Vật lí 10 Bài 28: Động lượng
Mục tiêu và kiến thức nền
Tính động lượng có hướng; liên hệ xung lượng hợp lực với độ biến thiên động lượng.
Chuẩn bị: đọc đơn vị, đổi đơn vị SI và tính toán với số, vectơ đơn giản.
Động lượng mang thông tin hướng
Động lượng p⃗ = mv⃗ cùng hướng vận tốc với m dương. Đơn vị kg·m/s. Trong một chiều, chọn chiều dương trước để tính p có dấu. Hai vật có tốc độ bằng nhau chưa chắc động lượng bằng nhau vì còn phụ thuộc khối lượng và chiều chuyển động.
Lực làm thay đổi động lượng
Trong khoảng thời gian Δt, xung lượng của hợp lực trung bình bằng Δp⃗. Nếu hợp lực không đổi, dùng chính lực đó. Công thức có giá trị cả khi vận tốc đổi chiều; phải lấy p cuối trừ p đầu, không chỉ lấy hiệu các độ lớn.
Vì sao đệm làm giảm lực va chạm?
Với cùng độ biến thiên động lượng, tăng thời gian hãm giúp giảm độ lớn lực trung bình. Đệm và dây an toàn làm tăng thời gian giảm tốc, nhưng không làm động lượng ban đầu tự biến mất. Lực trung bình không nhất thiết bằng lực lớn nhất trong va chạm.
Công thức và điều kiện áp dụng
Ví dụ có lời giải
Ví dụ 1. Đổi chiều là thay đổi lớn
Bóng 0,2 kg bay 10 m/s theo chiều dương rồi bật lại 8 m/s. p đầu = 2; p cuối = −1,6 kg·m/s. Δp = −3,6 kg·m/s, không phải −0,4.
Ví dụ 2. Tính lực trung bình
Bóng 0,1 kg đang chạy 20 m/s bị giữ đứng yên trong 0,05 s. Độ biến thiên động lượng = −2 kg·m/s; hợp lực trung bình = −40 N, ngược chiều chuyển động ban đầu.
Lỗi thường gặp
- Động lượng là vectơ, động năng là vô hướng.
- Khi bật ngược, vận tốc cuối đổi dấu.
- Công thức dùng hợp lực trung bình trong khoảng xét.
Tự kiểm tra và vận dụng
Thử trả lời trước khi mở lời giải. Để nhập đáp án, làm từng ý đúng/sai và luyện cả chủ đề, chọn bộ luyện ở cuối bài.
Câu 1. Đơn vị động lượng là
Xem đáp án và lời giải
Đáp án A. p = mv nên đơn vị kg·m/s, tương đương N·s.
Câu 2. Vật 2 kg có vận tốc +3 m/s. Động lượng đại số bằng bao nhiêu kg·m/s?
Xem đáp án và lời giải
Đáp án: 6. p = 2×3 = 6 kg·m/s.
Câu 3. Về động lượng và xung lượng.
- Động lượng cùng hướng vận tốc.
- Đổi chiều có thể làm động lượng đổi dù tốc độ giữ nguyên.
- Xung lượng có đơn vị N·s.
- Lực trung bình luôn bằng lực cực đại.
Xem đáp án và lời giải
a) Đúng vì m dương. b) Đúng: động lượng là vectơ. c) Đúng. d) Sai: lực có thể biến thiên trong va chạm.
Câu 4. Bóng 0,5 kg đang chạy +4 m/s rồi bật lại −2 m/s. Tính Δp.
Xem đáp án và lời giải
p₁ = 2 kg·m/s; p₂ = −1 kg·m/s. Δp = −1 − 2 = −3 kg·m/s.
Câu 5. Vật 0,2 kg từ nghỉ đạt 5 m/s trong 0,1 s. Tính hợp lực trung bình.
Xem đáp án và lời giải
Δp = 0,2×5 = 1 kg·m/s. F_TB = 1/0,1 = 10 N theo chiều vận tốc cuối.
Câu 6. Cùng vật bị dừng từ cùng vận tốc: thời gian hãm tăng từ 0,02 s lên 0,10 s. Lực trung bình thay đổi thế nào?
Xem đáp án và lời giải
Độ biến thiên động lượng như nhau. Thời gian tăng 5 lần nên độ lớn hợp lực trung bình giảm 5 lần. Đây là so sánh lực trung bình, không suy ra mọi giá trị lực tức thời.
Sơ đồ ghi nhớ
- p = mv có hướng
- Chọn chiều dương
- Δp = p cuối − p đầu
- F trung bình = Δp/Δt
Học tiếp và luyện tập
Biên soạn: Gia Sư SV.