Bài tập ôn tập Vật Lí 10 Kết nối tri thức Chương 5 (có đúng sai, trả lời ngắn)

1. Kiến thức trọng tâm

Chương 5 nghiên cứu động lượng và định luật bảo toàn động lượng. Động lượng của vật khối lượng $m$ chuyển động với vận tốc $\vec{v}$ là $\vec{p} = m\vec{v}$, đơn vị $kg \cdot m/s$. Động lượng là đại lượng vectơ, cùng hướng với vận tốc. Khi lực $\vec{F}$ tác dụng lên vật trong thời gian $\Delta t$, động lượng biến thiên theo công thức $\Delta\vec{p} = \vec{F}\Delta t$, trong đó $\vec{F}\Delta t$ gọi là xung lượng của lực.

Định luật bảo toàn động lượng: trong hệ kín, tổng động lượng của hệ được bảo toàn, $\vec{p}_1 + \vec{p}_2 + \dots + \vec{p}_n = \text{hằng số}$. Hệ kín là hệ không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc các ngoại lực cân bằng nhau. Định luật này đúng cho mọi va chạm: va chạm đàn hồi, va chạm mềm và cả quá trình nổ.

Trong va chạm mềm, các vật dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc sau va chạm. Định luật bảo toàn động lượng giải thích nguyên tắc hoạt động của tên lửa và hiện tượng súng giật lùi khi bắn.

2. Ví dụ minh họa

Một viên đạn khối lượng $0{,}01,kg$ bay với vận tốc $400,m/s$ đến găm vào một bao cát khối lượng $2,kg$ đang treo yên. Tính vận tốc chung của bao cát và đạn sau va chạm.

Lời giải: Áp dụng bảo toàn động lượng: $m_1v_1 = (m_1 + m_2)v$. Suy ra $v = \frac{0{,}01 \cdot 400}{0{,}01 + 2} = \frac{4}{2{,}01} \approx 1{,}99,m/s$. Vậy bao cát và đạn chuyển động cùng nhau với vận tốc khoảng $2,m/s$.

Một quả bóng $0{,}5,kg$ đổi vận tốc từ $6,m/s$ thành $-4,m/s$ sau va chạm với tường, độ biến thiên động lượng là $\Delta p = 0{,}5 \cdot (-4 - 6) = -5,kg \cdot m/s$.

3. Ghi nhớ

• Động lượng: $\vec{p} = m\vec{v}$; xung lượng: $\Delta\vec{p} = \vec{F}\Delta t$.
• Hệ kín: tổng động lượng được bảo toàn.
• Va chạm mềm: các vật dính vào nhau, chuyển động cùng vận tốc.