Bài 23.4, 24.5, 23.6 trang 55,56 SBT Vật lí 10

23.4.

Một viên bi thủy tinh khối lượng 5 g chuyển động trên một máng thẳng ngang với vận tốc 2 m/s, tới va chạm vào một viên bi thép khối lượng 10 g đang nằm yên trên cùng máng thẳng đó và đẩy viên bi thép chuyển động với vận tốc 1,5 m/s cùng chiều với chiều chuyển động ban đầu của viên bi thủy tinh. Xác định độ lớn của vận tốc và chiều chuyển động của viên bi thủy tinh sau khi va chạm với viên bi thép. Coi các viên bi như các chất điểm. Bỏ qua ma sát.

A. 0,5 m/s, cùng chiều ban đầu

B. 1 m/s, ngược chiều ban đầu

C. 0,75 m/s, ngược chiều ban đầu

D. 1,5 m/s, cùng chiều ban đầu

Phương pháp giải:

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng \({p_1} + {p_2} = p{'_1} + p{'_2} \to {m_1}{v_1} = {m_1}v{'_1} + {m_2}{v_2}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có: 

+ Trước va chạm: p1 = m1v1, p2 = 0

+ Sau va chạm: p1' = m1v1', p2' = m2v2

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng \({p_1} + {p_2} = p{'_1} + p{'_2} \to {m_1}{v_1} = {m_1}v{'_1} + {m_2}{v_2}\)

Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động của viên bi thủy tinh ban đầu:\( \to 0,005.2 = 0,005v{'_1} + 0,01.1,5\)

\( \to v{'_1} =  - 1m/s\)

Chọn đáp án B

23.5.

Một đầu đạn khối lượng 10 g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng khối lượng 5 kg với vận tốc 600 m/s. Nếu bỏ qua khối lượng của vỏ đạn thì vận tốc giật của súng là

A. 12 cm/s

B. 1,2 m/s

C. 12 m/s

D. 1,2 cm/s

Phương pháp giải:

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng \(\overrightarrow {{p_1}}  + \overrightarrow {{p_2}}  = \overrightarrow {p{'_1}}  + \overrightarrow {p{'_2}} \)

Lời giải chi tiết:

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng \(\overrightarrow {{p_1}}  + \overrightarrow {{p_2}}  = \overrightarrow {p{'_1}}  + \overrightarrow {p{'_2}} \)

Ban đầu hệ súng và đạn đứng yên nên tổng động lượng bằng 0

\( \to \overrightarrow {p{'_1}}  + \overrightarrow {p{'_2}}  = 0 \to 0,01.600 + 5.v{'_2} = 0 \to v{'_2} =  - 1,2m/s\)

Vậy súng bị giật về phía sau với vận tốc 1,2 m/s

Chọn đáp án B

23.6.

Từ độ cao 20 m, một viên bi khối lượng 10 g rơi tự do với gia tốc 10 m/s² xuống tới mặt đất và nằm yên tại đó. Xác định xung lượng của lực do mặt đất tác dụng lên viên bi khi chạm đất.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \(\overrightarrow {\Delta p}  = \overrightarrow F .\Delta t\)

Lời giải chi tiết:

Chọn chiều chuyển động rơi của viên bi là chiều dương. Ngay trước khi chạm đất, viên bi đạt vận tốc \(v = \sqrt {2gh} \). Khi bị mặt đất cản lại và nằm yên đó thì viên bi có vận tốc v'= 0.

Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng :

Δp = F.Δt, với Δp = p' - p = m.0 - mv

Suy ra :  \(F\Delta t = - m\sqrt {2gh} \approx - {10.10^{ - 3}}\sqrt {2.10.20} = - 0,2(N.s)\)

Dấu (-) chứng tỏ xung lượng của lực do mặt đất tác dụng lên viên bi ngược hướng với vận tốc rơi của viên bi.

Loigiaihay.com