Phương pháp giải và bài tập về Bài toán hai vật va chạm nhau - định luật III Newton chọn lọc

Tài liệu Bài toán hai vật va chạm nhau – định luật III Newton gồm nội dung chính sau:

Phương pháp giải

– Tóm tắt lý thuyết và phương pháp giải ngắn gọn Bài toán hai vật va chạm nhau – định luật III Newton.

1. Ví dụ minh họa

– Gồm 3 ví dụ minh họa đa dạng có đáp án và lời giải chi tiết Bài toán hai vật va chạm nhau – định luật III Newton.

2. Bài tập tự luyện

– Gồm 6 bài tập tự luyện có đáp án và lời giải chi tiết giúp học sinh tự rèn luyện cách giải các dạng Bài toán hai vật va chạm nhau – định luật III Newton.

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:

Bài toán hai vật va chạm nhau - định luật III Newton (ảnh 1)

Bài toán hai vật va chạm nhau- định luật III newton

Phương pháp giải:

$\begin{array}{l} {\vec{F}}_{12} = - {\vec{F}}_{21} = > m_{1} {\vec{a}}_{1} = - m_{2} {\vec{a}}_{2} \\ m_{1} . \frac{{\vec{v}}_{1} ‘ - {\vec{v}}_{1}}{t} = - m_{2} . \frac{{\vec{v}}_{2} ‘ - {\vec{v}}_{2}}{t} \\ = > m_{1} . ({\vec{v}}_{1} ‘ - {\vec{v}}_{1}) = - m_{2} . ({\vec{v}}_{2} ‘ - {\vec{v}}_{2}) \end{array}$

Trong đó: v₁, v₁’: lần lượt là vận tốc của vật m₁ trước và sau tương tác

v₂, v₂’: lần lượt là vận tốc của vật m₂ trước và sau tương tác

1. VÍ DỤ MINH HỌA

Câu 1. Một quả bóng chày có khối lượng 300g bay với vận tốc đến đập vuông góc với tường và bật ngược trở lại theo phương cũ với vận tốc .Thời gian va chạm là 0,04s. Tính lực do tường tác dụng vào quả bóng.

A. − 262,5N B. + 363N

C. – 253,5N D. + 430,3N

Lời giải:

+ Chọn chiều dương như hình vẽ

+ Gia tốc quả bong thu được khi va chạm là

$a = \frac{v_{2} - v_{1}}{Δ t} = \frac{- 15 - 20}{0, 04} = - 875 m / s^{2}$

+ Lực tác dụng lên quả bóng

+ $F = m a = - 875.0, 3 = - 262, 5 N$

Chọn đáp án A

Bài toán hai vật va chạm nhau - định luật III Newton (ảnh 2)

Câu 2. Người ta làm một thí nghiệm về sự va chạm giữa hai xe lăn trên mặt phẳng nằm ngang. Cho xe một đang chuyển động với vận tốc . Xe hai chuyển động với vận tốc đến va chạm vào phái sau xe một. Sau va chạm hai xe cùng chuyển động với vận tốc là . So sánh khối lượng của hai xe.

A. m₁ < m₂ B. m₁ > m₂

C. m₁ = 2m₂ D. m₁ = m₂

Lời giải:

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe

+ Áp dụng công thức $v = v_{0} + a t \Rightarrow a = \frac{v - v_{0}}{t}$

+ Đối với xe một: $a_{1} = \frac{v_{1} - v_{01}}{t} = \frac{100 - 50}{t} = \frac{50}{t}$

+ Đối với xe hai: $a_{2} = \frac{v_{2} - v_{02}}{t} = \frac{100 - 150}{t} = \frac{- 50}{t}$

+ Hai xe va chạm nhau theo định luật III Newton ta có

$F_{12} = - F_{21} \Rightarrow m_{2} a_{2} = - m_{1} a_{1} \Rightarrow m_{2} (- \frac{50}{t}) = - m_{1} \frac{50}{t} \Rightarrow m_{1} = m_{2}$

Chọn đáp án D

Câu 3. Cho viên bi A chuyển động tới va chạm vào bi B đang đứng yên, v_A = 4m/s sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với v = 3m/s, thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Tính gia tốc của 2 viên bi, biết m_A = 200g, m_B = 100g.

A. $a_{A} = - 2, 5 m / s^{2}; a_{B} = 5 m / s^{2}$

B. $a_{A} = - 3, 5 m / s^{2}; a_{B} = 4 m / s^{2}$

C. $a_{A} = 4, 5 m / s^{2}; a_{B} = 6 m / s^{2}$

D. $a_{A} = 5 m / s^{2}; a_{B} = 3 m / s^{2}$

Lời giải:

+ Ta có $a_{A} = \frac{v - v_{0}}{Δ t} = \frac{3 - 4}{0, 4} = - 2, 5 m / s^{2}$

+ Theo định luật III Niu-tơn: $\vec{F_{A B}} = - \vec{F_{B A}}$ $\Rightarrow a_{B} = - \frac{m_{A} a_{A}}{m_{B}} = - \frac{0, 2. (- 2, 5)}{0, 1} = 5 (m / s^{2})$

Chọn đáp án A

2. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1. Cho hai vật chuyển động trên cùng một đường thẳng bỏ qua ma sát đến va chạm vào nhau với vận tốc lần lượt là 1m/s;0,5m/s. Sau va chạm cả hai bị bật ngược trở lại với vận tốc là 0,5m/s;1,5m/s. Biết vật một có khối lượng 1kg. Xác định khối lượng quả cầu hai.

A. 0,75kg B. 1 kg

C. 0,85kg D. 1,5kg

Câu 2. Cho viên bi A chuyển động với vận tốc 20cm/s tới va chạm vào bi B đang đứng yên, sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với vận tốc 10cm/s, thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Gia tốc của 2 viên bi lần lượt là, biết m_A = 200g, m_B = 100g.

A. – 1,25m/s²; 5,5 m/s² B. – 0,25m/s²; 5 m/s²

C. 1,5 5m/s²; 6 m/s² D. 2,25m/s²; 6 m/s²

Câu 3. Một học sinh của Trung Tâm Giáo Dục Hà Nội đá quả bóng có khối lượng 0,2kg bay với vận tốc 25m/s đến đạp coi như vuông góc với bức tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 15m/s. Khoảng thời gian va chạm giữa bóng và tường bằng 0,05s. Tính lực tác dụng của tường lên quả bóng?

A. − 262,5N B. + 363N

C. – 160N D. + 150N

Câu 4. Vật có khối lượng m₁ đang chuyển động với tốc độ 5,4 km/giờ đến va chạm vào vật có khối lượng m₂ = 250 g đang đứng yên. Sau va chạm vật m₁ dội lại với tốc độ 0,5 m/s còn vật m₂ chuyển động với tốc độ 0,8 m/s. Biết hai vật chuyển động cùng phương. Khối lượng m₁ bằng

A. 350 g. B. 200 g.

C. 100 g. D. 150 g.

Câu 5. Quả bóng khối lượng 300 g bay với tốc độ 72 km/giờ đến đập vào một bức tường rồi bật lại với độ lớn tốc độ không đổi. Biết va chạm của bóng với tường tuân theo định luật phản xạ của gưong phang (góc phản xạ bằng góc tới) và bóng đến đập vào tường với góc tới 30°, thời gian va chạm là 0,01 s. Lực do tường tác dụng lên bóng bằng

Xem thêm

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy