Bài Tập SGK Vật Lí 10 - Cánh Diều
Giải SGK bài 2 Động lượng và năng lượng trong va chạm Chủ đề 4 Vật lí 10 Cánh diều
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 luyện tập và vận dụng trong bài 2 Động lượng và năng lượng trong va chạm thuộc Chủ đề 5 . Các câu hỏi này nằm ở các trang 100, 101, 102, 103, 104 Vật lí 10 Cánh diều. 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 100 Vật lí 10 Cánh diều
Va chạm giữa các vật là hiện tượng thường gặp. Lực gây ra do va chạm có thể rất nhỏ như khi các phân tử không khí va chạm lên da chúng ta, nhưng có thể rất lớn như khi các thiên thạch va chạm với nhau ngoài vũ trụ. Ta đã biết rằng động lượng và năng lượng của hệ kín luôn được bảo toàn, tuy nhiên động lượng và năng lượng của từng vật trong va chạm thì có thể thay đổi. Vậy khi các vật va chạm với nhau, động lượng và năng lượng của chúng thay đổi như thế nào?
Phương pháp giải:
Thực hiện thí nghiệm.
Thực hiện thí nghiệm.
Lời giải chi tiết:
Khi các vật va chạm với nhau, động lượng và năng lượng của các vật không thay đổi.
Khi các vật va chạm với nhau, động lượng và năng lượng của các vật không thay đổi.
Giải SGK mục 1 trang 100, 101, 102, 103 Vật lí 10 Cánh diều
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động, luyện tập và vận dụng ở mục 1 Đánh giá động lượng và năng lượng của vật va chạm bằng dụng cụ thực hành ở các trang 100, 101, 102, 103 trong bài 2 Chủ đề 5 SGK Vật lí 10 Cánh diều. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi 1 trang 101
Thảo luận, xây dựng phương án thực hành để xác định động lượng, năng lượng của hai xe trước và sau va chạm. Vì sao lại chọn cho các xe đó chuyển động trên giá đỡ nằm ngang?
Lời giải chi tiết:
Phương án thực hành:
+ Đặt hai xe có khối lượng bằng nhau trên giá đỡ nằm ngang.
+ Cho hai xe va chạm vào nhau. Sau va chạm hai xe chuyển động rời xa nhau
+ Đọc và ghi kết quả của từng xe trước và sau va chạm. Từ đó tính và đánh giá động lượng, năng lượng của hai xe trước và sau va chạm.
Chọn các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang vì khi các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang thì thế năng của các xe không thay đổi, vì vậy ta chỉ cần xác định tốc độ của các vật trước và sau khi va chạm.
Phương án thực hành:
+ Đặt hai xe có khối lượng bằng nhau trên giá đỡ nằm ngang.
+ Cho hai xe va chạm vào nhau. Sau va chạm hai xe chuyển động rời xa nhau
+ Đọc và ghi kết quả của từng xe trước và sau va chạm. Từ đó tính và đánh giá động lượng, năng lượng của hai xe trước và sau va chạm.
Chọn các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang vì khi các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang thì thế năng của các xe không thay đổi, vì vậy ta chỉ cần xác định tốc độ của các vật trước và sau khi va chạm.
Giải SGK câu hỏi 2 trang 101
Từ kết quả thí nghiệm của mình, bạn hãy tính động lượng của các xe trước và sau va chạm. So sánh độ thay đổi động lượng của xe 1 và xe 2.
