg$; khối lượng của viên đạn là $m = 6 g = 0,006 kg$
Ban đầu viên đạn, người và khẩu súng đứng yên nên $v_1 = v_2 = 0$.
Sau khi viên đạn được bắn thì $v^’_2 = 320 m/s$
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
$\Sigma \overrightarrow{\rm p_tr} = \Sigma \overrightarrow{\rm p_s} \Leftrightarrow M \cdot \overrightarrow{\rm v_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v_2} = M \cdot \overrightarrow{\rm v^’_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} \Leftrightarrow M \cdot \overrightarrow{\rm v^’_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} = \overrightarrow{\rm 0}$
Chiếu lên chiều dương ta có:
$-M \cdot \overrightarrow{\rm v^’_1} +m \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} = 0 \Leftrightarrow \overrightarrow{\rm v^’_1} = \frac{m}{M} \cdot \overrightarrow{\rm v^’_2} \Rightarrow \overrightarrow{\rm v^’_1} = \frac{0,006}{79} \cdot 320 = 0,024(m/s)$
Vậy tốc độ giật lùi của người là $0,024 m/s$.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Bài viết trên đã giải quyết tất cả các câu hỏi luyện tập, vận dụng cùng các bài tập trong bài 18 Động lượng và định luật bảo toàn động lượng ở các trang 114, 115, 116, 117, 118, 119 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Hy vọng bài viết sẽ giúp các bạn giải đáp được các thắc mắc của mình trong bài học này. Cảm ơn các bạn đã theo dõi, hẹn gặp lại vào các bài viết tiếp theo nhé.

Bài viết khác liên quan đến Lớp 10 – Vật Lý – Định luật bảo toàn động lượng
Back to top button
Close