Giải SBT Vật lí 10 Bài 19. Các loại va chạm có đáp án

Đáp án đúng là: C

Va chạm mềm (còn gọi là va chạm (1) không đàn hồi ) xảy ra khi hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng (2) vận tốc sau va chạm. Động năng của hệ sau va chạm (3) nhỏ hơn động năng của hệ trước va chạm.

Đáp án đúng là: B

Hệ va chạm đàn hồi có động năng không thay đổi còn va chạm mềm thì động năng thay đổi.

Đáp án đúng là: C

Trong trường hợp này là va chạm mềm, nên động năng của hệ lúc sau va chạm nhỏ hơn động năng của hệ lúc trước va chạm.

Đáp án đúng là: D

Va chạm đàn hồi, hệ quả có thể xảy ra các trường hợp sau:

- Hai vật đến va chạm, sau va chạm mỗi vật chuyển động với một tốc độ khác nhau và ngược chiều nhau.

- Hai vật đến va chạm, một vật đứng yên, một vật chuyển động theo chiều ngược lại.

Không thể xảy ra hiện tượng cả hai vật đứng yên sau va chạm, vì trước khi va chạm, tổng động lượng của hệ khác không.

Đáp án đúng là: B

Trong va chạm mềm, động năng của hệ sau va chạm nhỏ hơn động năng của hệ trước va chạm nên cơ năng của hệ không bảo toàn.

Đáp án đúng là: C

Ta có: $Δ\overrightarrow{p}=\overrightarrow{F}.Δt$ . Ban đầu, vật ở trạng thái nghỉ nên:

$\overrightarrow{p}=\overrightarrow{F}.Δt\Rightarrow {p}^{2}={F}^{2}.{(Δt)}^{2}$

$\Rightarrow 2m.{\text{W}}_{đ}={F}^{2}.{(Δt)}^{2}$

$\Rightarrow {\text{W}}_{đ}=\frac{{F}^{2}.{(Δt)}^{2}}{2m}$

Như vậy, vật có khối lượng càng lớn thì động năng càng bé.

Đáp án đúng là: A

Vì va chạm là đàn hồi nên động năng của hệ sau va chạm bằng động năng của hệ trước va chạm và bằng động năng của vật 1 trước va chạm: ${\text{W}}_{đ}=\frac{1}{2}m.{v}_{0}^{2}$

- Giống nhau: Động lượng của hệ va chạm bảo toàn trong cả hai trường hợp.

- Khác nhau:

b. $Δp=F.Δt\Rightarrow {v}_{t=5s}-{v}_{t=3s}=\frac{F.Δt}{m}$

$\Rightarrow {v}_{t=5s}={v}_{t=3s}+\frac{F.Δt}{m}=8+\frac{(-2).2}{1{,}5}\approx 5{,}33m/s$

a. Chọn gốc thế năng tại vị trí thấp nhất của con lắc

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ ngay sau khi va chạm cho đến khi con lắc đạt độ cao cực đại:

$\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}).{v}^{2}=({m}_{1}+{m}_{2}).g.h$

$\Rightarrow v=\sqrt{2g.h}=\sqrt{2.9{,}8.0{,}05}\approx 0{,}99m/s$

b. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ khối gỗ - viên đạn ngay trước và sau va chạm:

${m}_{1}.\overrightarrow{{v}_{0}}=({m}_{1}+{m}_{2}).\overrightarrow{v}$

$\Rightarrow \overrightarrow{{v}_{0}}=\frac{({m}_{1}+{m}_{2}).\overrightarrow{v}}{{m}_{1}}$

Ta có độ lớn:

$\Rightarrow {v}_{0}=\frac{({m}_{1}+{m}_{2}).v}{{m}_{1}}=\frac{(0{,}005+1).0{,}99}{0{,}005}\approx 198{,}99m/s$

a. Gọi m$_{1}$, m$_{2}$ lần lượt là khối lượng xe ô tô con và xe tải; v$_{1}$, v$_{1}$’, v$_{2}$, v$_{2}$’ lần lượt là vận tốc của xe ô tô con, xe tải ngay trước và sau va chạm.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ xe ô tô con – xe tải ngay trước và sau khi xảy ra va chạm:

${m}_{1}.\overrightarrow{{v}_{1}}+{m}_{2}.\overrightarrow{{v}_{2}}={m}_{1}.\overrightarrow{v{'}_{1}}+{m}_{2}.\overrightarrow{v{'}_{2}}(*)$

Chiếu (*) lên hướng chuyển động ban đầu của ô tô con:

${m}_{1}.{v}_{1}+{m}_{2}.{v}_{2}={m}_{1}.{v}_{1}'+{m}_{2}.{v}_{2}'$

$\Rightarrow {v}_{2}'=\frac{{m}_{1}.{v}_{1}+{m}_{2}.{v}_{2}-{m}_{1}.{v}_{1}'}{{m}_{2}}=\frac{1200.25+9000.20-1200.18}{9000}\approx 20{,}93m/s$

Như vậy, xe ô tô tải vẫn chuyển động theo hướng cũ với tốc độ 20,93 m/s.

b. Năng lượng tiêu hao trong quá trình va chạm:

$E=\frac{1}{2}{m}_{1}.{v}_{1}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{2}.{v}_{2}^{2}-(\frac{1}{2}{m}_{1}.v{'}_{1}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{2}.v{'}_{2}^{2})\approx 9308\ J$

Năng lượng tiêu hao làm biến dạng kết cấu của hai xe, động năng các mảnh vỡ, nhiệt lượng ở bề mặt tiếp xúc, …

Gọi $\overrightarrow{{v}_{1}};\overrightarrow{{v}_{2}}$ lần lượt là vận tốc của viên đạn và khẩu pháo (khẩu pháo + xe) ngay sau khi bắn; m$_{1}$, m$_{2}$ lần lượt là khối lượng của viên đạn và khẩu pháo (khẩu pháo + xe).

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ viên đạn + khẩu pháo ngay trước và sau khi bắn:

$\overrightarrow{0}={m}_{1}.\overrightarrow{{v}_{1}}+{m}_{2}.\overrightarrow{{v}_{2}}\Rightarrow \overrightarrow{{v}_{2}}=-\frac{{m}_{1}.\overrightarrow{{v}_{1}}}{{m}_{2}}$

Nghĩa là pháo giật lùi cùng phương, ngược chiều vectơ vận tốc của đạn với tốc độ:

${v}_{2}=\frac{{m}_{1}.{v}_{1}}{{m}_{2}}=\frac{200.125}{5000}=5m/s$

Tốc độ giật lùi của khẩu pháo trên phương ngang:

${v}_{2x}={v}_{2}.\cos 45^{\circ}\approx 3{,}54m/s$