Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10: tại đây
Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 2: Chuyển động thẳng đều giúp HS giải bài tập, tăng khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành những khái niệm và định luật vật lí:
C1. ( trang 8 sgk Vật Lý 10) Cho biết (một cách sắp đúng):
– Đường kính của Mặt Trời : 1 400 000 km.
– Đường kính của Trái Đất : 12 000 km.
– Khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời : 150 000 000 km.
a) Nếu vẽ đường đi của Trái Đất quanh Mặt Trời là một đường tròn, đường kính 15 cm thì hình vẽ Trái Đất và Mặt Trời sẽ là những đường tròn với đường kính bao nhiêu xentimet?
b) Mang thể coi Trái Đất như một chất điểm trong hệ Mặt Trời được ko ?
Trả lời:
a) Khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời: 150.000.000 km = 150.1011 cm vẽ thành 15/2 = 7,5 cm.
– Vẽ Một cm ứng với khoảng cách thật là :
Hình vẽ Trái Đất sẽ phải là đường tròn với đường kính :
Mặt Trời sẽ phải vẽ là đường tròn với đường kính :
b) Chiều dài của đường đi trên hình vẽ là :
→ Chiều dài đường đi gấp 47,1 / 0,0006 = 78500 lần kích thước của Trái Đất, rất nhỏ so với đường đi.
→ Mang thể coi Trái Đất như một chất điểm trong hệ Mặt Trời.
C2.( trang 9 sgk Vật Lý 10) Mang thể lấy vật nào làm mốc để xác định vị trí một chiếc tàu thủy đang chạy trên sông?
Trả lời:
Vật làm mốc là một vật bất kì, đứng yên trên bờ sông hoặc dưới sông như: cây bên bờ sông, bến đò, một cây cầu….
C3.( trang 9 sgk Vật Lý 10) Hãy cho biết những tọa độ của điểm M nằm chính giữa một bức tường hình chữ nhật ABCD với cạnh AB = 5 m, và cạnh AD = 4 m (Hình 1.4). Lấy trục Ox dọc theo AB, trục Oy dọc theo AD.
Trả lời:
Tọa độ điểm M là :
C4.( trang 10 sgk Vật Lý 10) Cho bảng gời tàu (bảng 1.1), Hãy tính xem đoàn tàu chạy từ ga Hà Nội tới ga Sài Gòn trong bao lâu?
| Bảng giờ tàu | |||
Hà Nội Nam Định Thanh Hóa Vinh Đồng Hới Đông Hà Huế Đà Nẵng | 19h 00′ 20h 56′ 22h 31′ 0h 53′ 4h 42′ 6h 44′ 8h 05′ 10h 54′ | Tam Kỳ Quảng Ngãi Diêu Trì Tuy Hòa Nha Trang Tháp Chàm Sài Gòn | 12h 26′ 13h 37′ 16h 31′ 18h 25′ 20h 26′ 22h 26′ 4h 00′ |
Trả lời:
Chọn mốc thời kì lúc 19 giờ 00 phút ngày thứ nhất tại Hà Nội.
Quan sát bảng giờ tàu ta thấy tới 19 giờ 00 phút ngày thứ hai (sau lúc suất phát được Một ngày) thì tàu đã qua ga Tuy Hòa một đoạn. Tiếp tục tàu chạy tới 24 giờ 00 phút cùng ngày (chạy thêm 5 giờ nữa) thì chưa tới ga Sài Gòn, sau đó tàu chạy thêm 4 giờ nữa sang ngày hôm sau thì tới Sài Gòn.
Vậy tổng thời kì tàu chạy từ ga Hà Nội vào ga Sài Gòn là:
Một ngày + 5 giờ + 4 giờ = 33 giờ
Bài 1 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Chuyển động thẳng đều là gì?
Lời giải:
Chuyển động thẳng đều là chuyển động với quỹ đạo là đường thẳng và với tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.
Bài 2 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Nêu những đặt điểm của chuyển động thẳng đều.
Lời giải:
Chuyển động thẳng đều với:
+ qũy đạo là một đường thẳng
+ tốc độ trung bình trên mọi đoạn đường là như nhau.
Bài 3 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Tốc độ trung bình là gì?
Lời giải:
Tốc độ trung bình là đại lượng đo bằng tỉ số giữa quãng đường vật đi được và thời kì chuyển động, nó cho biết mức độ nhanh, chậm của chuyển động:
(Lưu ý: Tốc độ trung bình luôn dương, ko nhận trị giá âm)
Bài 4 (trang 15 SGK Vật Lý 10): Viết công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều.
Lời giải:
+ Công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều:
S = vtb . t = vt
+ Phương trình chuyển động: x = xo + vt (với xo : tọa độ ban sơ)
Bài 5 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Nêu cách vẽ đồ thị tọa độ – thời kì của một chuyển động thẳng đều .
Lời giải:
Ta thấy phương trình chuyển động thẳng đều của vật với dạng là phương trình hàng đầu y = ax + b. Cho nên ta vẽ đồ thị giống với đồ thị hàm số y = ax + b (với ẩn là t).
Bước 1: Viết phương trình chuyển động của vật. Ví dụ: x = 2 + 10t (x: km, t: h)
Bước 2: Lập bảng (x,t).
| t (h) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| x (km) | 2 | 12 | 22 | 32 | 42 | 52 |
Bước 3: Vẽ đồ thị:
Bài 6 (trang 15 SGK Vật Lý 10): Trong chuyển động thẳng đều:
A. quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với tốc độ v.
B. tọa độ x tỉ lệ thuận với tốc độ v.
C. tọa độ x tỉ lệ thuận với thời kì chuyển động t.
D. quãng đường đi được S tỉ lệ thuận với thời kì chuyển động t.
Chọn đáp án đúng.
