Câu hỏi:

17/10/2025 410

Viên đạn khối lượng \({\rm{m}} = 100{\rm{\;g}}\) đang bay với vận tốc \({\vec v_0}\) theo phương ngang đến cắm vào bao cát khối lượng \({\rm{M}} = 400{\rm{\;g}}\) treo ở đầu sợi dây dài \(\ell = 1{\rm{\;m}}\) đang đứng yên ở vị trí cân bằng, đầu kia của sợi dây treo vào điểm cố định. Bỏ qua lực cản của không khí, lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\). Sau khi cắm vào bao cát hệ chuyển động lên đến vị trí dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc lớn nhất bằng \({60^ \circ }\). Giá trị của \({{\rm{v}}_0}\) bằng

A. \(10{\rm{\;m/s}}\).

B. \(5\sqrt {10} {\rm{\;m/s}}\).

C. \(10\sqrt 5 {\rm{\;m/s}}\).

D. \(50{\rm{\;m/s}}\).

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bài tập ôn tập Vật lí 10 Chân trời sáng tạo Chương 7 có đáp án !!

Giao bài

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Va chạm giữa viên đạn và bao cát là va chạm mềm, do đó động lượng của hệ viên đạn và bao cát là bảo toàn. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta sẽ xác định được vận tốc của hệ ngay sau va chạm. Khi bỏ qua lực cản của không khí, cơ năng của hệ là bảo toàn, áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để xác định mối liên hệ giữa \({{\rm{v}}_0}\) và các thông số mà đề bài đã cho.

Lời giải: Chọn B.

Xét hệ gồm viên đạn và bao cát, va chạm giữa viên đạn và bao cát là va chạm mềm, thời điểm xảy ra va chạm hệ là kín.

Động lượng của hệ ngay trước khi xảy ra va chạm là: \({\rm{p}} = {\rm{m}}{{\rm{v}}_0}\).

Động lượng của hệ ngay sau khi xảy ra va chạm là: \({\rm{p'}} = \left( {{\rm{m}} + {\rm{M}}} \right)\).V.

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

\({\rm{m}}{{\rm{v}}_0} = \left( {{\rm{m}} + {\rm{M}}} \right){\rm{V}} \Rightarrow {\rm{V}} = \frac{{\rm{m}}}{{{\rm{m}} + {\rm{M}}}}{{\rm{v}}_0} = \frac{{{{\rm{v}}_0}}}{5}\)

Chọn mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng của bao cát \({\rm{M}}\).

Cơ năng của hệ ngay sau khi xảy ra va chạm là:

\({\rm{W}} = \frac{1}{2}\left( {{\rm{\;m}} + {\rm{M}}} \right){{\rm{V}}^2} = \frac{1}{2}\left( {0,1 + 0,4} \right){\left( {\frac{{{{\rm{v}}_0}}}{5}} \right)^2} = \frac{{{\rm{v}}_0^2}}{{100}}\)

Cơ năng của hệ khi dây treo lệch với phương thẳng đứng góc \(\alpha \) lớn nhất là:

\({\rm{W'}} = \left( {{\rm{m}} + {\rm{M}}} \right){\rm{.g}}{\rm{.h}} = \left( {{\rm{m}} + {\rm{M}}} \right){\rm{.g}}{\rm{.}}\ell \left( {1 - {\rm{cos}}\alpha } \right) = \left( {0,1 + 0,4} \right).10.1.\left( {1 - {\rm{cos}}{{60}^ \circ }} \right) = 2,5{\rm{\;J}}\)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có: \({\rm{W}} = {\rm{W'}} \Leftrightarrow \frac{{{\rm{v}}_0^2}}{{100}} = 2,5 \Rightarrow {{\rm{v}}_0} = 5\sqrt {10} {\rm{\;m}}/{\rm{s}}\).

Viên đạn khối lượng m = 100 g đang bay với vận tốc (ảnh 1)

Đang tải chế độ Học...

Hot: 1000+ đề thi giữa kì 1 lớp 1-12 đầy đủ các môn (Update 2026) (chỉ từ 60k). Tải ngay

ĐẶC QUYỀN VIP

Đăng ký VIP để học và luyện thi không giới hạn

Trọn bộ quyền lợi trên Vietjack, trong một tài khoản.

Phòng luyện thi cấp tốc: ĐGNL - ĐGTD, Tốt nghiệp THPT, Ôn vào 10, Ôn vào 6, Ôn Giữa kì/Cuối kì
Hơn 200K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 3tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem hàng ngàn bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện
Đăng ký ngay

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một xe khối lượng m1 = 1,0 kg đang chuyển động với vận tốc 3,5 m/s đến va chạm vào một xe khác khối lượng m2 = 1,5 kg đang chuyển động cùng chiều với vận tốc 1 m/s. Sau va chạm hai xe dính với nhau và cùng chuyển động. Phần động năng hao hụt do va chạm (đã chuyển hoá thành nhiệt và các dạng năng lượng khác) bằng bao nhiêu Jun? (làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án:

Hướng dẫn giải

Áp dụng bảo toàn động lượng:

\(\begin{array}{l}{m_1}{v_1} + {m_2}{v_2} = \left( {{m_1} + {m_2}} \right)v\\ \Leftrightarrow 3,5 + 1,5 = (1 + 1,5)v\\ \Leftrightarrow 2,5v = 5 \Leftrightarrow v = 2(m/s)\end{array}\)

\(\Delta W = \left( {{W_{d1}} + {W_{d2}}} \right) - {W_d}' = \left( {\frac{1}{2}{m_1}{v_1}^2 + \frac{1}{2}{m_2}{v_2}^2} \right) - \frac{1}{2}\left( {{m_1} + {m_2}} \right){v^2} \approx 1,88J\)

Câu 2

Một toa tàu có khối lượng m1 = 3000 kg chạy với tốc độ 4 m/s đến đụng vào một toa tàu có khối lượng m2 = 5000 kg đang đứng yên trên một đường ray thẳng, làm toa này chuyển động đi với tốc độ 3 m/s. Sau va chạm, toa tàu m1 bật lại với tốc độ là bao nhiêu m/s ?

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án:

Hướng dẫn giải

Chọn chiều dương là chiều toa tàu m1.

Áp dụng bảo toàn động lượng:

\({m_1}{v_1} = {m_1}{v_1}' + {m_2}{v_2}' \leftrightarrow 3000.4 = 3000{v_1}' + 5000.3 \to {v_1}' = - 1m/s\)

Vậy tốc độ toa tàu 1 sau va chạm là 1m/s.

Câu 3