12 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Vật lý Bài tập về định luật bảo toàn động lượng có đáp án

Câu 1:

Một xe ô tô có khối lượng $m_{1} = 5$ tấn chuyển động thẳng với vận tốc $v_{1} = 4 m / s$ , đến tông và dính vào một xe gắn máy đang đứng yên có khối lượng $m_{2} = 250 k g$ . Tính vận tốc của các xe? (Chọn đáp án gần đúng nhất)

A. 3,2 m/s.

B. 3,4 m/s.

C. 3,6 m/s.

D. 3,8 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Xem hệ hai xe là hệ cô lập, hai xe va chạm mềm.

Động lượng của hệ trước va chạm: $m_{1} \vec{v_{1}} + m_{2} \vec{v_{2}} = m_{1} \vec{v_{1}}$

Động lượng của hệ sau va chạm: $(m_{1} + m_{2}) . \vec{v}$

$\vec{v_{1}}$ cùng phương với vận tốc $\vec{v}$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: $m_{1} v_{1} = (m_{1} + m_{2}) . v \Rightarrow v = \frac{m_{1} v_{1}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{5000.4}{5000 + 250} = \frac{80}{21} \approx 3, 8 m / s$

Câu 2:

Một khẩu đại bác có khối lượng 4 tấn (không tính khối lượng đạn), bắn đi một viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10 kg với vận tốc 400 m/s. Coi như lúc đầu, hệ đại bác và đạn đứng yên. Tốc độ giật lùi của đại bác ngay sau đó bằng

A. 3 m/s.

B. 2 m/s.

C. 4 m/s.

D. 1 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Ngay khi bắn, hệ (súng + đạn) là một hệ kín nên động lượng của hệ không đổi.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động giật lùi của súng

$\vec{0} = m_{s} \vec{v_{s}} + m_{đ} \vec{v_{đ}}$

$\Rightarrow \vec{v_{s}} = - \frac{m_{đ} \vec{v_{đ}}}{m_{s}} \Rightarrow v_{s} = - \frac{10. (- 400)}{4000} = 1 m / s$

Câu 3:

Một viên đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng của viên đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s. Tốc độ và hướng chuyển động của mảnh thứ hai là:

A. 12,5 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

B. 12,5 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

C. 6,25 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

D. 6,25 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Gọi m; m₁ lần lượt là khối lượng của viên đạn và mảnh thứ nhất, khi đó m₁ = 0,6m

Hệ viên đạn (hai mảnh đạn) ngay khi nổ là một hệ kín nên động lượng của hệ được bảo toàn: $m \vec{v} = m_{1} \vec{v_{1}} + (m - m_{1}) \vec{v_{2}}$

Do $\vec{v_{1}} ↑ ↑ \vec{v}$

$\Rightarrow v_{2} = \frac{m v - m_{1} v_{1}}{m - m_{1}} = \frac{(10 - 25.0, 6) m}{(1 - 0, 6) m} = - 12, 5 m / s$

Dấu “-“ chứng tỏ mảnh đạn thứ hai sẽ chuyển động ngược chiều chuyển động ban đầu của viên đạn và mảnh đạn thứ nhất.

Câu 4:

Một vật 0,6 kg chuyển động với vận tốc 5 m/s không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang thì va chạm vào vật thứ hai có khối lượng 200 g đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính làm một. Tìm vận tốc của hai vật sau va chạm?

A. 3 m/s.

B. 3,75 m/s.

C. 4 m/s.

D. 4,75 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Đây là bài toán va chạm mềm.

Động lượng trước va chạm của hệ vật là: $p_{t} = m_{1} v_{1}$

Động lượng lúc sau va chạm của hệ vật là: $p_{s} = (m_{1} + m_{2}) v_{2}$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:

$p_{t} = p_{s} \Leftrightarrow m_{1} v_{1} = (m_{1} + m_{2}) v_{2}$

\Leftrightarrow v_{2} = \frac{m_{1} v_{1}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{0, 6.5}{0, 6 + 0, 2} = 3, 75 m / s

Câu 5:

Nếu một xe đẩy va chạm hoàn toàn mềm với một xe đẩy đứng yên có khối lượng gấp đôi, thì chúng sẽ di chuyển bằng

A. một nửa vận tốc ban đầu.

B. một phần ba vận tốc ban đầu.

C. gấp đôi vận tốc ban đầu.

D. gấp ba lần vận tốc ban đầu.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Ta có biểu thức vận tốc của vật sau va chạm mềm:

$v = \frac{m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{m_{1} . v_{1} + 0}{m_{1} + 2 m_{1}} = \frac{v_{1}}{3}$

Câu 6:

Nếu tổng động năng và tổng động lượng của hệ gồm hai vật bằng không sau va chạm thì va chạm giữa hai vật là:

A. hoàn toàn đàn hồi.

B. hoàn toàn mềm.

C. bảo toàn.

D. không được bảo toàn.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Nếu tổng động năng và tổng động lượng của hệ gồm hai vật bằng không sau va chạm thì va chạm giữa hai vật là: hoàn toàn mềm, sau va chạm hệ 2 vật đứng yên tại chỗ.

Câu 7:

Hình 4.1 cho thấy hai quả cầu giống hệt nhau sắp xảy ra va chạm. Các quả cầu dính vào nhau sau khi va chạm. Xác định tốc độ của các quả cầu và hướng dịch chuyển của chúng sau va chạm.

A. Tốc độ của các quả cầu là 3,5 m/s và chuyển động cùng hướng ban đầu.

B. Tốc độ của các quả cầu là 3,5 m/s và chuyển động ngược hướng ban đầu.

C. Tốc độ của các quả cầu là 4 m/s và chuyển động cùng hướng ban đầu.

D. Tốc độ của các quả cầu là 3 m/s và chuyển động cùng hướng ban đầu.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ngay sau va chạm, hai quả cầu có cùng vận tốc

$v = \frac{m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{4.2 + 3.2}{2 + 2} = 3, 5 m / s$

Vậy tốc độ của các quả cầu là 3,5 m/s và chuyển động cùng hướng ban đầu.

Câu 8:

Trong một vụ va chạm hoàn toàn đàn hồi, động lượng và năng lượng

A. không được bảo toàn.

B. được bảo toàn.

C. trở thành bằng không sau va chạm.

D. bằng nhau trước va chạm.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Trong va chạm hoàn toàn đàn hồi thì động lượng và năng lượng được bảo toàn.

Câu 9:

Vật A có khối lượng 400 g chuyển động với tốc độ 5,0 m/s đến va chạm với vật B có khối lượng 300 g đang chuyển động theo chiều ngược lại với tốc độ 7,5 m/s. Sau va chạm vật A bật ngược trở lại với tốc độ 2,5 m/s. Tính vận tốc của vật B.

A. vật B chuyển động cùng chiều ban đầu của nó, với tốc độ 7,5 m/s.

B. vật B chuyển động ngược chiều ban đầu của nó, với tốc độ 7,5 m/s.

C. vật B chuyển động cùng chiều ban đầu của nó, với tốc độ 2,5 m/s.

D. vật B chuyển động ngược chiều ban đầu của nó, với tốc độ 2,5 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Có: m₁ = 0,4 kg; m₂ = 0,3 kg;

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật A trước va chạm, vận tốc đã biết $v_{1} = 5, 0 m / s; v_{2} = - 7, 5 m / s; v_{1}^{'} = - 2, 5 m / s$ .

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

$0, 4.5, 0 - 0, 3.7, 5 = - 0, 4.2, 5 + 0, 3. v_{2}^{'}$

$\Rightarrow v_{2}^{'} = \frac{0, 4.5, 0 - 0, 3.7, 5 + 0, 4.2, 5}{0, 3} = 2, 5 m / s$

Vật vật B chuyển động ngược chiều ban đầu của nó, với tốc độ 2,5 m/s.

Câu 10:

Đạn bay đến cùng chiều chuyển động của xe cát.

A. -14,85 m/s.

B. 148,5 m/s.

C. 14,85 m/s.

D. -1,485 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Chọn chiều chuyển động ban đầu của xe cát là chiều dương, hệ vật gồm xe cát và đạn chuyển động theo phương ngang.

Đổi: $v_{2} = 36 k m / h = 10 m / s$

Va chạm giữa viên đạn và toa xe là va chạm mềm nên động lượng của hệ (đạn + xe) là không đổi: $m_{1} \vec{v_{1}} + m_{2} \vec{v_{2}} = (m_{1} + m_{2}) \vec{v}$

Do $\vec{v_{1}} ↑ ↑ \vec{v_{2}}$

$\Rightarrow v = \frac{m_{1} v_{1} + m_{1} v_{2}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{10.500 + 1000.10}{10 + 1000} \approx 14, 85 m / s$

Câu 11:

Đạn bay đến ngược chiều chuyển động của xe cát.

A. - 49,5 m/s.

B. 49,5 m/s.

C. - 4,95 m/s.

D. 4,95 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Chọn chiều chuyển động ban đầu của xe cát là chiều dương, hệ vật gồm xe cát và đạn chuyển động theo phương ngang.

Đổi: $v_{2} = 36 k m / h = 10 m / s$

Khi đạn bay đến ngược chiều xe cát ( $\vec{v_{1}} ↑ ↓ \vec{v_{2}}$ ) thì ta có:

$v = \frac{m_{1} v_{1} + m_{1} v_{2}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{10. (- 500) + 1000.10}{10 + 1000} \approx 4, 95 m / s$

Câu 12:

Xạ thủ Nguyễn Minh Châu là người giành huy chương vàng ở nội dung 10 m súng ngắn hơi nữ ngay lần đầu tham dự SEA Games 27. Khẩu súng chị sử dụng nặng 1,45 kg với viên đạn nặng 7,4 g. Tốc độ đạn khi rời khỏi nòng là 660 fps (1 fps = 0,3 m/s). Hỏi khi bắn, nòng súng giật lùi với tốc độ bao nhiêu?

A. -1,01 m/s.

B. 1,01 m/s.

C. 10,1 m/s.

D. -10,1 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

$\vec{p_{s}} + \vec{p_{đ}} = \vec{p'_{s}} + \vec{p'_{đ}}$

$\Rightarrow 0 = m_{s} . \vec{v'_{s}} + m_{đ} . \vec{v'_{đ}}$

$\Rightarrow \vec{v'_{s}} = - \frac{m_{đ} . \vec{v'_{đ}}}{m_{s}}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của súng sau khi bắn.

Tốc độ giật lùi của súng: $v'_{s} = \frac{m_{đ} . v'_{đ}}{m_{s}} = \frac{7, {4.10}^{- 3} .660.0, 3}{1, 45} \approx 1, 01 m / s$