Giải bài tập Vật lý lớp 10 nâng cao bài 4: Chuyển động thẳng biến đổi đều hướng dẫn giải chi tiết bài tập môn Lý 10 nâng cao, giúp cho quý thầy cô cùng các bạn học sinh dễ dàng hơn trong việc tìm kiếm những tài liệu hay phục vụ quá trình giảng dạy và học tập môn Vật lý lớp 10. Chúc các em học tốt. Bài tập: Chuyển động thẳng biến đổi đềuCâu c1 (trang 23 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tại thời điểm t1 trên hình 4.4 vận tốc bằng bao nhiêu?  Lời giải: Tại thời điểm t1 trên hình 4.4, v1 = 0 ⇔ vật dừng lại. Câu 2 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Viết công thức liên hệ giữa vận tốc và gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều. Lời giải: Công thức liên hệ giữa vận tốc và gia tốc: v = v0 + a.t Câu 3 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Giải thích tại sao khi vận tốc và gia tốc cùng dấu thì chất điểm chuyển động nhanh dần lên, khi chúng ngược dấu nhau thì chất điểm chuyển động chậm dần đi. Lời giải: Từ công thức: v = v0 + a.t Ta có: |v| = |v0 + a.t| - Nếu v; v0 cùng dấu với a thì |v| = |v0 + a.t| > |v0| ⇔ Vận tốc ở thời điểm sau lớn hơn vận tốc ở thời điểm trước ⇔ Chuyển động nhanh dần. - Nếu v; v0 trái dấu với a thì |v| = |v0 + a.t| < |v0| ⇔ Vận tốc ở thời điểm sau nhỏ hơn vận tốc ở thời điểm trước ⇔ Chuyển động chậm dần. Câu 4 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hãy mô tả chuyển động của một người đi xe máy dựa vào đồ thị vận tốc theo thời gian trên hình 4.5. Lời giải: * Ta có 20 giây đầu xe máy chuyển động nhanh dần đều với gia tốc: * 40 giây tiếp theo xe chuyển động thẳng đều với vận tốc v = 20 m/s, gia tốc xe: a2 = 0 * 10 giây cuối xe chuyển động chậm dần đều với gia tốc: Bài 1 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Nhận xét nào sau đây không đúng với một chất điểm chuyển động theo một chiều với gia tốc a = 4 m/s2?
Lời giải: Đáp án: C sai. Vì lúc vận tốc bằng 2m/s thì 2s sau vận tốc của nó phải bằng 10m/s (v = v0 + at = 2 + 4.2 = 10) Bài 2 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Chọn câu sai Khi một chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều thì nó:
Lời giải: Đáp án: C sai. Vì có thể lúc đầu chuyển động chậm dần đều, ngay sau đó chuyển động nhanh dần đều. Ví dụ: Một viên bi đang chuyển động nằm ngang thì lên dốc, chậm dần đều rồi chuyển động ngược lại, nhanh dần đều. Bài 3 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tốc độ vũ trụ cấp I (7,9 km/s) là tốc độ nhỏ nhất để các con tàu vũ trụ có thể bay quanh Trái Đất. Hãy tính xem tên lửa phóng tàu vũ trụ phải có gia tốc bằng bao nhiêu để sau khi phóng 160s, con tàu đạt được tốc độ trên? Coi gia tốc của tên lửa là không đổi. Lời giải: Áp dụng công thức: Vậy gia tốc của tên lửa phóng tàu vũ trụ là: a = 49,38 m/s2 Bài 4 (trang 24 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một chất điểm chuyển động trên trục Ox với gia tốc không đổi a = 4m/s2 và vận tốc ban đầu v0 = -10m/s C đúng vì đối với vật chuyển động thì quãng đường đi được chắc chắn sẽ khác 0, còn độ dịch chuyển vẫn có thể có độ lớn bằng 0 (khi vật chuyển động về vị trí ban đầu). D sai vì đối với vật đã chuyển động quãng đường đi được chắc chắn khác 0. Chọn đáp án C 4.2 Độ dịch chuyển và quãng đường đi được của vật có độ lớn bằng nhau khi vật
Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về độ dịch chuyển, phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được. Lời giải chi tiết: A sai vì khi vật chuyển động tròn, quãng đường đi được có độ lớn khác 0 còn độ dịch chuyển có độ lớn bằng 0. B đúng vì khi vật chuyển động thẳng và không đổi chiều thì độ dịch chuyển cũng chính là quãng đường đã đi. C, D sai vì khi vật chuyển động thẳng và có sự đổi chiều thì độ lớn độ dịch chuyển và độ lớn quãng đường đi được sẽ khác nhau. Chọn đáp án B 4.3 Một người đi xe máy từ nhà đến bến xe bus cách nhà 6 km về phía đông. Đến bến xe, người đó lên xe bus đi tiếp 20km về phía bắc.
Phương pháp giải: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý, gốc tọa độ O là nhà người đó. Quãng đường đi được bằng tổng các quãng đường đã đi. Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển để tính độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết: Tóm tắt: Xuất phát từ nhà Về phía đông s1 = 6 km; Về phía bắc s2 = 20 km Hỏi s = ? km; d = ? km Lời giải:
Độ dịch chuyển của người đó là: \(\overrightarrow d = \overrightarrow {{d_1}} + \overrightarrow {{d_2}} \) Ta có d = \(\sqrt {{d_1}^2 + {d_2}^2} \)= \(\sqrt {{6^2} + {{20}^2}} \)= 20.88 km 4.4 Hai anh em bơi trong bể bơi thiếu niên có chiều dài 25 m. Hai anh em xuất phát từ đầu bể bơi đến cuối bể bơi thì người em dừng lại nghỉ, còn người anh quay lại bơi tiếp về đầu bể mới nghỉ.
độ dịch chuyển. Phương pháp giải: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý, gốc tọa độ O là đầu bể bơi. - Quãng đường đi được bằng tổng các quãng đường đã đi. - Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển để tính độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý, gốc tọa độ O là đầu bể bơi. a) + Quãng đường bơi được của người em: s1 = l =25 m + Quãng đường bơi được của người anh: s2 = 2l = 2 x 25 = 50 m + Độ dịch chuyển của người em: d1 = s1 = 25 m + Độ dịch chuyển của người anh: d2 = 0 m b) + Trong chuyển động thẳng không đổi chiều: s = d. + Trong chuyển động thẳng có đổi chiều s ≠ d. + Khi vật chuyển động nếu quay lại vị trí thì d = 0, s ≠0. 4.5 Biết \(\overrightarrow {{d_1}} \) là độ dịch chuyển 10m về phía đông còn \(\overrightarrow {{d_2}} \) là độ dịch chuyển 6 m về phía tây. Hãy xác định độ dịch chuyển tổng hợp \(\overrightarrow d \) trong 2 trường hợp sau:
Phương pháp giải: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý. Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý. Vì đông – tây là 2 hướng nằm đối ngược nhau trên trục hoành, nên khi tổng hợp vectơ ta được:
4.6 Biết \(\overrightarrow {{d_1}} \) là độ dịch chuyển 3 m về phía đông còn \(\overrightarrow {{d_2}} \) là độ dịch chuyển 4 m về phía bắc.
hợp \(\overrightarrow d \).
Phương pháp giải: Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết: a)
Từ hình vẽ, ta có độ dịch chuyển được tính theo công thức: \(d = \sqrt {{d_1}^2 + {d_2}^2} = \sqrt {{3^2} + {4^2}} = 5\)m Ta có: cos ∝ = \(\frac{{{d_1}}}{d}\)= \(\frac{3}{5}\) 4.7 Em của An chơi trò chơi tìm kho báu ở ngoài vườn với các bạn của mình. Em của An giấu kho báu của mình là một chiếc vòng nhựa vào trong một chiếc giày rồi viết mật thư tìm kho báu như sau: Bắt đầu từ gốc cây ổi, đi 10 bước về phía bắc, sau đó đi 4 bước về phía tây, 15 bước về phía nam, 5 bước về phía đông và 5 bước về phía bắc là tới chỗ giấu kho báu.
Phương pháp giải: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý, gốc tọa độ O là gốc cây ổi. Quãng đường phải đi để tìm ra kho báu bằng quãng đường đã đi. Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết: Chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý, gốc tọa độ O là gốc cây ổi như hình vẽ.
Chọn chiều dương trục hoành theo hướng Tây – Đông, chiều dương trục tung theo hướng Nam – Bắc. Khi đó ta có: d = d1 – d2 – d3 + d4 + d5 = 10 - 4 - 15 + 5 +5 =1 bước. 4.8 Một người đi thang máy từ tầng G xuống tầng hầm cách tầng G 5 m, rồi lên tới tầng cao nhất của toà nhà cách tầng G 50 m. Tính độ dịch chuyển và quãng đường đi được của người đó:
Phương pháp giải: Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc tọa độ O là tầng G. Quãng đường đi được bằng tổng quãng đường đã dịch chuyển. Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển để tính độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết:
Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ O là tầng G. Độ dịch chuyển: d = 5 m (bằng khoảng cách từ tầng G xuống tầng hầm). Quãng đường người đó đi được: s1 = 5 m (bằng khoảng cách từ tầng G xuống tầng hầm).
Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc tọa độ O là tầng G. Độ dịch chuyển: d = 50 m (bằng khoảng cách từ tầng G lên tầng cao nhất). Quãng đường người đó đi được: s2 = 50 m (bằng khoảng cách từ tầng G lên tầng cao nhất).
Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc tọa độ O là tầng G. Gọi \(\overrightarrow {{d_1}} \)là độ dịch chuyển từ tầng G xuống tầng hầm rồi lại đi lên tầng G. ⇨ d1 = 0 m \(\overrightarrow {{d_2}} \) là độ dịch chuyển từ tầng G lên tầng cao nhất. ⇨ d2 = 50 m Ta có độ dịch chuyển: d = d1 + d2 = 0 + 50 = 50 m. Quãng đường người đó đi được: s = 2s1 + s2 = 2 x 5 + 50 = 60 m 4.9 Một người bơi từ bờ này sang bờ kia của một con sông rộng 50m theo hướng vuông góc với bờ sông. Do nước sông chảy mạnh nên quãng đường người đó bơi gấp 2 lần so với khi bơi trong bể bơi.
Phương pháp giải: Sử dụng Phương pháp giải tổng hợp độ dịch chuyển. Lời giải chi tiết:
⇨ OB = 2OA = 100 m ⇨ Độ dịch chuyển d = OB = 100 m Ta có: cos\(\widehat {AOB}\) = \(\frac{{OA}}{{OB}} = \frac{{50}}{{100}} = \frac{1}{2}\)=> \(\widehat {AOB}\) = 60o |
