Lý thuyết Động lượng (Kết nối tri thức 2024) Vật lí 10

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 28: Động lượng

A. Lý thuyết Động lượng

I. Động lượng

- Vật có khối lượng và vận tốc càng lớn thì sự truyền chuyển động trong tương tác với các vật khác càng mạnh. Đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của một vật khi tương tác với vật khác gọi là động lượng của vật.

Trong trò chơi dân gian bắn bi, khi người chơi bắn viên bi thứ nhất thì viên bi đó sẽ chuyển động và có động năng. Sau đó viên bi thứ nhất có thể tiếp tục va chạm với viên bi thứ hai, viên bi thứ hai sau va chạm sẽ nhận được động lượng và tiếp tục lăn thêm một đoạn nữa.

Sau khi quả bóng bowling rời khỏi tay người ném, nó sẽ chuyển động trên đường băng gỗ dài vì quả bóng đang có động năng. Ở cuối đường băng có đặt sẵn các ki bowling, nếu quả bóng bowling được ném tốt và đúng kĩ thuật, nó sẽ va chạm và truyền động lượng cho các ki. Số lượng ki bị ngã càng nhiều thì người chơi có số điểm càng cao.

- Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc $\overrightarrow{\mathrm{v}}$ thì động lượng vật đó là

$\overrightarrow{\mathrm{p}}\text{ = }\mathrm{m}\overrightarrow{\mathrm{v}}$

Động lượng là một đại lượng vectơ có cùng hướng với vận tốc. Đơn vị của động lượng là kg.m/s

II. Xung lượng của lực

1. Xung lượng

Khi một lực $\overrightarrow{\mathrm{F}}$ tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ngắn $\mathrm{\Delta t}$ thì tích $\overrightarrow{\mathrm{F}}\text{.}\mathrm{\Delta t}$ được định nghĩa là xung lượng của lực $\overrightarrow{\mathrm{F}}$ trong khoảng thời gian $\mathrm{\Delta t}$ ấy ( Lực $\overrightarrow{\mathrm{F}}$ được xem là không đổi trong khoảng thời gian tác dụng ngắn $\mathrm{\Delta t}$)

Đơn vị xung lượng của lực là N.s

2. Liên hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng

Giả sử có một lực $\overrightarrow{\mathrm{F}}$ (không đổi) tác dụng lên một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc $\overrightarrow{{\mathrm{v}}_1}$. Trong khoảng thời gian tác dụng $\mathrm{\Delta t}$, vận tốc của vật biến đổi thành $\overrightarrow{{\mathrm{v}}_2}$, nghĩa là vật đã có gia tốc:

$\overrightarrow{\mathrm{a}}=\frac{\overrightarrow{{\mathrm{v}}_2}-\overrightarrow{{\mathrm{v}}_1}}{\mathrm{\Delta t}}$

Theo định luật 2 Newton:

$\overrightarrow{\mathrm{F}}\text{= m.}\overrightarrow{\mathrm{a}}=\mathrm{m}.\frac{\overrightarrow{{\mathrm{v}}_2}-\overrightarrow{{\mathrm{v}}_1}}{\mathrm{\Delta t}}$

Suy ra:

$\overrightarrow{\mathrm{F}}\text{.}\mathrm{\Delta t}=\text{ m}\overrightarrow{{\mathrm{v}}_2}-\text{m}\overrightarrow{{\mathrm{v}}_1}\text{ =}\overrightarrow{{\text{ p}}_2}-\overrightarrow{{\text{p}}_1}\Rightarrow \overrightarrow{\mathrm{F}}\text{.}\mathrm{\Delta t}\text{ = }\mathrm{\Delta }\overrightarrow{\mathrm{p}}$

Trong đó, $\overrightarrow{\mathrm{F}}\text{.}\mathrm{\Delta t}$ được gọi là xung lượng của lực, $\mathrm{\Delta }\overrightarrow{\mathrm{p}}$ gọi là độ biến thiên động lượng của vật.

- Xung lượng của lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian bằng độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó.

