Bài giảng Bài toán va chạm nhằm giúp học sinh hiểu được khái niệm va chạm, phân biệt được từng loại va chạm và đặc điểm của chúng. Qua đó, nắm được các kiến thức cơ bản áp dụng giải các bài toán va chạm từ đơn giản đến phức tạp. Từ đó rút ra kinh nghiệm, kỹ năng giải quyết các bài toán va chạm một cách ngắn gọn và đúng nhất. Show NỘI DUNG BÀI HỌCChúng ta xét qua dạng 3: Bài toán va chạm. Ở lớp 10, chúng ta đã học về va chạm và hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu thêm một số dạng của bài toán va chạm có thể gặp trong các đề thi. Do năng lượng sinh ra khi đạn nổ (nội lực) lớn hơn rất rất nhiều so với sức cản của môi trường (ngoại lực) nên ta coi như hệ đạn nổ không chịu tác dụng của ngoại lực → có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp này. Hệ ban đầu là vật có khối lượng m, bị nổ thành 2 mảnh có khối lượng m1 và m2 sao cho m = m1 + m2 \[mV\] = \[m_1.\vec{v_{1}}+m_2.\vec{v_{2}}\] Trong đó:
Video hướng dẫn giải bài tập bảo toàn động lượng hệ đạn nổBài tập bảo toàn động lượng hệ đạn nổBài 1: Một viên đạn 2kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc 250m/s nổ thành hai mảnh. Mảnh khối lượng 1,5kg có vận tốc bằng 250m/s bay thẳng đứng xuống dưới. Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào? Với vận tốc bằng bao nhiêu? Hướng dẫn hướng dẫn giải Bài tập bảo toàn động lượng hệ đạn nổ, vật lí 10 Phân tích bài toán  \[\vec{p}=\vec{p_{1}}+\vec{p_{{2}}}\] Giải \[p_{2}=\sqrt{p^{2}+p_{1}^{2}}\]=625kg.m/s \=> \[v_{2}=\dfrac{p_{2}}{m_{2}}\]= 1250 (m/s) tanα=\[\dfrac{p_{1}}{p}\]=> α=36,86o [collapse] Bài 2: Một viên đạn có khối lượng 3kg chuyển động với vận tốc 250√2 m/s thẳng đứng hướng lên nổ thành hai mảnh. Mảnh 2kg có vận tốc 375m/s hợp với phương thẳng đứng góc bằng 45o. Tìm vận tốc và hướng bay của mảnh còn lại Hướng dẫn hướng dẫn giải Bài tập bảo toàn động lượng hệ đạn nổ, vật lí 10 Phân tích bài toán Giải \[p_{2}=\sqrt{p^{2}+p_{1}{2}-2p.p_{1}cos45{o}}\]=750kg.m/s \=> \[v_{2}=\dfrac{p_{2}}{m_{2}}\]= 750 (m/s) \[p_{1}=\sqrt{p^{2}+p_{2}^{2}-2p.p_{2}cosα_{2}}\] => α2=30o [collapse] Bài 3: viên đạn chuyển động với vận tốc 300m/s theo phương ngang thì nổ thành hai mảnh. Mảnh khối lượng 5kg chuyển động với vận tốc 400√3 m/s thẳng đứng lên trên, mảnh thứ hai có khối lượng 15kg. Xác định vận tốc và phương bay của mảnh thứ 2. Hướng dẫn hướng dẫn giải Bài tập bảo toàn động lượng hệ đạn nổ, vật lí 10 Phân tích bài toán v1=400√3m/s; m=m1 + m2=20kg \[\vec{p}=\vec{p_{1}}+\vec{p_{2}}\] Giải \[p_{2}=\sqrt{p^{2}+p_{1}^{2}}\]=6928kg.m/s \=> \[v_{2}=\dfrac{p_{2}}{m_{2}}\]= 461 (m/s) tanα=\[\dfrac{p_{1}}{p}\]=> α=30o. [collapse] Bài 4. Một hạt nhân phóng xạ ban đầu đứng yên phân rã thành 3 hạt: electron; nơtrino và hạt nhân con. Động