Bài tập — Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm? A. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. B. Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. C. Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ . D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học. D. Mục đích của bài thực hành là kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng bằng thí nghiệm va chạm trên đệm khí hoặc trên máng trượt.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Dụng cụ thí nghiệm gồm máng trượt hoặc đệm khí để giảm ma sát, hai xe trượt có khối lượng đã biết, cổng quang điện kết hợp đồng hồ đo thời gian để xác định vận tốc, và băng dính hoặc nam châm để tạo va chạm mềm. B. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. C. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. D. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Xe 1 có khối lượng $0{,}3,kg$ chuyển động với vận tốc $0{,}8,m/s$ đến va chạm mềm với xe 2 có khối lượng $0{,}2,kg$ đang đứng yên. Sau va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với vận tốc đo được $0{,}45,m/s$ . Kiểm chứng bảo toàn động lượng.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải: Động lượng trước va chạm: $p_{trước} = 0{,}3 \cdot 0{,}8 = 0{,}24,kg \cdot m/s$ . Động lượng sau va chạm: $p_{sau} = (0{,}3 + 0{,}2) \cdot 0{,}45 = 0{,}225,kg \cdot m/s$ . Hai giá trị gần bằng nhau, sai số khoảng $6%$ do ma sát và sai số đo, phù hợp với định luật bảo toàn động lượng.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 5 kg ở độ cao 4 m so với mặt đất.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một vật có khối lượng 1 kg ở độ cao 2 m, đang chuyển động với tốc độ 2 m/s. Tính cơ năng của vật (chọn mốc thế năng tại mặt đất).

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Một máy có công có ích 700 J, công toàn phần 1000 J. Tính hiệu suất của máy.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-B, 2-C, 3-D, 4-A.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (B): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín."
- Câu 2 (C): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ ."
- Câu 3 (D): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Mục đích của bài thực hành là kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng bằng thí nghiệm va chạm trên đệm khí hoặc trên máng trượt."
- Câu 4 (A): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Dụng cụ thí nghiệm gồm máng trượt hoặc đệm khí để giảm ma sát, hai xe trượt có khối lượng đã biết, cổng quang điện kết hợp đồng hồ đo thời gian để xác định vận tốc, và băng dính hoặc nam châm để tạo va chạm mềm."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Mục đích của bài thực hành là kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng bằng thí nghiệm va chạm trên đệm khí hoặc trên máng trượt. Khi hai vật va chạm trong hệ gần như kín, tổng động lượng trước va chạm phải bằng tổng động lượng sau va chạm: $m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2 = m_1\vec{v}_1' + m_2\vec{v}_2'$ .
- Tổng kết ghi nhớ: Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín.; Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ .; So sánh tổng động lượng trước và sau va chạm để kiểm chứng định luật.
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Xe 1 có khối lượng $0{,}3,kg$ chuyển động với vận tốc $0{,}8,m/s$ đến va chạm mềm với xe 2 có khối lượng $0{,}2,kg$ đang đứng yên. Sau va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với vận tốc đo được $0{,}45,m/s$ . Kiểm chứng bảo toàn động lượng.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm (Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín.; Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ .; So sánh tổng động lượng trước và sau va chạm để kiểm chứng định luật.).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Động lượng trước va chạm: $p_{trước} = 0{,}3 \cdot 0{,}8 = 0{,}24,kg \cdot m/s$ . Động lượng sau va chạm: $p_{sau} = (0{,}3 + 0{,}2) \cdot 0{,}45 = 0{,}225,kg \cdot m/s$ . Hai giá trị gần bằng nhau, sai số khoảng $6%$ do ma sát và sai số đo, phù hợp với định luật bảo toàn động lượng.
Bài 4: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.
Bài 5: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.
Bài 6: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

v = \frac{d}{\Delta t}

. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Xe 1 có khối lượng $0{,}3,kg$ chuyển động với vận tốc $0{,}8,m/s$ đến va chạm mềm với xe 2 có khối lượng $0{,}2,kg$ đang đứng yên. Sau va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với vận tốc đo được $0{,}45,m/s$ . Kiểm chứng bảo toàn động lượng.

Lời giải: Động lượng trước va chạm: $p_{trước} = 0{,}3 \cdot 0{,}8 = 0{,}24,kg \cdot m/s$ . Động lượng sau va chạm: $p_{sau} = (0{,}3 + 0{,}2) \cdot 0{,}45 = 0{,}225,kg \cdot m/s$ . Hai giá trị gần bằng nhau, sai số khoảng $6%$ do ma sát và sai số đo, phù hợp với định luật bảo toàn động lượng.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 5 kg ở độ cao 4 m so với mặt đất.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Một máy có công có ích 700 J, công toàn phần 1000 J. Tính hiệu suất của máy.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-B, 2-C, 3-D, 4-A.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (B): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín."
Câu 2 (C): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ ."
Câu 3 (D): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Mục đích của bài thực hành là kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng bằng thí nghiệm va chạm trên đệm khí hoặc trên máng trượt."
Câu 4 (A): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Dụng cụ thí nghiệm gồm máng trượt hoặc đệm khí để giảm ma sát, hai xe trượt có khối lượng đã biết, cổng quang điện kết hợp đồng hồ đo thời gian để xác định vận tốc, và băng dính hoặc nam châm để tạo va chạm mềm."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Mục đích của bài thực hành là kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng bằng thí nghiệm va chạm trên đệm khí hoặc trên máng trượt. Khi hai vật va chạm trong hệ gần như kín, tổng động lượng trước va chạm phải bằng tổng động lượng sau va chạm: $m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2 = m_1\vec{v}_1' + m_2\vec{v}_2'$ .
Tổng kết ghi nhớ: Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín.; Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ .; So sánh tổng động lượng trước và sau va chạm để kiểm chứng định luật.

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Xe 1 có khối lượng $0{,}3,kg$ chuyển động với vận tốc $0{,}8,m/s$ đến va chạm mềm với xe 2 có khối lượng $0{,}2,kg$ đang đứng yên. Sau va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với vận tốc đo được $0{,}45,m/s$ . Kiểm chứng bảo toàn động lượng.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 30: Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm (Va chạm trên đệm khí gần như là va chạm trong hệ kín.; Vận tốc đo bằng cổng quang điện: $v = \frac{d}{\Delta t}$ .; So sánh tổng động lượng trước và sau va chạm để kiểm chứng định luật.).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Động lượng trước va chạm: $p_{trước} = 0{,}3 \cdot 0{,}8 = 0{,}24,kg \cdot m/s$ . Động lượng sau va chạm: $p_{sau} = (0{,}3 + 0{,}2) \cdot 0{,}45 = 0{,}225,kg \cdot m/s$ . Hai giá trị gần bằng nhau, sai số khoảng $6%$ do ma sát và sai số đo, phù hợp với định luật bảo toàn động lượng.

Bài 4: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.

Bài 5: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.

Bài 6: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.