X

Giải bài tập Vật Lí lớp 10 nâng cao

Vật Lí lớp 10 nâng cao | Giải bài tập sgk Vật Lí 10 nâng cao hay nhất


Giải bài tập sgk Vật Lí lớp 10 nâng cao hay nhất

Loạt bài giải bài tập sgk Vật Lí 10 nâng cao hay, chi tiết được biên soạn bám sát nội dung sách giáo khoa Vật Lí lớp 10 nâng cao giúp bạn dễ dàng trả lời các câu hỏi và học tốt hơn môn Vật Lí 10.

Vật Lí lớp 10 nâng cao | Giải bài tập sgk Vật Lí 10 nâng cao hay nhất

Phần 1: Cơ học

Chương 1: Động học chất điểm

Chương 2: Động lực học chất điểm

Chương 3: Tĩnh học vật rắn

Chương 4: Các định luật bảo toàn

Chương 5: Cơ học chất lưu

Phần 2: Nhiệt học

Chương 6: Chất khí

Chương 7: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể

Chương 8: Cơ sở của nhiệt động lực học

Giải Vật Lí 10 nâng cao Bài 1: Chuyển động cơ học

Câu c1 (trang 7 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hãy so sánh kích thước của Trái Đất với bán kính quỹ đạo quanh Mặt Trời của nó. Biết R = 6400 km, R ≈ 150000000 km. Có thể coi Trái Đất là một chất điểm trong chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt Trời được không?

Lời giải:

Ta thấy:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

là rất nhỏ nên coi Trái Đất là một chất điểm trong chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt Trời.

Câu c2 (trang 8 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tọa độ của một điểm có phụ thuộc gốc được chọn không ?

Lời giải:

Tọa độ của một điểm có phụ thuộc vào gốc được chọn.

Ví dụ một chất điểm chuyển động trên trục Ox, nếu lấy O là gốc tọa độ trùng với vị trí xuất phát ban đầu tại A thì khi đó vật có tọa độ xA = 0.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Nếu lấy O là gốc tọa độ trùng với vị trí cách xuất phát ban đầu tại A về bên phải 10m thì khi đó vật có tọa độ xA = -10m.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Câu c3 (trang 9 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Có thể lấy mốc thời gian bất kì để đo kỉ lục chạy được không ?

Lời giải:

Trả lời: Khi đo thời gian chạy, người ta chọn mốc thời gian trùng với thời điểm bắt đầu xuất phát. Nếu lấy mốc thời gian bất kì để đo thời gian chạy đều được, khi đó phải tính thời điểm xuất phát so với mốc.

Câu c4 (trang 9 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Khi đu quay hoạt động, bộ phận nào của đu quay chuyển động tịnh tiến, bộ phận nào quay ?

Lời giải:

Trả lời: Khoang ngồi của đu quay chuyển động tịnh tiến. Các bộ phận gắn chặt với trục quay thì chuyển động quay.

Câu 1 (trang 10 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Các câu nào dưới đây là đúng, sai? Vì sao?

a) Một vật là đứng yên nếu khoảng cách từ nó đến vật mốc luôn luôn có giá trị không đổi.

b) Mặt trời mọc ở đằng Đông, lặn ở đằng Tây vì Trái Đất quay quanh trục Bắc - Nam từ Tây sang Đông.

c) Khi xe đạp chạy trên đường thẳng, người trên đường thấy đầu van xe vẽ thành một đường tròn.

d) Đối với đầu mũi kim đổng hồ thì trục của nó là đứng yên.

đ) Tọa độ của một điểm trên trục Ox là khoảng cách từ gốc O đến điểm đó.

e) Đồng hồ dùng để đo khoảng thời gian.

g) Giao thừa năm Bính Tuất là một thời điểm.

Lời giải:

Các câu: b, e, g: Đúng; a, c, d, đ: Sai.

a) Sai. Vì nếu chọn tâm quỹ đạo làm mốc thì vật chuyển động trên quỹ đạo tròn cũng luôn cách mốc một khoảng không đổi.

b) Đúng.

c) Sai. (Đường Xiclôít)

Tay cầm viên phấn cố định vào một điểm trên vành 1 cái nón là rồi cho nón là lăn không trượt dọc mép bảng dưới, phấn vẽ lên bảng đường Xiclôít giống quỹ đạo đầu van xe đạp.

d) Sai. Vì đối với đầu kim thì trục chuyển động trên đường tròn tâm là đầu kim, cùng bán kính bằng chiều dài kim, ngược chiều quay của kim.

đ) Sai.