Lời giải:
Chọn D.
Trong chuyển động thẳng đều véc tơ vận tốc tức thời ko đổi trong suốt quá trình nên quãng đường đi được S tỉ lệ thuận với thời kì chuyển động t.
Bài 7 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Chỉ ra câu sai.
Chuyển động thẳng đều với những đặc điểm sau:
A. Quỹ đạo là một đường thẳng;
B. Vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời kì bằng nhau bất kì;
C. Tốc độ trung bình trên mọi quãng đường là như nhau;
D. Tốc độ ko đổi từ lúc xuất phát tới lúc giới hạn lại.
Lời giải:
Chọn D.
Lúc xuất phát và lúc giới hạn lại, tốc độ phải thay đổi. Lúc xuất phát thì véc tơ vận tốc tức thời tăng còn lúc giới hạn lại thì véc tơ vận tốc tức thời giảm nên tốc độ phải thay đổi.
Bài 8 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Đồ thị tọa độ – thời kì trong chuyển động thẳng của một chiếc xe với dạng như ở hình 2.5. Từ thời kì nào xe chuyển động thẳng đều?
A. Chỉ từ thời kì từ 0 tới t1.
B. Chỉ từ thời kì từ t1 tới t2.
C. Từ thời kì từ 0 tới t2.
D. Ko với lúc nào xe chuyển động thẳng đều.
Lời giải:
Chọn A.
Đồ thị tọa độ – thời kì của chuyển động thẳng đều là Một đoạn thẳng. Đồ thị ứng đoạn từ t1 tới t2 cho thấy tọa độ x ko thay đổi, tức vật đứng lại. Còn từ từ 0 tới t1 ta thấy quãng đường và thời kì tỉ lệ thuẩn với nhau nên từ thời kì này xe chuyển động thẳng đều.
Bài 9 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Hai ô tô xuất phát cùng một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau 10 km trên một đường thẳng qua A và B, chuyển động cùng chiều từ A tới B. Tốc độ của ô tô xuất phát từ A là 60 km/h, của ô tô xuất phát từ B là 40 km/h.
a) Lấy gốc tọa độ ở A, gốc thời kì là lúc xuất phát, hãy viết công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của hai xe.
b) Vẽ đồ thị tọa độ – thời kì của hai xe trên cùng một hệ trục (x,t).
c) Dựa vào đồ thị tọa độ – thời kì để xác định vị trí và thời khắc mà xe A đuổi kịp xe B.
Lời giải:
a) Công thức tính quãng đường đi được của Hai xe là :
SA = VA.t = 60t và SB = VB.t = 40t.
Phương trình chuyển động của Hai xe:
xA = 0 + 60t và xB = 10 + 40t
Với S và x tính bằng km; t tính bằng giờ.
b)
t(h) | 0 | 0,5 | 1 | 2 | 3 | … |
xA (km) | 0 | 30 | 60 | 120 | 180 | … |
xB (km) | 10 | 30 | 50 | 90 | 130 | … |
c) Lúc Hai xe gặp nhau thì tọa độ của chúng bằng nhau:
xA = xB
60t = 10 + 40t
⇒ 20t = 10
⇒ t = 0,5 h
⇒ xA = 60.0,5 = 30 km.
Vậy điểm gặp nhai cách gốc tọa độ A một đoạn 30 km.
Trên đồ thị điểm gặp nhai với tọa độ (t,x ) tương ứng là (0,5;30).
Bài 10 (trang 15 SGK Vật Lý 10) : Một ô tô tải xuất phát từ thành xã H chuyển động thẳng đều về phía thành xã P với tốc độ 60 km/h. Lúc tới thành xã D cách H 60 km thì xe giới hạn lại Một giờ. Sau đó xe tiếp tục chuyển động đều về phía P với tốc độ 40 km/h. Con đường H-P coi như thẳng và dài 100 km.
a) Viết công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của ô tô trên hai quãng đường H – D và D – P. Gốc tọa độ lấy ở H. Gốc thời kì là lúc xe xuất phát từ H.
b) Vẽ đồ thị tọa độ – thời kì của xe trên cả con đường H – P.
c) Dựa vào đồ thị, xác định thời khắc xe tới P.
d) Rà soát kết quả của câu c) bằng phép tính .
Lời giải:
a) Gốc tọa độ lấy ở H. Gốc thời kì là lúc xe xuất phát từ H.
Công thức tính quãng đường đi của ô tô:
∗ Trên quãng đường H – D: S1 = 60t (x: km; t: h) với x ≤ 60 km tương ứng t ≤ Một h.
∗ Trên quãng đường D – P: Do ô tô giới hạn lại 1h cùng với thời kì chuyển động từ H → D hết 1h nữa nên ô tô trễ 2h so với mốc thời kì đã chọn lúc xuất phát từ H. Ta với: S2 = 40.(t – 2) (km, h) với điều kiện t ≥ 2.
∗ Phương trình chuyển động của ô tô trên đoạn HD: x1 = 60t với x ≤ 60 km.
Trên đoạn D – P: x2 = 60 + 40(t – 2) với x ≥ 60 km, t ≥ 2h.
b) Đồ thị
c) Trên đồ thị ta xác định được thời khắc xe tới P là 3h
d) Rà soát bàng phép tính:
Thời khắc ô tô tới P: