Phương án thực hành:

+ Đặt hai xe có khối lượng bằng nhau trên giá đỡ nằm ngang.

+ Cho hai xe va chạm vào nhau. Sau va chạm hai xe chuyển động rời xa nhau

+ Đọc và ghi kết quả của từng xe trước và sau va chạm. Từ đó tính và đánh giá động lượng, năng lượng của hai xe trước và sau va chạm.

Chọn các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang vì khi các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang thì thế năng của các xe không thay đổi, vì vậy ta chỉ cần xác định tốc độ của các vật trước và sau khi va chạm.

Chọn đáp án D

?  Lời giải:

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe

Áp dụng công thức  v = v 0 + a t ⇒ a = v − v 0 t

Đối với xe một:  a 1 = v 1 − v 01 t = 100 − 50 t = 50 t

Đối với xe hai:  a 2 = v 2 − v 02 t = 100 − 150 t = − 50 t

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

F 12 = − F 21 ⇒ m 2 a 2 = − m 1 a 1 ⇒ m 2 ( − 50 t ) = − m 1 50 t ⇒ m 1 = m 2

a)Biên độ: \(A=20cm=0,2m\)

Tần số góc: \(\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}=\sqrt{\dfrac{400}{0,1}}=20\sqrt{10}=20\pi\)

Chu kì: \(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{2\pi}{20\pi}=\dfrac{1}{10}=0,1s\)

Tần số dao động: \(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{0,1}=10Hz\)

b)Tại vị trí \(A=20cm\):

\(W_đ=0J\)

\(W_{tmax}=W_c=\dfrac{1}{2}kx^2=\dfrac{1}{2}m\omega^2x^2=\dfrac{1}{2}\cdot0,1\cdot\left(20\pi\right)^2\cdot0,2^2=8J\)

c)Thời điểm lần thứ 2024 lò xo:

\(t_{2024}=2022+2=1011T+t'\)

\(t'=\dfrac{240}{360}T=\dfrac{2}{3}T=\dfrac{1}{15}s\)

\(t_{2024}=1011\cdot\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{15}=\dfrac{607}{6}s\approx101,17s\)

Theo định luật bảo toàn cơ năng:

\(m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'\)

\(\Rightarrow m_1\cdot50+m_2\cdot100=m_1\cdot100+m_2\cdot100\)

\(\Rightarrow m_1=m_2\)

\(\Rightarrow\dfrac{m_1}{m_2}=1\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi một trước lúc va chạm

Theo định luật bảo toàn động lượng 

m 1 . v → 1 + m 2 . v → 2 = m 1 . v → 1 ' + m 2 . v → 2 '

Chiếu lên chiều dương ta có

m 1 . v 1 + m 2 .0 = m 1 . v 1 ' + m 2 . v 2 '

⇒ v 1 / = m 1 v 1 − m 2 v 2 m 1 = 0 , 2.5 − 0 , 4.3 0 , 2 = − 1 ( m / s )

Vậy viên bi một sau va chạm chuyển động với vận tốc là 3 m/s và chuyển động ngược chiều với chiều chuyện động ban đầu

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi một trước lúc va chạm

Theo định luật bảo toàn động lượng:

m 1 . v → 1 + m 2 v 2 → = m 1 . v → 1 / + m 2 v → 2 /

Chiếu lên chiều dương ta có:  

  m 1 v 1 + m 2 0 = m 1 v 1 / + m 2 v 2 /

⇒ v 1 / = m 1 v 1 − m 2 v 2 m 1 = 0 , 2.5 − 0 , 4.3 0 , 2 = − 1 m / s

Vậy viên bi một sau va chạm chuyển động với vận tốc là 3 m/s và chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động ban đầu.

Chọn đáp án A

Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu A là chiều dương. Hệ vật gồm hai quả cầu A và B. Gọi v 1 , v 2  và   v ' 1 , v ' 2  là vận tốc của hai quả cầu trước và sau khi va chạm.

Vì hệ vật chuyển động không ma sát và ngoại lực tác dụng lên hệ vật (gồm trọng lực và phản lực của máng ngang) đều cân bằng nhau theo phương thẳng đứng, nên tổng động lượng của hệ vật theo phương ngang được bảo toàn (viết theo trị đại số):

m 1 v ' 1  +  m 2 v ' 2  =  m 1 v 1  +  m 2 v 2

2. v ' 1  + 3. v ' 2  = 2.3 +3.1 = 9

Hay  v ' 1  + 1,5. v ' 2  = 4,5 ⇒  v ' 2  = 3 - 2 v ' 1 /3 (1)

Đồng thời, tổng động năng của hệ vật cũng bảo toàn, nên ta có:

m1 v ' 1 2 /2 + m2 v ' 2 2 /2 = m1 v 1 2 /2 + m2 v 2 2 /2

2 v ' 1 2 /2 + 3 v ' 2 2 /2 = 2. 3 2 /2 + 3. 1 2 /2

Hay  v ' 1 2  + 1,5 v ' 2 2  = 10,5 ⇒  v ' 2 2 = 7 - 2 v ' 1 2 /3 (2)

Giải hệ phương trình (1), (2), ta tìm được:  v ' 1 = 0,6 m/s;  v ' 2  = 2,6 m/s

(Chú ý: Loại bỏ cặp nghiệm  v ' 1  = 3 m/s,  v ' 2  = 1 m/s, vì không thỏa mãn điều kiện  v ' 2  >  v 2  = 1 m/s)

Xét định luật bảo toàn động lượng tại hệ kín theo chuyển động của hai xe:

\(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p_1'}+\overrightarrow{p_2'}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của 2 xe ban đầu:

\(2\cdot5+3\cdot3=2\cdot2+3v_2'\)

\(\Rightarrow v_2'=5\left(\dfrac{m}{s}\right)\)