Tọa độ của điểm A trên trục Ox: Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao là một giá trị đại số, có thể âm, có thể dương hoặc bằng 0, còn khoảng cách OA luôn là một số không âm.

e) Đúng.

g) Đúng.

Bài 1 (trang 10 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Dựa vào bảng giờ tàu Thống Nhất Bắc Nam S1 trong bài học (SGK), hãy xác định khoảng thời gian tàu chạy từ ga Hà Nội đến ga Sài Gòn.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Lời giải:

Cách 1:

* Tàu rời ga ở Hà Nội lúc 19h (mốc thời gian, t = 0) ngày hôm trước, đến Vinh lúc 0h34’ ngày hôm sau.

⇒ Thời gian trôi qua là: t1 = 5h34’.

* Rời ga ở Vinh lúc 0h42'

⇒ Thời gian trôi qua kể từ lúc đến cho tới lúc đi là: t2 = 8 min.

* Đến Huế lúc 7h50' cùng ngày

⇒ Thời gian trôi qua từ lúc rời Vinh đến Huế là: t3 = 7h8’

* Rời Huế lúc 7h58’

⇒ Thời gian trôi qua kể từ lúc đến Huế cho tới lúc rời Huế: t4 = 8 min.

* Đến Đà Nẵng lúc l0h32'

⇒ Thời gian từ lúc rời Huế đến lúc đến Đà Nẵng: t5 = 2h34'.

* Rời Đà Nẵng lúc 10h47’

⇒ Thời gian kế từ lúc đến đến khi đi là: t6 = 15 min.

* Đến Nha Trang lúc 19h55‘

⇒ Thời gian trôi qua từ lúc rời Đà Nẵng đến lúc tới Nha Trang là: t7 = 9h8’.

* Rời Nha Trang lúc 20h03'

⇒ Thời gian đến cho tới lúc đi ở Nha Trang là: t8 = 8 min.

* Đến Sài Gòn lúc 4h00 ngày hôm sau

⇒ Thời gian tàu chạy từ Nha Trang đi Sài Gòn là: t9 = 7h57’

Vậy tổng thời gian tàu chạy từ Hà Nội đi Sài Gòn là:

t = t1 + t2 + ... + t9 = 33h.

Cách 2:

Qua bảng thời gian ta thấy, tàu rời ga Hà Nội từ 19h ngày hôm trước đến 19h55min ngày hôm sau thì tàu vào ga Nha Trang. Tổng thời gian đi đến lúc này là:

tHN-Nha Trang = 1 ngày + 55min = 24h55’.

Đến 4h sáng ngày tiếp theo tàu vào đến ga Sài Gòn, thời gian tàu đi chặng Nha Trang-Sài Gòn là:

tNha Trang-Sài Gòn = 24h00’ – 19h55’ + 4h = 8h5’

Vậy khoảng thời gian tàu chạy từ ga HN đến ga SG:

t = 24h55’ + 8h5’ = 33(h)

Vậy, tàu chạy từ ga Hà Nội đến ga Sài Gòn hết 33(h).

Bài 2 (trang 10 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Dựa vào bảng giờ tàu Thống Nhất Bắc Nam S1, hãy xác định khoảng thời gian tàu chạy từ ga Hà Nội đến từng ga trên đường đi. Biểu diễn trên trục thời gian các kết quả tìm được, kể cả thời gian tàu đỗ ở các ga. Lấy gốc O là lúc tàu xuất phát từ ga Hà Nội và cho tỉ lệ lcm tương ứng với 2 giờ.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Lời giải:

Từ kết quả bài 1, ta thấy thời gian tàu chạy từ ga Hà Nội đến từng ga kia là :

Hà Nội-Vinh:5h 34’

Hà Nội-Huế: 12h 50’

Hà Nội-Đà Nẵng: 15h 32’

Hà Nội-Nha Trang :24h 55’

Hà Nội-Sài Gòn: 33h 00’

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Bài 3 (trang 10 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Chuyến bay của hãng hàng không Việt Nam từ Hà Nội đi Pari (Cộng hòa Pháp) khởi hành lúc 19h 30 giờ Hà Nội ngày hôm trước, đến Pari lúc 6h 30’ sáng hôm sau theo giờ Pari. Biết giờ Pari chậm hơn giờ Hà Nội 6 giờ. Hỏi lúc máy bay đến Pari lúc mấy giờ theo giờ Hà Nội ? Thời gian bay là bao nhiêu ?

Lời giải:

Gốc thời gian chọn là lúc 19h30’ giờ Hà Nội ngày hôm trước.

