Bài tập ôn tập vật lý lớp 10 - Bài tập động lượng. Định luật bảo toàn động lượng

Lop10.4.1 Bài tập ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
1- Động lượng, biến thiên động lượng
Dạng 1: Xác định động lượng của vật và động lượng của hệ:
Ví dụ 1: Một ô tô nặng 1200kg chuyển động với vận tốc 18km/h. Động lượng của ô tô là bao nhiêu?
Ví dụ 2: Một chất điểm có khối lượng 2 kg có các thành phần vận tốc theo các trục x và y lần lượt là 6 m/s và – 8 m/s. Tính động lượng của chất điểm?
Ví dụ 3: Hai vật có khối lượng m1 = 1kg và m2 = 3000g chuyển động với các vận tốc v1 = 3m/s và v2 = 1m/s. Xác định độ lớn và hướng động lượng của hệ hai vật trong trường hợp:
a) Hai vật chuyển động cùng chiều
b) Hai vật chuyển động ngược chiều
c) Hai vật chuyển động theo phương vuông góc.
d) Hai vật chuyển động theo phương lập với nhau góc600. 
Dạng 2: Độ biến thiên động lượng của vật; xung lượng của lực; lực tác dụng lên vật.
Ví dụ 4: Một vật có khối lượng 2 kg rơi tự do. Cho g = 10m/s2, tính 
 a) Động lượng của vật sau giây thứ 3.
b)Độ độ biến thiên động lượng của vật trong quá trình rơi từ sau giây thứ 2 đến sau giây thứ 5. 
Ví dụ 5 Một viên đạn có khối lượng m=10g, vận tốc 900m/s sau khi xuyên thủng 1 bức tường vận tốc của viên đạn chỉ còn 100m/s.
a)Tìm độ biến thiên động lượng của viên đạn.
b)Xác định lực cản trung bình mà tường tác dụng vào viên đạn, thời gian đạn xuyên qua tường là 1/1500s.
Ví dụ 6 Một toa xe khối lượng 5 tấn đang chuyển động trên đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v=36km/h. Người ta tác dụng lên toa xe một lực hãm theo phương ngang. Tính độ lớn trung bình của lực hãm nếu toa xe dừng lại sau:
a) 40 giây.	
b) 2 phút 5 giây.
Ví dụ 7 Một quả bóng 2,5kg đập vào tường với vận tốc 8,5m/s và bị bật ngược trở lại với vận tốc 7,5m/s. Biết thời gian va chạm là 0,25 s. Tìm lực mà tường tác dụng lên quả bóng.
2- Các bài tập áp dụng Định luật bảo toàn động lượng
 Dạng 3: Bài tập súng bắn đạn (Hai vật tách rời nhau)
Ví dụ 8 Một khẩu súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1500kg, bắn một viên đoạn khối lượng mđ = 5kg. Vận tốc viên đạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn
Ví dụ 9 Một súng đại bác tự hành có khối lượng M = 800kg và đặt trên mặt đất nằm ngang bắn một viên đạn khối lượng m = 20kg theo phương làm với đường nằm ngang một góc α = 600. Vận tốc của đạn là v = 400m/s. Tính vận tốc giật lùi của súng.
Ví dụ 10 Một người có khối lượng m1=50kg nhảy từ một chiếc xe có khối lượng m2=80kg đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc v=3m/s. Biết vận tốc nhảy đối với xe là v0=4m/s. Tính vận tốc của xe sau khi người ấy nhảy ra khỏi xe trong hai trường hợp:
a)Nhảy ra theo chiều chuyển động của xe
b)Nhảy ra ngược chiều chuyển động của xe
 Dạng 4: Va chạm mềm (Hai vật chuyển động dính vào nhau)
Ví dụ 11 Toa tàu thứ nhất đang chuyển động với vận tốc v1=15m/s đến va chạm với toa tàu thứ 2 đang đứng yên có khối lượng gấp đôi toa tàu thứ nhất. Sau va chạm 2 toa tàu móc vào nhau và cùng chuyển động. Tính vận tốc của 2 toa sau va chạm 
Ví dụ 12 Một người có khối lượng m1 = 60kg đang chạy với vận tốc v1 = 4m/s thì nhảy lên một chiếc xe khối lượng m2 = 90kg chạy song song ngang qua người này với vận tốc v2 = 3m/s. Sau đó, xe và người vẫn tiếp tục chuyển động trên phương cũ. Tính vận tốc xe sau khi người nhảy lên nếu ban đầu xe và người chuyển động:
a/ Cùng chiều.
b/ Ngược chiều.