Phương pháp giải:
Biểu thức tính động lượng: $p = m \cdot v$
Trong đó:
+ $p:$ động lượng (kg.m/s)
+ $m$: khối lượng của vật (kg)
+ $v$: vận tốc của vật (m/s)
Biểu thức tính động lượng: $p = m \cdot v$
Trong đó:
+ $p:$ động lượng (kg.m/s)
+ $m$: khối lượng của vật (kg)
+ $v$: vận tốc của vật (m/s)
Lời giải chi tiết:
Khối lượng của hai xe là như nhau và đều có độ lớn là $m = 0,245 (kg)$
Động lượng của xe 1 trước va chạm: $p_1 = 0,444 \cdot m$
Động lượng của xe 1 sau va chạm: $p^’_1 = 0,316 \cdot m$
$\Rightarrow$ Độ thay đổi động lượng của xe 1 là:
$\Delta p_1 = |p’_1 – p_1| = 0,444m – 0,316m \approx 0,03(kg \cdot m/s)$
Động lượng của xe 2 trước va chạm: $p_2 = 0,316 \cdot m$
Động lượng của xe 2 sau va chạm: $p’_2 = 0,438 \cdot m$
$\Rightarrow$ Độ thay đổi động lượng của xe 2 là:
$\Delta p_2 = |p’_2 – p_2| = 0,438m – 0,316m \approx 0,03(kg \cdot m/s)$
$\Rightarrow$ Độ thay đổi động lượng của xe 1 và xe 2 bằng nhau.
Khối lượng của hai xe là như nhau và đều có độ lớn là $m = 0,245 (kg)$
Động lượng của xe 1 trước va chạm: $p_1 = 0,444 \cdot m$
Động lượng của xe 1 sau va chạm: $p^’_1 = 0,316 \cdot m$
$\Rightarrow$ Độ thay đổi động lượng của xe 1 là:
$\Delta p_1 = |p’_1 – p_1| = 0,444m – 0,316m \approx 0,03(kg \cdot m/s)$
Động lượng của xe 2 trước va chạm: $p_2 = 0,316 \cdot m$
Động lượng của xe 2 sau va chạm: $p’_2 = 0,438 \cdot m$
$\Rightarrow$ Độ thay đổi động lượng của xe 2 là:
$\Delta p_2 = |p’_2 – p_2| = 0,438m – 0,316m \approx 0,03(kg \cdot m/s)$
$\Rightarrow$ Độ thay đổi động lượng của xe 1 và xe 2 bằng nhau.
Giải SGK câu hỏi 3 trang 101
Từ kết quả thí nghiệm ở bảng 2.1, vận tốc của xe 1 là +0,444 m/s. Điền dấu đại số của vận tốc, động lượng từng xe vào bảng 2.2.
Phương pháp giải:
Biểu thức tính động lượng: $p = m \cdot v$
Dấu của động lượng phụ thuộc vào dấu của $v$
Biểu thức tính động lượng: $p = m \cdot v$
Dấu của động lượng phụ thuộc vào dấu của $v$
Lời giải chi tiết:
| Trước va chạm | Sau va chạm | |
| Vận tốc xe 1 (m/s) | + | – |
| Vận tốc xe 2 (m/s) | – | + |
| Động lượng xe 1 (kg.m/s) | + | – |
| Động lượng xe 2 (kg.m/s) | – | + |
Giải SGK câu hỏi 4 trang 102
Từ kết quả thí nghiệm của mình, bạn hãy tính động ănng của từng xe đo trước và sau va chạm. So sánh tổng động năng của hai xe trước và sau va chạm.
Phương pháp giải:
Động năng của vật là: $W_đ = \frac{1}{2}mv^2$
Động năng của vật là: $W_đ = \frac{1}{2}mv^2$
Lời giải chi tiết:
Động năng của xe 1 trước va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,444^2 = 0,024 (J)$
Động năng của xe 1 sau va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,316^2 = 0,012 (J)$
Động năng của xe 2 trước va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,318^2 =0,012 (J)$
Động năng của xe 2 sau va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,438^2 = 0,024 (J)$
$\Rightarrow$ Tổng động năng của hai xe trước va chạm là: $0,024 + 0,012 = 0,036 (J)$
Tổng động năng của hai xe sau va chạm là: $0,012 + 0,024 = 0,036$
$\Rightarrow$ Tổng động năng của hai xe trước va chạm = tổng động năng của hai xe sau va chạm.
Động năng của xe 1 trước va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,444^2 = 0,024 (J)$
Động năng của xe 1 sau va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,316^2 = 0,012 (J)$
Động năng của xe 2 trước va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,318^2 =0,012 (J)$
Động năng của xe 2 sau va chạm là: $0,5 \cdot 0,245 \cdot 0,438^2 = 0,024 (J)$
$\Rightarrow$ Tổng động năng của hai xe trước va chạm là: $0,024 + 0,012 = 0,036 (J)$
Tổng động năng của hai xe sau va chạm là: $0,012 + 0,024 = 0,036$
$\Rightarrow$ Tổng động năng của hai xe trước va chạm = tổng động năng của hai xe sau va chạm.