Lúc 24h thì máy bay đã bay thời gian là 4h 30’ .

*Đến Pari lúc 6h30’ sáng hôm sau giờ Pari, tức lúc (6h30’ + 6h) = 12h 30' giờ Hà Nội. Máy bay đã bay thêm khoảng thời gian từ 0h (giờ Hà Nội) đến Pari 12h 30’ (giờ Hà Nội) là: 12h 30’.

*Thời gian tổng cộng bay từ Hà Nội đi Pari là: 12h 30’ + 4h 30’ = 17h

Giải Vật Lí 10 nâng cao Bài 2: Vận tốc trong chuyển động thẳng. Chuyển động thẳng đều

Câu c1 (trang 11 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một đại lượng vectơ được xác định bởi các yếu tố nào ?

Lời giải:

Phương, chiều, độ lớn và điểm đặt.

Câu c2 (trang 11 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Giá trị đại số Δx của vectơ độ dời có nói lên đầy đủ các yếu tố của vectơ độ dời không ?

Lời giải:

Có. Dấu của Δx cho biết hướng của vectơ độ dời; Độ lớn của Δx bằng độ lớn của vectơ độ dời.

Câu c3 (trang 12 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Độ lớn của độ dời có bằng quãng đường đi được của chất điểm không ?

Lời giải:

Độ lớn của độ dời không bằng quãng đường đi được của chất điểm.

Nó chỉ bằng khi và chỉ khi chất điểm chuyển động theo một chiều thì độ lớn của độ lớn bằng quãng đường đi được: |Δx| = S.

Câu c4 (trang 12 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Khẩu hiệu trong các cuộc thi điền kinh là cao hơn, nhanh hơn, xa hơn. Điều đó liên quan đến đại lượng nào trong vật lí ?

Lời giải:

Trả lời: Liên quan đến đại lượng vận tốc.

Câu c5 (trang 12 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Giả sử chị Đỗ Thị Bông chạy trên một đường thẳng thì vận tốc trung hình của chị bằng 6,5m/s. Vận tốc này có đặc trưng chính xác cho tính chất nhanh, chậm của chuyển động của chị tại mọi thời điểm không ?

Lời giải:

Vận tốc trung hình bằng 6,5m/s không đặc trưng chính xác cho tính chất nhanh, chậm của chuyển động của chị tại mọi thời điểm. Vì trong thời gian chạy, có thể có lúc chị chạy với vận tốc lớn hơn 6,5 m/s; có lúc chạy với vận tốc nhỏ hơn 6,5 m/s.

Để đặc trưng cho tính chất nhanh, chậm của chuyển dòng tại một thời điểm người ta dùng khái niệm vận tốc tức thời.

Câu c6 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Có thể suy ra quãng đường đi được nhờ đồ thị vận tốc theo thời gian được không?

Lời giải:

Ta có thể suy ra quãng đường đi được nhờ đồ thị vận tốc theo thời gian qua diện tích hình phẳng giới hạn của đồ thị v(t) và đường t1, t2.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Ví dụ nếu vật chuyển động đều với vận tốc ban đầu bằng v0 thì hình giới hạn trên đồ thị v-t là hình chữ nhật giới hạn bởi một cạnh v0 và một cạnh bằng t.

→ S = x – x0 = v0.t

Câu 1 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hãy nêu các yếu tố của vectơ độ dời. Nếu chọn trục Ox trùng với quỹ đạo thẳng của chất điểm thì giá trị đại số của vectơ độ dời được xác định như thế nào ?

Lời giải:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Các yếu tố của vectơ độ dời:

- Điểm đặt (điểm gốc).

- Phương, chiều của vectơ độ dời.

- Độ lớn vectơ độ dời (tỉ lệ với độ dài vectơ).

Nếu chọn trục Ox trùng với quỹ đạo thẳng của chất điểm thì giá trị đại số của vectơ độ dời được xác định bằng:

Δx = x2 − x1

Trong đó x1, x2 lần lượt là tọa độ của các điểm M1 và M2 trên trục Ox.

Câu 2 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc tức thời có phương và chiều như thế nào ? 

Lời giải:

Trong chuyển động thẳng, vecto vận tốc tức thời có phương nằm trên đường thẳng quỹ đạo, có chiều là chiều của chuyển động.

Câu 3 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Thế nào là chuyển động thẳng đều? Vận tốc trung bình và vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng đều có đặc điểm gì?

Lời giải:

- Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng, trong đó chất điểm có vận tốc tức thời không đổi.

- Đặc điểm của vận tốc trung bình:

    + Vectơ của vận tốc trung bình có phương và chiều trùng với vectơ độ dời.

    + Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc trung bình có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo.

- Đặc điểm của vận tốc tức thời: Vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng nằm trên đường thẳng quỹ đạo.

Câu 4 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Viết phương trình chuyển động thẳng đều của một chất điểm, nói rõ các đại lượng ghi trong phương trình.

Lời giải:

Phương trình chuyển động thẳng đều:

x = x0 + v.t

Trong đó: x0 là tọa độ của chất điểm tại thời điểm ban đầu t0 = 0; x là tọa độ tại thời điểm t.

(v > 0 khi chiều chuyển động cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ; v < 0 khi chiều chuyển động ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ).

Bài 1 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Chọn câu sai:

A. Vectơ độ dời là một vecto nối vị trí đầu và vị trí cuối của chất điểm chuyển động.

B. Vectơ độ dời có độ lớn luôn luôn bằng quãng đường đi được của chất điểm.

C. Chất điểm đi trên một đường thẳng rồi quay về vị trí ban đầu thì có độ dời bằng 0.

D. Độ dời có thể là dương hoặc âm.

Lời giải:

Đáp án: B sai.

Vì vecto độ dời có độ lớn bằng quãng đường đi được khi chuyển động thẳng theo một chiều: S = |Δx|.

Bài 2 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Câu nào sau đây là đúng?

A. Độ lớn của vận tốc trung bình bằng tốc độ trung bình.

B. Độ lớn của vận tốc tức thời bằng tốc độ tức thời.

C. Khi chất điểm chuyển động thẳng chỉ theo một chiều thì bao giờ vận tốc trung bình cũng bằng tốc độ trung bình.

D. Vận tốc tức thời cho ta biết chiều chuyển động, do đó bao giờ cùng có giá trị dương.

Lời giải:

Đáp án: B đúng.

A. Sai. Độ lớn của vận tốc trung bình chỉ bằng tốc độ trung bình khi chất điểm chuyển động thẳng theo một chiều nhất định.

B. Đúng. Vì trong Δt rất nhỏ, chất điểm không đổi chiều chuyển động.

C. Sai. Chỉ khi chất điểm chuyển động thẳng theo một chiều dương thì mới có vận tốc trung bình = tốc độ trung bình.

D. Sai. Nếu chất điểm chuyển động ngược chiều dương thì v < 0; mặc dù v vẫn chỉ chiều chuyển động.

Bài 3 (trang 16 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Chọn câu sai.

A. Đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường song song với trục hoành Ot.

B. Trong chuyển động thẳng đều, đồ thị theo thời gian của tọa độ và của vận tốc đều là những đường thẳng

C. Đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng bao giờ cũng là một đường thẳng.

D. Đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường thẳng xiên góc

Lời giải:

Đáp án: C sai.

Vì đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng đều thì bao giờ cũng là đường thẳng, còn của chuyển động thẳng mà chưa biết đều hay không thì khẳng định trên là sai.

Bài 4 (trang 17 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một người đi bộ trên đườrg thẳng. Cứ đi được 10m thì người đó lại nhìn đồng hồ đo khoảng thời gian đã đi. Kết quả đo độ dời và thời gian thực hiện được ghi trong bảng dưới đây :

Δx (m) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Δt (s) 8 8 10 10 12 12 12 14 14 14

a) Tính vận tốc trung bình cho từng đoạn đường 10m.

b) Vận tốc trung bình cho cả quãng đường đi là bao nhiêu ? So sánh với giá trị trung bình của các vận tốc trung bình trên mỗi đoạn đường 10m.

Lời giải:

a) Áp dụng công thức tính vận tốc trung bình:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

ta được:

vtb1 = 1,25 m/s;    vtb2 = 12,5 m/s;    vtb3= 1m/s;    vtb4 = 1 m/s;

vtb5 = 0,83 m/s;    vtb6= 0,83 m/s;    vtb7= 0,83 m/s;    vtb8= 0,71 m/s

vtb9 = 0,71 m/s;    vtb10 = 0,71 m/s.

b)Vận tốc trung bình cho cả quãng đường:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Giá trị trung bình của các vận tốc trên mỗi đoạn đường là:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Bài 5 (trang 17 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hai người đi bộ cùng chiều trên một đường thẳng. Người thứ nhất đi với vận tốc không đổi bằng 0,9m/s. Người thứ hai đi với vận tốc không đổi bằng 1,9m/s. Biết hai người cùng xuất phát tại cùng một vị trí.

a) Nếu người thứ hai đi không nghỉ thì sau bao lâu sẽ đến một địa điểm cách nơi xuất phát 780m?

b) Người thứ hai đi được một đoạn thì dừng lại, sau 5,50 min thì người thứ nhất đến. Hỏi vị trí đó cách nơi xuất phát bao xa ?

