Bài giảng Vật lí 10 - Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng

BÀI 23ĐỘNG LƯỢNGĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNGCHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀNI. ĐỘNG LƯỢNGII. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNGHệ cô lập1ĐLBT ĐL của hệ cô lập2Va chạm mềm3Chuyển động bằng phản lực4Xung lượng của lực1Động lượng2NỘI DUNG1. XUNG LƯỢNG CỦA LỰCa. Hãy xét các ví dụ sau:1. Cầu Thủ A đá vô lê đã đưa quả bóng vào lưới.2. Quả bi-a chuyển động nhanh, khi chạm vào thành bàn thì bị đổi hướng.	 Vậy: Một lực có độ lớn đáng kể tác dụng vào vật trong thời gian ngắn có thể gây biến đổi trạng thái chuyển động của vật.=> Lực đá của chân làm đổi hướng và tăng tốc quả bóng.=> Lực phản của thành bàn làm đổi hướng quả bóng.b. Xung lượng của vậtTrong hai ví dụ trên:Có một lực đã tác động vào quả bóng làm nó bay đi thay đổi vận tốc và hướng.Khi quả bida vào thành bàn đã có một lực tác động vào nó làm đổi hướng chuyển động Khi một lực tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian rất nhỏ ∆t thì tích .∆t được định nghĩa là xung lực của lực trong khoảng thời gian ấy. Đơn vị là (N.s)2. ĐỘNG LƯỢNGa. Tác dụng của xung lượng của lựcTheo định luật II Newton ta có : F = ma hay m = Suy ra: m - m = . tb. Động lượng:  Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc là đại lượng được xác định bởi công thức:	 = m- Đơn vị động lượng là kg.m/sc. Mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực Ta có: - = t hay: 	 = t Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.Ý nghĩa : Lực tác dụng đủ mạnh trong một khoảng thời gian thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật. 1. HỆ CÔ LẬP a. Định nghĩa:  Một hệ vật gọi là hệ cô lập nếu chỉ có những lực của các vật trong hệ tác dụng lẫn nhau (gọi là nội lực) mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài hệ (gọi là ngoại lực), hoặc nếu có thì những lực này phải triệt tiêu lẫn nhau theo định luật III Niu – tơn.Lưu ý: Hệ cô lập còn gọi là hệ kín Một hệ gồm ít nhất hai vật trở lênII. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNGb. Ví dụ hệ cô lập:Xét hai bi tương tác không ma sát trên mặt phẳng ngangTrường hợp này hệ được xem là hệ cô lậpp1p2F12F21N2N12. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG CỦA HỆ CÔ LẬPXeùt hai hoøn bi va chaïm nhau nhö hình.a. Ví dụ: V1m1V2m2Tröôùc va chaïm:Sau va chaïm:m2V/2m1V/1Ñaët:Laø toång ñoäng löôïng heä tröôùc Đặt:Laø toång ñoäng löôïng heä sau Khi :	 Thì động lượng của hệ được bảo toàn.b. Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toànV1m1V2m2Tröôùc va chaïm:Sau va chaïm:m2V/2m1V/1Ñaët:Laø toång ñoäng löôïng heä tröôùc Đặt:Laø toång ñoäng löôïng heä sau 3. VA CHẠM MỀMM1M2= 0Trước khi va chạm: M1Sau khi va chạm: 	Vật m1 chuyển động trên mặt ngang nhẵn với vận tốc v1 , đến va chạm với một vật có khối lượng m2 đang nằm yên trên mặt phẳng ngang ấy, sau va chạm 2 vật nhập làm 1, chuyển động với vận tốc v. Đây là một hệ cô lập. Vì sao?Va chạm của hai vật m1 và m2 gọi là va chạm mềmV=?-Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:	Động lượng của hệ trước va chạm: + = m1 + = m1 	Động lượng của hệ sau va chạm:	 + = m1 + m2 	Vì không có ma sát nên các ngoại lực tác dụng có các trọng lực và các phản lực cân bằng nhau, hệ (m1, m2) là một hệ cô lập. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: 	+ = +  m1 = (m1 + m2)  = 	Va chạm trên đây của hai vật M1 và M2 được gọi là va chạm mềm. 4. CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰCTên lửa chuyển động được do đâu?a. Định nghĩa: Chuyển động bằng phản lực là chuyển động của vật tự tạo ra phản lực bằng cách phóng về một hướng một phần của chính nó, phần còn lại chuyển động theo hướng ngược lại.4. CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰCa. Định nghĩa: b. Xét ví dụ chuyển động của tên lửa:	Giả sử ban đầu tên lửa đứng yên. Động lượng ban đầu của cả tên lửa = 0. Sau khi lượng khí khối lượng m phụt ra phía sau với vận tốc là v thì tên lửa khối lượng M chuyển động với vận tốc V. Động lượng của hệ lúc đó là ? Gọi: 	m : khoái löôïng khí phuït ra	v : vận tốc của khối khí	M : khoái löôïng cuûa teân löûa	V : vaän toác cuûa teân löûa	Hãy áp dụng định luật bảo toàn định lượng để giải thích cho sự chuyển động của tên lửa trong ví dụ trên?BÀI TẬP CỦNG CỐCÂU HỎI14235CÂU 1	Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để được một câu có nội dung đúng:1. Vecto động lượng2. Với một hệ cô lập thì3. Nếu hình chiếu lên phương z của tổng ngoại lực tác dụng lên hệ vật bằng 0a) Động lượng của hệ được bảo toànb) Cùng hướng với vận tốcc) Thì hình chiếu lên phương z của tổng động lượng của hệ bảo toànĐÁP ÁNBÀI TẬP CỦNG CỐCÂU 2	Một vật có khối lượng 1kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 0.5 s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu?A. 5,0 kg.m/sB. 4,9 kg.m/sC. 10 kg.m/sD. 0,5 kg.m/sĐÁP ÁNCÂU 3	Trong quá trình nào sau đây, động lượng của ôtô được bảo toàn:A/ Ô tô tăng tốcB/ Ô tô giảm tốcC/ Ô tô chuyển động tròn đềuD/ Ô tô chuyển động thẳng đều trên đường có ma sátĐÁP ÁN