Giải bài tập sách bài tập (SBT) vật lí lớp 10 chân trời sáng tạo bài 19 Các loại va chạm
Hướng dẫn giải bài 19 Các loại va chạm
Sách bài tập (SBT) vật lý lớp 10 trong bộ sách "Chân trời sáng tạo" được biên soạn theo chương trình đổi mới của Bộ giáo dục. Bài 19 giới thiệu về các loại va chạm, một khái niệm quan trọng trong vật lý. Hướng dẫn giải chi tiết và cụ thể trong sách sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về chủ đề này.
Việc nắm bắt được các loại va chạm sẽ giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tế và giải quyết các bài tập liên quan. Hi vọng rằng, cách hướng dẫn trong sách sẽ giúp học sinh phát triển kỹ năng suy luận và vận dụng kiến thức một cách hiệu quả.
Bài tập và hướng dẫn giải
A. TRẮC NGHIỆM
Câu 19.1 Chọn từ/ cụm từ thích hợp để điền vào chỗ trống trong đoạn dưới đây:
Va chạm mềm (còn gọi là va chạm (1) … ) xảy ra khi hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng (2) … sau va chạm. Động năng của hệ sau va chạm (3) … động năng của hệ trước va chạm.
A. (1) đàn hồi; (2) vận tốc; (3) bằng.
B. (1) đàn hồi; (2) tốc độ; (3) lớn hơn.
C. (1) không đàn hồi; (2) vận tốc; (3) nhỏ hơn.
D. (1) không đàn hồi; (2) tốc độ; (3) bằng.
Câu 19.2 Va chạm đàn hồi và va chạm mềm khác nhau ở điểm nào sau đây?
A. Hệ va chạm đàn hồi có động lượng bảo toàn còn va chạm mềm thì động lượng không bảo toàn.
B. Hệ va chạm đàn hồi có động năng không thay đổi còn va chạm mềm thì động năng thay đổi.
C. Hệ va chạm mềm có động năng không thay đổi còn va chạm đàn hồi thì động năng thay đổi.
D. Hệ va chạm mềm có động lượng bảo toàn còn va chạm đàn hồi thì động lượng không bảo toàn.
Câu 19.3 Cho hai vật va chạm trực diện với nhau, sau va chạm, hai vật dính liền thành một khối và chuyển động với cùng vận tốc. Động năng của hệ ngay trước và sau va chạm lần lượt là Wđ và W'đ. Biểu thức nào dưới đây là đúng?
A. Wđ = W'đ.
B. Wđ < W'đ.
C. Wđ > W'đ.
D. Wđ = 2W'đ.
Câu 19.4 Trong điều kiện nào dưới đây, hai vật chuyển động đến va chạm đàn hồi với nhau và đứng yên sau va chạm?
A. Hai vật có khối lượng và vận tốc được chọn một cách thích hợp đến va chạm với nhau.
B. Một vật khối lượng rất nhỏ đang chuyển động va chạm với một vật có khối lượng rất lớn đang đứng yên.
C. Hai vật có khối lượng bằng nhau, chuyển động ngược chiều nhau với cùng một vận tốc.
D. Không thể xảy ra hiện tượng trên.
Câu 19.5 Khẳng định nào sau đây là không đúng trong trường hợp hai vật cô lập va chạm mềm với nhau?
A. Năng lượng của hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.
B. Cơ năng của hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.
C. Động lượng của hệ trước và sau va chạm được bảo toàn.
D. Trong quá trình va chạm, hai vật chịu lực tác dụng như nhau về độ lớn.
Câu 19.6 Hai vật nhỏ có khối lượng khác nhau ban đầu ở trạng thái nghỉ. Sau đó, hai vật đồng thời chịu tác dụng của ngoại lực không đổi có độ lớn như nhau và bắt đầu chuyển động. Sau cùng một khoảng thời gian, điều nào sau đây là đúng?