Ví dụ 13 Một vật có khối lượng 25kg rơi nghiêng một góc 600so với đường nằm ngang với vận tốc 36km/h vào 1 xe goong chứa cát đứng trên đường ray nằm ngang. Cho khối lượng xe 975kg. Tính vận tốc của xe goong sau khi vật cắm vào
Ví dụ 14 Một viên bi có khối lượng m1 = 500g đang chuyển động với vận tốc v1 = 4m/s đến va chạm vào bi thứ hai có khối lượng m2 = 300g chuyển động với vận tốc v2. Tính v2 trong hai trường hợp :
a) Sau va chạm chúng dính với nhau chuyển động với vận tốc v = 3m/s theo hướng chuyển động ban đầu của viên bi 1
b) Sau va chạm chúng dính lại với nhau chuyển động với vận tốc v = 3m/s theo hướng vuông góc với hướng chuyển động ban đầu của viên bi 1
Dạng 5 Chuyển động bằng phản lực
Ví dụ 15 Một thuyền chiều dài l = 2m, khối lượng M = 140kg, chở một người có khối lượng m = 60kg; ban đầu tất cả đứng yên. Thuyền đậu theo phương vuông góc với bờ sông. Nếu người đi từ đầu này đến đầu kia của thuyền thì thuyền tiến lại gần bờ, và dịch chuyển bao nhiêu? Bỏ qua sức cản của nước.
Ví dụ 16 Một tên lửa có khối lượng tổng cộng 100T đang bay với vật tốc 200m/s đối với Trái đất thì phụt ra (tức thời) 20 tấn khí với tốc độ 500m/s đối với tên lửa. Tính vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí trong hai trường hợp.
Phụt ra phía sau (ngược chiều bay).
Phụt ra phía trước (bỏ qua sức cản của trái đất).
Dạng 6: Bài toán đạn nổ
Ví dụ 17 Một viên đạn có khối lượng 2 kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s thì nổ thành 2 mảnh có khối lượng bằng nhau. Biết mảnh thứ nhất bay theo phương nằm ngang với vận tốc 500m/s, hỏi mảnh kia bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu?
Ví dụ 18 Một viên đạn khối lượng 2kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s thì nổ thành 2 mảnh khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay lên với vận tốc 250m/s theo phương lệch góc 600 so với đường thẳng đứng. Xác định vận tốc và hướng bay của mảnh thứ 2.
III- Bài tập tự luyện
1- Tự luận 
Bài 1: Trái đất có khối lượng 5,98.1024 kg chuyển động trên quỹ đạo tròn quanh Mặt trời với tốc độ 2,98.104 m/s. Động lượng của Trái đất là?
Bài 2: Một chiếc xe ô tô nặng 1500 kg đang chạy với tốc độ 20 m/s có động lượng bằng động lượng của một xe tải đang chạy với tốc độ 15 m/s. Tính khối lượng xe tải?
Bài 3: Hai vật có khối lượng m1 = 200g và m2 = 150g chuyển động với các vận tốc v1 = 20m/s và v2 = 20m/s. độ lớn và hướng động lượng của hệ hai vật trong trường hợp:
a) Hai vật chuyển động cùng chiều
b) Hai vật chuyển động ngược chiều
c) Hai vật chuyển động theo phương vuông góc.
d) Hai vật chuyển động theo phương lập với nhau góc 300. 
Bài 4:Một quả cầu rắn có khối lượng 500 g bay đập vào tường theo phương vuông góc với tường rồi bật ngược trở lại với cùng vận tốc v=4m/s
a.Tính độ biến thiên động lượng của quả cầu trong khoảng thời gian va chạm là 0,02s
b.Tính lực mà tường tác dụng lên quả cầu trong khoảng thời gian đó
Bài 5 Xác định độ biến thiên động lượng của một vật có khối lượng 4kg sau khoảng thời gian 6s kể từ t = 0. Biết rằng vật chuyển động trên đường thẳng và có phương trình chuyển động là : x = t2- 6t + 3 (m)
Bài 6 Một khẩu súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn một viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg. Vận tốc viên đoạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn.
