Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
1.
Khi hai xe chuyển động trên đệm khí nằm ngang, hệ hai xe chuyển động là hệ kín vì không có ngoại lực nào tác dụng lên hệ.
2.
Để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm, ta cần đo khối lượng của hai xe và vận tốc của hai xe trước và sau khi va chạm.
3.
Các trường hợp có thể xảy ra khi cho hai xe va chạm trên đệm khí:
+ TH 1: Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau
+ TH 2: Sau khi va chạm, hai xe chuyển động về hai phía ngược nhau
Cách đo các đại lượng để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm
+ Bước 1: Xác định khối lượng của hai xe bằng cách cho hai xe lên cân điện tử
+ Bước 2: Đo quãng đường giữa hai cổng quang điện, khởi động lại đồng hồ đo thời gian hiện số.
+ Bước 3: Thực hiện thí nghiệm và ghi lại kết quả
Do vật thực hiện chuyển động trong thời gian ngắn nên coi vật chuyển động thẳng đều
Động lượng của vật là: \(p=m\cdot v=m\cdot\dfrac{s}{t}\)
4.
Thiết kế phương án thí nghiệm:
Bước 1: Điều chỉnh cho băng đệm khí nằm ngang và lắp ống dẫn khí từ bơm nén vào băng đệm khí.
Bước 2: Lắp hai cổng quang điện vào hai giá đỡ đặt cách nhau một khoảng.
Bước 3: Nối dây từ hai cổng quang điện vào đồng hồ đo thời gian hiện số .
Bước 4: Lắp tấm cản quang và các chốt cắm thích hợp lên mỗi xe và đặt hai xe lên băng đệm khí.
Bước 5: Cấp điện cho bơm nén khí và đồng hồ đo thời gian hiện số.
Chọn đáp án D
? Lời giải:
+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe
Áp dụng công thức v = v 0 + a t ⇒ a = v − v 0 t
Đối với xe một: a 1 = v 1 − v 01 t = 100 − 50 t = 50 t
Đối với xe hai: a 2 = v 2 − v 02 t = 100 − 150 t = − 50 t
Hai xe va chạm nhau theo định luật III Newton ta có
F 12 = − F 21 ⇒ m 2 a 2 = − m 1 a 1 ⇒ m 2 ( − 50 t ) = − m 1 50 t ⇒ m 1 = m 2
Khối lượng của hai xe là như nhau và đều có độ lớn là m = 0,245 (kg)
Động lượng của xe 1 trước va chạm: p1 = 0,444.m
Động lượng của xe 1 sau va chạm: p’1 = 0,316.m
=> Độ thay đổi động lượng của xe 1 là: \(\Delta {p_1} = \left| {p_1' - {p_1}} \right| = 0,444m - 0,316m \approx 0,03(kg.m/s)\)
Động lượng của xe 2 trước va chạm: p2 = 0,316.m
Động lượng của xe 2 sau va chạm: p’2 = 0,438.m
=> Độ thay đổi động lượng của xe 2 là: \(\Delta {p_2} = \left| {p_2' - {p_2}} \right| = 0,438m - 0,316m \approx 0,03(kg.m/s)\)
=> Độ thay đổi động lượng của xe 1 và xe 2 bằng nhau.
- Trong quá trình va chạm động lượng và động năng của hệ có được bảo toàn.
- Ngoài ra, những kiến thức về động lượng có thể được vận dụng trong thực tiễn như:
+ Hệ thống túi khí và đai an toàn trong ô tô giúp người ngồi trong xe hạn chế tối đa chấn thương khi xảy ra va chạm giao thông.
+ Vận động viên nhảy xa nhún chân, chùng đầu gối khi tiếp đất mục đích để tăng thời gian va chạm, giảm lực tác dụng.
+ Chế tạo hệ thống động cơ chuyển động bằng phản lực.
…
Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu A là chiều dương. Hệ vật gồm hai quả cầu A và B. Gọi v 1 , v 2 và v ' 1 , v ' 2 là vận tốc của hai quả cầu trước và sau khi va chạm.
Vì hệ vật chuyển động không ma sát và ngoại lực tác dụng lên hệ vật (gồm trọng lực và phản lực của máng ngang) đều cân bằng nhau theo phương thẳng đứng, nên tổng động lượng của hệ vật theo phương ngang được bảo toàn (viết theo trị đại số):
m 1 v ' 1 + m 2 v ' 2 = m 1 v 1 + m 2 v 2
2. v ' 1 + 3. v ' 2 = 2.3 +3.1 = 9
Hay v ' 1 + 1,5. v ' 2 = 4,5 ⇒ v ' 2 = 3 - 2 v ' 1 /3 (1)
Đồng thời, tổng động năng của hệ vật cũng bảo toàn, nên ta có:
m1 v ' 1 2 /2 + m2 v ' 2 2 /2 = m1 v 1 2 /2 + m2 v 2 2 /2
2 v ' 1 2 /2 + 3 v ' 2 2 /2 = 2. 3 2 /2 + 3. 1 2 /2
Hay v ' 1 2 + 1,5 v ' 2 2 = 10,5 ⇒ v ' 2 2 = 7 - 2 v ' 1 2 /3 (2)
Giải hệ phương trình (1), (2), ta tìm được: v ' 1 = 0,6 m/s; v ' 2 = 2,6 m/s
(Chú ý: Loại bỏ cặp nghiệm v ' 1 = 3 m/s, v ' 2 = 1 m/s, vì không thỏa mãn điều kiện v ' 2 > v 2 = 1 m/s)
Xét định luật bảo toàn động lượng tại hệ kín theo chuyển động của hai xe:
\(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p_1'}+\overrightarrow{p_2'}\)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của 2 xe ban đầu:
\(2\cdot5+3\cdot3=2\cdot2+3v_2'\)
\(\Rightarrow v_2'=5\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
Phương án thực hành:
+ Đặt hai xe có khối lượng bằng nhau trên giá đỡ nằm ngang.
+ Cho hai xe va chạm vào nhau. Sau va chạm hai xe chuyển động rời xa nhau
+ Đọc và ghi kết quả của từng xe trước và sau va chạm. Từ đó tính và đánh giá động lượng, năng lượng của hai xe trước và sau va chạm.
Chọn các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang vì khi các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang thì thế năng của các xe không thay đổi, vì vậy ta chỉ cần xác định tốc độ của các vật trước và sau khi va chạm.
Các trường hợp có thể xảy ra khi hai xe va chạm vào nhau
+ TH1: Hai xe dính vào nhau và di chuyển cùng nhau về phía trước
+ TH2: Một xe dừng lại, xe còn lại di chuyển về phía trước
+ TH3: Hai xe di chuyển ngược lại so với hướng di chuyển ban đầu
Cách xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm, ta sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm xác định động lượng, từ đó kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng.