Khởi động
Câu hỏi khởi động Vật lí 10 Kết nối tri thức Bài 30 (trang 116): Có hai xe chuyển động va chạm vào nhau thì động lượng các xe thay đổi. Em hãy nêu các trường hợp có thể xảy ra và dự đoán sau va chạm hai xe chuyển động như thế nào. Làm thế nào xác định được động lượng của hai xe trước và sau va chạm bằng dụng cụ thí nghiệm, từ đó kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng?
Trả lời:
- Các trường hợp có thể xảy ra khi hai xe va chạm vào nhau
+ TH1: Hai xe dính vào nhau và di chuyển cùng nhau về phía trước
+ TH2: Một xe dừng lại, xe còn lại di chuyển về phía trước
+ TH3: Hai xe di chuyển ngược lại so với hướng di chuyển ban đầu
- Cách xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm, ta sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm xác định động lượng, từ đó kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng.
II. Thiết kế phương án thí nghiệm
Hoạt động mục II Vật lí 10 Kết nối tri thức Bài 30 (trang 116): Đẩy cho hai xe chuyển động va chạm vào nhau trên đệm khí và thảo luận:
1. Khi hai xe chuyển động trên đệm khí nằm ngang, hệ hai xe chuyển động có phải là hệ kín không? Vì sao?
2. Để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm cần đo các đại lượng nào?
3. Hãy thử các trường hợp mà em đã dự đoán và suy nghĩ làm thế nào đo được các đại lượng để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm.
4. Thiết kế phương án thí nghiệm để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm tương ứng với các trường hợp va chạm có thể xảy ra?
Trả lời:
1. Hai xe chuyển động trên đệm khí nằm ngang, hệ hai xe chuyển động đó có thể được coi là hệ kín. Vì ngoại lực tác dụng vào hệ bằng không.
2. Để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm, ta cần đo khối lượng của hai xe và vận tốc của hai xe trước và sau khi va chạm.
3. Các trường hợp có thể xảy ra khi cho hai xe va chạm trên đệm khí:
- Trường hợp 1: Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau.
- Trường hợp 2: Sau khi va chạm, hai xe chuyển động về hai phía ngược nhau.
Cách đo các đại lượng để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm:
- Bước 1: Xác định khối lượng của hai xe bằng cách cho hai xe lên cân điện tử
- Bước 2: Đo quãng đường giữa hai cổng quang điện
- Bước 3: Sử dụng đồng hồ thời gian các xe đi qua cổng quang điện
- Bước 3: Thực hiện thí nghiệm và ghi lại kết quả
Do vật thực hiện chuyển động trong thời gian ngắn nên coi vật chuyển động thẳng đều
Động lượng của vật là:
4. Thiết kế phương án thí nghiệm:
Bước 1: Điều chỉnh cho băng đệm khí nằm ngang và lắp ống dẫn khí từ bơm nén vào băng đệm khí.
Bước 2: Lắp hai cổng quang điện vào hai giá đỡ đặt cách nhau một khoảng.
Bước 3: Nối dây từ hai cổng quang điện vào đồng hồ đo thời gian hiện số.
Bước 4: Lắp tấm cản quang và các chốt cắm thích hợp lên mỗi xe và đặt hai xe lên băng đệm khí.
Bước 5: Cấp điện cho bơm nén khí và đồng hồ đo thời gian hiện số.
IV. Kết quả thí nghiệm
Hoạt động mục IV Vật lí 10 Kết nối tri thức Bài 30 (trang 118): Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm
1. Từ Bảng 30.1 và Bảng 30.2, hãy so sánh các kết quả xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm trong hai thí nghiệm.
2. Em có thể đề xuất phương án thí nghiệm khác để xác định động lượng của hai xe trước và sau va chạm.
Trả lời:
1. Tham khảo bảng kết quả thí nghiệm sau:
2. Đề xuất phương án thí nghiệm
Sử dụng điện thoại thông minh và phần mềm phân tích video để xác định được vận tốc và động lượng trước và sau va chạm của hai xe có khối lượng xác định.