Bài 7 Một súng đại bác có khối lượng M=800kg được đặt trên mặt đất nằm ngang, bắn một viên đạn khối lượng m=20kg theo phương hợp với mặt đất góc 600. Cho vận tốc của đạn là v=400m/s. Tính vận tốc giật lùi của súng.	 	
Bài 8 Một toa xe khối lượng m1 = 3T chạy với tốc độ v1 = 4m/s đến va chạm toa xe đứng yên khối lượng m2 = 5T làm toa xe này chuyển động với vận tốc v2’ = 3m/s cùng phương toa xe 1. Toa 1 chuyển động thế nào sau va chạm?
Bài 9. Một toa xe khối lượng 4 tấn chuyển động đến va chạm vào toa xe thứ 2 có khối lượng 2 tấn đang đứng yên sau đó cả 2 móc vào nhau cùng chuyển động với vận tốc 2m/s. Hỏi trước khi va chạm với toa thứ 2 thì toa thứ nhất có vận tốc là bao nhiêu? 
Bài 10.Một xe chở cát có khối lượng m1=390kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc v1=8m/s. Hòn đá có khối lượng m2=10kg bay đến cắm vào bao cát. Tìm vận tốc của xe sau khi hòn đá rơi vào trong 2 TH sau:
a.Hòn đá bay ngang, ngược chiều với xe với vận tốc v2=12m/s
b.Hòn đá rơi thẳng đứng
Bài 11: Hai xe lăn có khối lượng 10kg và 2,5kg chuyển động ngược chiều nhau trên một mặt nằm ngang không ma sát với các vận tốc tương ứng 6m/s và 3m/s. Sau va chạm chúng dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc. Hãy tìm vận tốc này.
Bài 12 Một người khối lượng m1 = 50kg đang chạy với vận tốc v1 = 4m/s thì nhảy lên một chiếc xe khối lượng m2 = 80kg chạy song song ngang với người này với vận tốc v2 = 3m/s. sau đó, xe và người vẫn tiếp tục chuyển động theo phương cũ. Tính vận tốc xe sau khi người này nhảy lên nếu ban đầu xe và người chuyển động: 
a/ Cùng chiều. 
b/ Ngược chiều
Bài 13 Một người có khối lượng 50kg đứng trên một toa xe 200kg đang chạy trên đường ray nằm ngang với vận tốc 4m/s. Bỏ qua ma sát của xe. Tính vận tốc của xe sau khi người đó nhảy xuống trong các trường hợp sau :
a)Nếu người đó nhảy ra phía sau với vận tốc 2m/s 
b)Nếu người đó nhảy ra phía trước xe với vận tốc 3m/s.
Bài 14 Một viên đạn khối lượng 1kg đang bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc 500m/s. hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu?
Bài 15 Một quả đạn có khối lượng m = 20kg đang bay thẳng đứng xuống dưới với vận tốc v = 70 m/s thì bị nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất có khối lượng m1 = 8kg bay theo phương ngang với vận tốc v1 = 90 m/s. Độ lớn của vận tốc mảnh thứ hai là bao nhiêu ?
2- Trắc nghiệm
Câu 1 Chất điểm M chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực . Động lượng chất điểm ở thời điểm t là: 
	A. 	B. 	C. 	D. 
Câu 2 Chiếc xe chạy trên đường ngang với vận tốc 10m/s va chạm mềm vào một chiếc xe khác đang đứng yên và có cùng khối lượng. Biết va chạm là va chạm mềm, sau va chạm vận tốc hai xe là: 
	A. v1 = 0; v2 = 10m/s 	B. v1 = v2 = 5m/s	C. v1 = v2 = 10m/s	D. v1 = v2 = 20m/s
Câu 3 Gọi M và m là khối lượng súng và đạn, vận tốc đạn lúc thoát khỏi nòng súng. Giả sử động lượng được bảo toàn. Vận tốc súng là: 
	A. 	B. 	C. 	D. 
Câu 4 Hai viên bi có khối lượng m1 = 50g và m2 = 80g đang chuyển động ngược chiều nhau và va chạm nhau. Muốn sau va chạm m2 đứng yên còn m1 chuyển động theo chiều ngược lại với vận tốc như cũ thì vận tốc của m2 trước va chạm bằng bao nhiêu? Cho biết v1 = 2m/s. 