3. Dạng tổng quát của định luật 2 Newton

Từ: $\overrightarrow{\mathrm{F}}\text{.}\mathrm{\Delta t}\text{ = }\mathrm{\Delta }\overrightarrow{\mathrm{p}}\Rightarrow \overrightarrow{\mathrm{F}}=\frac{\mathrm{\Delta }\overrightarrow{\mathrm{p}}}{\mathrm{\Delta t}}$

Công thức này cho ta một cách diễn đạt khác của định luật 2 Newton, đó là lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng tốc độ thay đổi động lượng của vật.

B. Trắc nghiệm Động lượng

Câu 1: Hai vật có động lượng bằng nhau. Chọn kết luận sai:

A. Vật có khối lượng lớn hơn sẽ có vận tốc lớn hơn.

B. Vật có vận tốc lớn hơn sẽ có khối lượng nhỏ hơn.

C. Hai vật chuyển động cùng hướng, với vận tốc bằng nhau.

D. Hai vật chuyển động với vận tốc có thể khác nhau.

Câu 2: Khi vận tốc của vật tăng gấp đôi thì động lượng của vật sẽ:

A. không thay đổi.

B. tăng gấp đôi.

C. giảm đi một nửa.

D. đổi chiều.

Câu 3: Một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v. Nếu đồng thời giảm khối lượng của vật còn một nửa và tăng vận tốc lên gấp đôi thì độ lớn động lượng của vật sẽ:

A. tăng gấp đổi.

B. giảm một nửa.

C. không thay đổi.

D. tăng 4 lần.

Đáp án đúng là: C

Độ lớn động lượng: p = mv

Khi thay đổi khối lượng và vận tốc: $p\text{'}=\frac{m}{2}2v=mv=p$

Câu 4: Lực nào làm thay đổi động lượng của một ô tô trong quá trình ô tô tăng tốc:

A. lực ma sát.

B. lực phát động.

C. Cả hai lực ma sát và lực phát động.

D. trọng lực và phản lực.

Câu 5: Một ô tô có khối lượng 2T đang chuyển động với vận tốc 36 km/h. Động lượng của ô tô là:

A. 105 kg.m/s.

B. 7,2.104 kg.m/s.

C. 72 kg.m/s.

D. 2.104 kg.m/s.

Đáp án đúng là: D

m = 2T = 2000kg, v = 36 km/h = 10 m/s

Động lượng của vật bằng: p = mv = 2000.10 = 20000kg.m/s = 2.104kg.m/s

Câu 6: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Động lượng của một vật bằng tích khối lượng và vận tốc của vật.

B. Động lượng của một vật là một đại lượng vectơ.

C. Động lượng của một vật có đơn vị của năng lượng.

D. Động lượng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật.

Câu 7: Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng dọc trục Ox với vận tốc 18 km/h. Động lượng của vật bằng

A. 9 kg.m/s.

B. 2,5 kg.m/s.

C. 6 kg.m/s.

D. 4,5 kg.m/s.

Đáp án đúng là: B

v = 18km/h = 5 m/s

Động lượng của vật: p = mv = 0,5.5 = 2,5kg.m/s

Câu 8: Trong quá trình nào sau đây, động lượng của vật không thay đổi?

A. Vật chuyển động tròn đều.

B. Vật được ném ngang.

C. Vật đang rơi tự do.

D. Vật chuyển động thẳng đều.

Câu 9: Động lượng của một vật bằng:

A. Tích khối lượng với vận tốc của vật.

B. Tích khối lượng với gia tốc của vật.

C. Tích khối lượng với gia tốc trọng trường.

D. Tích khối lượng với độ biến thiên vận tốc.

Câu 10: Chọn phát biểu đúng về động lượng của một vật:

A. Động lượng là một đại lượng vô hướng, luôn dương.

B. Động lượng là một đại lượng vô hướng, có thể dương hoặc âm.

C. Động lượng là một đại lượng có hướng, ngược hướng với vận tốc.

D. Động lượng là một đại lượng có hướng, cùng hướng với vận tốc.