Giải SGK câu hỏi 5 trang 103
Trong va chạm hoàn toàn mềm, hãy thảo luận và cho biết phần động năng bị giảm đã chuyển thành dạng năng lượng nào?
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức đã học.
Vận dụng kiến thức đã học.
Lời giải chi tiết:
Trong va chạm hoàn toàn mềm, phần động năng bị giảm đã chuyển thành các dạng năng lượng khác như năng lượng nhiệt, năng lượng âm thanh, năng lượng do biến dạng …
Trong va chạm hoàn toàn mềm, phần động năng bị giảm đã chuyển thành các dạng năng lượng khác như năng lượng nhiệt, năng lượng âm thanh, năng lượng do biến dạng …
Giải SGK mục 2 trang 103, 104 Vật lí 10 Cánh diều
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động ở mục 2 Một số hiện tượng va chạm trong thực tiễn ở các trang 103, 104 trong bài 2 Chủ đề 5 SGK Vật lí 10 Cánh diều. Các bạn hãy xem ngay lời giải chi tiết bên dưới dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi luyện tập trang 103
Hãy thảo luận để tìm hiểu các hiện tượng thực tế sau:
1. Giải thích tại sao khi bắt bóng thì thủ môn phải co tay, cuộn người lại?
2. Hãy dựa vào các hiểu biết về động lượng và lực trong hiện tượng va chạm để giải thích tác dụng của túi khí ô tô giúp giảm chấn thương của người trong xe ô tô xảy ra va chạm?
3. Tại sao khi thả quả bóng xuống mặt sàn, khi nảy lên, bóng không thể lên tới độ cao ban đầu?
1. Giải thích tại sao khi bắt bóng thì thủ môn phải co tay, cuộn người lại?
2. Hãy dựa vào các hiểu biết về động lượng và lực trong hiện tượng va chạm để giải thích tác dụng của túi khí ô tô giúp giảm chấn thương của người trong xe ô tô xảy ra va chạm?
3. Tại sao khi thả quả bóng xuống mặt sàn, khi nảy lên, bóng không thể lên tới độ cao ban đầu?
Lời giải chi tiết:
1. Thủ môn co tay, cuộn người lại để làm kéo dài thời gian va chạm giữa tay người với bóng nhằm giảm lực tác dụng lên tay để tránh bị chấn thương và bắt bóng dính hơn.
2. Khi xảy ra va chạm, người ngồi trong xe vẫn theo quán tính lao người về phía trước. Túi khí trong các xe ô tô được thiết kế sẽ bung ra rất nhanh, ngay sau khi bung lại được tự động xả khí để đỡ được người ngồi trong xe. Nhờ túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Đồng thời túi khí hấp thụ động năng của người, chuyển thành dạng năng lượng khác. Bên cạnh việc sử dụng túi khí thì người trong xe phải thắt dây đai an toàn để đảm bảo an toàn hơn.
3. Do khi quả bóng rơi và nảy lên, nó ma sát với không khí, va chạm với mặt sàn nên một phần năng lượng bị chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng quả bóng, mặt sàn và không khí xung quanh. Ngoài ra, một phần năng lượng còn bị chuyển hóa thành năng lượng âm (do va chạm với sàn phát ra tiếng) nên năng lượng sau khi rơi nhỏ hơn năng lượng ban đầu dẫn đến quả bóng không thể lên tới độ cao ban đầu.
1. Thủ môn co tay, cuộn người lại để làm kéo dài thời gian va chạm giữa tay người với bóng nhằm giảm lực tác dụng lên tay để tránh bị chấn thương và bắt bóng dính hơn.
2. Khi xảy ra va chạm, người ngồi trong xe vẫn theo quán tính lao người về phía trước. Túi khí trong các xe ô tô được thiết kế sẽ bung ra rất nhanh, ngay sau khi bung lại được tự động xả khí để đỡ được người ngồi trong xe. Nhờ túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Đồng thời túi khí hấp thụ động năng của người, chuyển thành dạng năng lượng khác. Bên cạnh việc sử dụng túi khí thì người trong xe phải thắt dây đai an toàn để đảm bảo an toàn hơn.