	A. 1 m/s 	B. 2,5 m/s. 	C. 3 m/s. 	D. 2 m/s. 
Câu 5 Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m1 = 300g và m2 = 2kg chuyển động trên mặt phẳng ngang ngược chiều nhau với các vận tốc tương ứng v1 = 2m/s và v2 = 0,8m/s. Sau khi va chạm hai xe dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc. Bỏ qua sức cản. Độ lớn vận tốc sau va chạm là
	A. -0,63 m/s. 	B. 1,24 m/s. 	C. -0,43 m/s. 	D. 1,4 m/s. 
Câu 6 Khối lượng súng là 4kg và của đạn là 50g. Lúc thoát khỏi nòng súng, đạn có vận tốc 800m/s. Vận tốc giật lùi của súng là: 
	A. 6m/s 	B. 7m/s 	C. 10m/s 	D. 12m/s
Câu 7 Một chất điểm chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực F = 10-2N. Động lượng chất điểm ở thời điểm t = 3s kể từ lúc bắt đầu chuyển động là: 
	A. 2. 10-2 kgm/s 	B. 3. 10-1kgm/s 	C. 10-2kgm/s D. 6. 10-2kgm/s
Câu 8Một chất điểm m bắt đầu trượt không ma sát từ trên mặt phẳng nghiêng xuống. Gọi a là góc của mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang. Động lượng chất điểm ở thời điểm t là
	A. p = mgsinat 	B. p = mgt 	C. p = mgcosat 	D. p = gsinat
Câu 9 Một quả bóng có khối lượng m = 300g va chạm vào tường và nảy trở lại với cùng vận tốc. Vận tốc của bóng trước va chạm là +5m/s. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là: 
	A. 1,5kg. m/s; 	B. -3kg. m/s;	C. -1,5kg. m/s; 	D. 3kg. m/s;
Câu 10 Một tên lửa có khối lượng M = 5 tấn đang chuyển động với vận tốc v = 100m/s thì phụt ra phía sau một lượng khí mo = 1tấn. Vận tốc khí đối với tên lửa lúc chưa phụt là v1 = 400m/s. Sau khi phụt khí vận tốc của tên lửa có giá trị là: 
	A. 200 m/s. 	B. 180 m/s. 	C. 225 m/s. 	D. 250 m/s
Câu 11 Một vật có khối lượng 2 kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 0,5s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Cho g = 10m/s2. 
	A. 5,0 kg. m/s. 	B. 4,9 kg. m/s. 	C. 10 kg. m/s. 	D. 0,5 kg. m/s. 
Câu 12 Một vật khối lượng 0,7 kg đang chuyển động theo phương ngang với tốc độ 5 m/s thì va vào bức tường thẳng đứng. Nó nảy ngược trở lại với tốc độ 2 m/s. Chọn chiều dương là chiều bóng nảy ra. Độ thay đổi động lượng của nó là: 
 	A. 3,5 kg. m/s 	B. 2,45 kg. m/s 	C. 4,9 kg. m/s 	D. 1,1 kg. m/s. 
Câu 13 Một vật khối lượng m đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc v thì va chạm vào vật khối lượng 2m đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc. Bỏ qua ma sát, vận tốc của hệ sau va chạm là: 
 	A. 	B. v 	C. 3v 	D. 
Câu 14 Một vật nhỏ khối lượng m = 2 kg trượt xuống một con đường dốc thẳng nhẵn tại một thời điểm xác định có vận tốc 3 m/s, sau đó 4 s có vận tốc 7 m/s, tiếp ngay sau đó 3 s vật có động lượng (kg. m/s) là? 
	A. 20. 	B. 6. 	C. 28. 	D. 10
Câu 15 Viên bi A có khối lượng m1= 60g chuyển động với vận tốc v1 = 5m/s va chạm vào viên bi B có khối lượng m2 = 40g chuyển động ngược chiều với vận tốc . Sau va chạm, hai viên bi đứng yên. Vận tốc viên bi B trước va chạm là: 
	A. 	B. 	C. 	D. 
Câu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ĐA
B
B
B
B
C
C
B
A
B
A
C
C
A
A
B
-------------