Giải Vật lí 10 Cánh diều Bài tập chủ đề 4

Giải Vật lý 10 trang 105 sách Cánh diều giúp các em học sinh lớp 10 có thêm nhiều gợi ý tham khảo để biết cách trả lời các câu hỏi Bài tập chủ đề 4: Động lượng.

Giải bài tập Vật lý 10: Bài tập chủ đề 4 các em sẽ biết cách trả lời toàn bộ các câu hỏi từ câu 1 đến câu 6 trong sách giáo khoa Vật lí 10 Cánh diều trang 105. Đồng thời qua đó giúp quý thầy cô tham khảo để soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết Soạn Lý 10 Bài tập chủ đề 4 trang 105 mời các bạn cùng đón đọc.

Bài 1

Một quả bóng được tăng tốc dưới tác dụng của trọng lực khi lăn xuống dọc một mặt phẳng nghiêng cố định. Động lượng của quả bóng có được bảo toàn trong quá trình này không? Giải thích.

Gợi ý đáp án

Ta có: quả bóng chịu các lực tác dụng như hình vẽ:

Theo đề cho, quả bóng lăn nhanh hơn khi xuống dốc, tức là độ lớn trọng lực P1 lớn hơn lực ma sát, dẫn tới tổng các ngoại lực tác dụng lên quả bóng theo phương chuyển động khác không, nên hệ quả bóng và mặt phẳng nghiêng không được coi là hệ kín. Vậy động lượng của quả bóng không được bảo toàn theo phương chuyển động.

Bài 2

Xác định động lượng trong các trường hợp sau:

a) Con dê có khối lượng 60 kg đang chuyển động về hướng đông với vận tốc 9,0 m/s.

b) Ô tô khối lượng 1000 kg chuyển động theo hướng bắc với vận tốc 20 m/s.

c) Một người có khối lượng 40 kg đang chuyển động về hướng nam với vận tốc 2 m/s

Gợi ý đáp án

a) Động lượng của con dê: p = mv = 60.9 = 540kg.m/s

b) Động lượng của ô tô: p = mv = 1000.20 = 20000kg.m/s

c) Động lượng của người: p = mv = 40.2 = 80kg.m/s

Bài 3

Một quả cầu khối lượng 2 kg, chuyển động với tốc độ 3,0 m/s, đập vuông góc vào tường và bị bật ngược trở lại với cùng tốc độ. So sánh động lượng và động năng của quả cầu trước và sau va chạm.

Gợi ý đáp án

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng trước khi đập vào tường.

Động lượng của quả bóng trước va chạm:

p1 = mv1 = 2.3 = 6kg.m/s

Động lượng của quả bóng sau va chạm:

p2 = mv2 = 2.(−3) = −6kg.m/s

Nhận xét: động lượng của quả bóng trước và sau va chạm có độ lớn bằng nhau nhưng ngược chiều.

Động năng của quả bóng trước va chạm:

Wd = $\frac{1}{2}$ m $v_{1}^{2}$ = $\frac{1}{2}$ .2.3² = 9J

Động năng của quả bóng sau va chạm:

Wd' = $\frac{1}{2}$ m $v_{2}^{2}$ = $\frac{1}{2}$ .2.(−3)² = 9J

Nhận xét: động năng của quả bóng trước và sau va chạm bằng nhau

Bài 4

Một ô tô khối lượng 900 kg khởi hành từ trạng thái nghỉ có gia tốc không đổi là 3,5 m/s². Tính động lượng của ô tô sau khi nó đi được quãng đường 40 m.

Gợi ý đáp án

Ô tô khởi hành từ trạng thái nghỉ nên: v0 = 0 m/s

Sau khi đi được quãng đường 40 m với gia tốc 3,5 m/s2 thì nó đạt vận tốc v1 thỏa mãn:

$v_{1}^{2} - v_{0}^{2} = 2as \Rightarrow v_{1} = \sqrt{2as} = \sqrt{2.3,5.40} = 2\sqrt{70} m/s$

Động lượng của ô tô khi đó: p = mv₁ = 900.2√70 = 15059,9 kg.m/s

Bài 5

Một quả bóng bida khối lượng 0,35 kg va chạm vuông góc vào mặt bên của mặt bàn bida và bật ra cũng vuông góc. Tốc độ của nó trước khi va chạm là 2,8 m/s và tốc độ sau khi va chạm là 2,5 m/s. Tính độ thay đổi động lượng của quả bida.

Gợi ý đáp án

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng bida trước khi va chạm với mặt bên của bàn bida.

Dựa vào dữ kiện bài toán thì ta thấy lúc sau va chạm quả bóng chuyển động ngược chiều dương đã chọn (vì cùng có phương vuông góc với mặt bên của mặt bàn).

Độ thay đổi động lượng của quả bóng: Δp = p2 − p1

Chiếu xuống chiều dương đã chọn:

Δp = mv₂ − mv₁ = 0,35.(−2,5)−0,35.2,8 = −1,855kg.m/s

Bài 6

Một quả bóng golf có khối lượng 0,046 kg. Tốc độ của quả bóng ngay sau khi rời khỏi gậy golf là 50 m/s. Gậy đánh gôn tiếp xúc với bóng trong thời gian 1,3 mili giây. Tính lực trung bình do gậy đánh gôn tác dụng lên quả bóng.

Gợi ý đáp án

Áp dụng công thức tính lực trung bình: F = $\frac{Δp}{Δt}$