A. Động năng của hai vật như nhau.
B. Vật có khối lượng lớn hơn có động năng lớn hơn.
C. Vật có khối lượng lớn hơn có động năng nhỏ hơn.
D. Không đủ dữ kiện để so sánh.
Câu 19.7 Vật 1 khối lượng m đang chuyển động với tốc độ v$_{o}$ đến va chạm đàn hồi với vật 2 có cùng khối lượng và đang đứng yên. Nếu khối lượng vật 2 tăng lên gấp đôi thì động năng của hệ sau va chạm
A. không đổi.
B. tăng 2 lần.
C. giảm 1,5 lần.
D. tăng 1,5 lần.
B. TỰ LUẬN
Bài 19.1 Trong giờ học Vật lí, một bạn học sinh đã phát biểu rằng: “Nếu sau khi va chạm với nhau, hai vật chuyển động với cùng tốc độ thì hai vật đó đã xảy ra va chạm mềm”. Em hãy cho biết phát biểu trên có hợp lí hay không?
Bài 19.2 So sánh sự giống và khác nhau giữa va chạm đàn hồi và va chạm mềm.
Bài 19.3 Trong tai nạn xe hơi, tại sao khả năng bị thương trong va chạm trực diện lại lớn hơn va chạm từ phía sau?
Bài 19.4 Trong các vụ tai nạn trực diện, đầu xe là phần bị hư hại nhiều nhất (bị biến dạng hoặc thậm chí vỡ thành các mảnh nhỏ) như Hình 19.1. Tại sao các kĩ sư lại không thiết kế đầu xe bằng các vật liệu cứng hơn để hạn chế thiệt hại khi va chạm.
Bài 19.5 Đồ thị trong Hình 19.2 mô tả sự phụ thuộc của độ lớn lực F tác dụng lên một chất điểm theo thời gian. Biết chất điểm có khối lượng 1,5 kg và ban đầu ở trạng thái nghỉ. Xác định tốc độ của chất điểm tại các thời điểm:
a) t = 3 s.
b) t = 5 s.
Bài 19.6 Con lắc đạn đạo là thiết bị được sử dụng để đo tốc độ của viên đạn. Viên đạn được bắn vào một khối gỗ lớn treo lơ lửng bằng dây nhẹ, không dãn. Sau khi va chạm, viên đạn ghim vào trong khối gỗ. Sau đó, toàn bộ hệ khối gỗ và viên đạn chuyển động như một con lắc lên độ cao h (Hình 19.3). Xét viên đạn có khối lượng m1 = 5 g, khối gỗ có khối lượng m2 = 1 kg và h = 5 cm. Lấy g = 9,8 m/s$^{2}$. Bỏ qua lực cản của không khí.
a) Tính vận tốc của hệ sau khi viên đạn ghim vào khối gỗ.
b) Tính tốc độ ban đầu của viên đạn.
Bài 19.7 Một ô tô con khối lượng 1,2 tấn đang chuyển động với tốc độ 25 m/s thì va chạm vào đuôi của một xe tải khối lượng 9 tấn đang chạy cùng chiều với tốc độ 20 m/s (Hình 19.4). Sau va chạm, ô tô con vẫn chuyển động theo hướng cũ với tốc độ 18 m/s.
a) Xác định vận tốc của xe tải ngay sau va chạm.
b) Xác định phần năng lượng tiêu hao trong quá trình va chạm. Giải thích tại sao lại có sự tiêu hao năng lượng này.
Bài 19.8 Một khẩu pháo được gắn chặt vào xe và xe có thể di chuyển dọc theo đường ray nằm ngang như Hình 19.5. Khẩu pháo bắn ra một viên đạn khối lượng 200 kg với tốc độ 125 m/s theo hướng hợp với phương ngang một góc 45$^{o}$. Biết khối lượng của khẩu pháo và xe là 5 000 kg. Tính tốc độ giật lùi của khẩu pháo.