3. Do khi quả bóng rơi và nảy lên, nó ma sát với không khí, va chạm với mặt sàn nên một phần năng lượng bị chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng quả bóng, mặt sàn và không khí xung quanh. Ngoài ra, một phần năng lượng còn bị chuyển hóa thành năng lượng âm (do va chạm với sàn phát ra tiếng) nên năng lượng sau khi rơi nhỏ hơn năng lượng ban đầu dẫn đến quả bóng không thể lên tới độ cao ban đầu.
Giải SGK câu hỏi 6 trang 104
Tại sao nếu người lớn bế em bé ngồi ở ghế trước xe ô tô, khi xảy ra va chạm, em bé có thể bị chấn thương nghiêm trọng mặc dù người lớn đã cài dây đai an toàn và túi khí hoạt động bình thường?
Lời giải chi tiết:
Nhờ có túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Tuy nhiên nếu người ngồi phía trước bế em bé thì thời gian giảm vận tốc sẽ không có, lực xuất hiện lớn và em bé lại là người ngồi trước người lớn nên em bé sẽ bị gặp chấn thương nặng nếu xảy ra va chạm.
Nhờ có túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Tuy nhiên nếu người ngồi phía trước bế em bé thì thời gian giảm vận tốc sẽ không có, lực xuất hiện lớn và em bé lại là người ngồi trước người lớn nên em bé sẽ bị gặp chấn thương nặng nếu xảy ra va chạm.
Giải SGK câu hỏi vận dụng trang 104
Bạn cần sử dụng một quả bóng nhỏ như quả bóng tennis đặt bên trên một quả bóng chuyền hơi và thả rơi hệ hai quả bóng từ một độ cao nhỏ, sau khi quả bóng chuyền va chạm với mặt đất, hãy quan sát và ghi nhận chiều cao đạt được của các quả bóng. Chú ý chỉ tiến hành tại nơi rộng rãi.
Dựa vào định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng, thảo luận để giải thích kết quả tại sao quả bóng nhỏ có thể đạt được độ cao khá lớn so với độ cao khi thả hai quả bóng.
Dựa vào định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng, thảo luận để giải thích kết quả tại sao quả bóng nhỏ có thể đạt được độ cao khá lớn so với độ cao khi thả hai quả bóng.
Lời giải chi tiết:
Khi đặt quả bóng nhỏ lên quả bóng chuyền hơi, cho hệ hai quả bóng rơi xuống đất. Lúc quả bóng chuyền hơi rơi xuống đất, động năng của quả bóng chuyền hơi cực đại. Khi quả bóng chuyền hơi bật lên, lúc này quả bóng nhỏ vẫn đang trong trạng thái rơi xuống thì bất ngờ gặp quả bóng chuyền đi lên, sau khi xảy ra va chạm giữa hai quả bóng, quả bóng tennis được cung cấp một năng lượng từ quả bóng chuyền, dẫn đến quả bóng tennis có thể đạt được độ cao khá lớn.
Khi đặt quả bóng nhỏ lên quả bóng chuyền hơi, cho hệ hai quả bóng rơi xuống đất. Lúc quả bóng chuyền hơi rơi xuống đất, động năng của quả bóng chuyền hơi cực đại. Khi quả bóng chuyền hơi bật lên, lúc này quả bóng nhỏ vẫn đang trong trạng thái rơi xuống thì bất ngờ gặp quả bóng chuyền đi lên, sau khi xảy ra va chạm giữa hai quả bóng, quả bóng tennis được cung cấp một năng lượng từ quả bóng chuyền, dẫn đến quả bóng tennis có thể đạt được độ cao khá lớn.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Bài viết trên đã giải quyết tất cả các câu hỏi hoạt động, luyện tập cùng vận dụng trong bài 2 Động lượng và năng lượng trong va chạm ở các trang 100, 101, 102, 103, 104 Chủ đề 5 SGK Vật lí 10 Cánh diều. 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.