lượng của electron là 9.10${-23}$kg.m/s, động lượng của hạt nơtrino vuông góc với động lượng của electron và có độ lớn 12.10${-23}$kg.m/s. Tìm hướng và độ lớn động lượng của hạt nhân con. Hướng dẫn hướng dẫn giải Bài tập bảo toàn động lượng hệ đạn nổ, vật lí 10 Định luật bảo toàn động lượng \[\vec{p_e}\] + \[\vec{p_n}\] + \[\vec{p_{nh}}\] = 0 \=> hướng của các hạt như hình vẽ \=> p$_{nh}$2 = p$_{n}$2 + p$_{e}$2 => p$_{nh}$ = 15.10$^{-23}$kg.m/s tanα = p$_{n}$/p$_{e}$ = 4/3 => α = 53o β = 180o – α = 127o [collapse] Bài 5. Lựu đạn ném từ mặt đất với vận tốc vo = 20m/s theo phương lệch với phương ngang góc α = 30o. Lên tới điểm cao nhất nó nổ thành hai mảnh bằng nhau. Mảnh I rơi thẳng đứng với vận tốc đầu v1 = 20m/s. 1. Định luật bảo toàn động lượng: – Điều kiện áp dụng: HỆ KÍN 2. Ví dụ minh họa: Một viên đạn khối lượng 2 kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250 m/s thì nổ thành 2 mảnh có khối lượng bằng nhau. Biết mảnh 1 bay với vận tốc 250 m/s theo phương ngang. Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc bằng bao nhiêu? Giải: – Trước tiên, các em sẽ nhận thấy hệ này là hệ kín vì: (làm cho viên đạn nổ) >> (ngoại lực) – Trước khi nổ, ta có: – Sau khi nổ, viên đạn tách ra thành 2 mảnh nên: với lần lượt là động lượng của mảnh 1 và 2. – Theo định luật bảo toàn động lượng, các em sẽ có: Sau khi phân tích các yếu tố xong,theo yêu cầu của đề bài, các em phải xác định phương và vận tốc của mảnh 2. Nghĩa là: cần phải xác định được . – Muốn vậy, ta tiến hành vẽ hình bình hành để xác định – Đầu tiên, vẽ vectơ đã biết hướng. – Dùng quy tắc hình bình hành vẽ vectơ – Chuyển về biểu thức đại số: Cách 1: Chọn trục Oxy như hình vẽ Chiếu (*) xuống 2 trục Ox, Oy. Ta có: Lấy (1) chia cho (2) ta có: Suy ra: Do đó: Cách 2: Theo định lý Pitago ta có: Suy ra: Ta lại có, Trong tam giác vuông OAB: Vậy sau khi nổ, mảnh 2 bay theo hướng chếch lên, hợp với phương thẳng đứng 1 góc , với vận tốc 559 m/s Nhận xét: – Với bài toán này, thì ta sử dụng cách 2 sẽ cho kết quả nhanh hơn. 3. Bài tập áp dụng: Bài 1: Giải lại ví dụ trên nếu mảnh 1 bay theo phương lệch 1 góc 60 so với đường thẳng đứng. Đ/S: 433 m/s, hợp với phương thẳng đứng góc Bài 2: Viên đạn khối lượng m = 0,8 kg đang bay ngang với vận tốc thì vỡ làm hai mảnh. Mảnh 1 có khối lượng , ngay sau khi vỡ rơi thẳng đứng xuống với vận tốc . Tìm độ lớn và hướng vận tốc của mảnh 2 ngay sau khi vỡ. Đ/s: 66,7 m/s, hợp với phương ngang 1 góc Bài 3: Viên đạn khối lượng m = 0,8 kg đang bay ngang với vận tốc thì vỡ làm hai mảnh ở độ cao H = 20 m. Mảnh 1 có khối lượng , ngay sau khi vỡ rơi thẳng đứng xuống đứng và khi sắp chạm đất có vận tốc . Tìm độ lớn và hướng vận tốc của mảnh 2 ngay sau khi vỡ. Bỏ qua lực cản không khí. |