Lời giải:

Chọn trục tọa độ trùng với đường thẳng chuyển động, gốc tọa độ là vị trí xuất phát, chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là thời điểm xuất phát.

a) Người thứ hai đi với vận tốc không đổi v2 = 1,9m/s không nghỉ thì sau thời gian t2 sẽ đến một địa điểm cách nơi xuất phát 780m. Ta có:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

b) Gọi t là thời gian người thứ hai đi cho đến khi dừng lại. Quãng đường người thứ hai đi được là:

S = v2.t = 1,9.t

Cũng trong thời gian t(s), người thứ nhất đi được là: S1 = v1.t = 0,9.t

Quãng đường người thứ nhất đi được trong lúc người thứ hai ngồi nghỉ t' = 5,5 min là: S'1 = v1.t’ = 0,9.(5,5.60) = 297 (m).

Khi hai người gặp nhau ta có: S1 + S'1 = S ⇔ 297 + 0,9t = 1,9t ⇒ t = 297 (s)

Suy ra: S = 1,9.t = 1,9.297 = 564,3 (m)

Vậy vị trí người thứ hai nghỉ cách nơi xuất phát 564,3 (m).

Bài 6 (trang 17 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một ô tô chạy trên đường thẳng. Trên nửa đầu của đường đi, ô tô chạy với vận tốc không đổi, bằng 50km/h. Trên quãng đường còn lại, ô tô chạy với vận tốc không đổi bằng 60km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô trên cả quãng đường.

Lời giải:

Gọi S là quãng đường ô tô đi được (km).

Thời gian ô tô đi nửa quãng đường đầu tiên:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Trên quãng đường còn lại (S2 = S/2), thời gian đi là:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Bài 7 (trang 17 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Đồ thị tọa độ theo thời gian của một người chạy trên một đường thẳng được biểu diễn trên hình 2.10. Hãy tính độ dời và vận tốc trung bình của người đó:

a) Trong khoảng thời gian 10 min đầu tiên.

b) Trong khoảng thời gian từ t1 = 10 min đến t2 = 30 min.

c) Trong cả quãng đường chạy dài 4,5 km.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Lời giải:

a) Trong khoảng thời gian 10 min đầu tiên, ta có: Δt1 = 10 min = 600 (s)

Độ dời: Δx1 = 2,5km – 0 = 2500m

Vận tốc trung bình của người đó:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

b) Trong khoảng thời gian từ t1 = 10 min đến t2 = 30 min, ta có:

Δt2 = 30 – 10 = 20 min = 1200 (s)

Độ dời: Δx2 = 4,5 - 2,5 = 2 km = 2000 (m)

Vận tốc trung bình của người đó:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

c) Trong cả quãng đường chạy dài 4,5 km:

Ta có: Δt = 30 min = 1800s

Độ dời: Δx = 4,5km = 4500m

⇒ vtb = Δx/Δt = 4500/1800 = 2,5 m/s

Bài 8 (trang 17 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hai xe chạy ngược chiều đến gặp nhau, cùng khởi hành một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau 120km. Vận tốc của xe đi từ A là 40km/h, của xe đi từ B là 20km/h. Coi chuyển động của các xe như chuyển động của các chất điểm trên đường thẳng.

a) Viết phương trình chuyển động của từng xe. Từ đó tính thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau.

b) Giải bài toán trên bằng đồ thị.

Lời giải:

a) Chọn trục tọa độ Ox hướng từ A đến B, gốc tại A. Gốc thời gian là thời điểm hai xe khởi hành.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

+ Phương trình chuyển động của xe (1) đi từ A đến B là:

x1 = x01 + v1.t = 0 + 40.t (km, h); điều kiện t ≤ 3

+ Phương trình chuyển động của xe (2) đi từ B hướng về A là:

x2 = x02 + v2.t = 120 – 20t (km, h); điều kiện t ≤ 6

(xe 2 đi ngược chiều dương nên v2 = -20 km/h < 0)

+ Khi hai xe gặp nhau, chúng có tọa độ bằng nhau, do đó:

x1 = x2 ⇔ 40t = 120 – 20t ⇒ t = 2 (h)

Thế t = 2h vào x1 ta có tọa độ của vị trí gặp nhau C là: x1 = 40.2 = 80 km.

b) Ta vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ x1, x2 theo thời gian như hình vẽ:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Từ đồ thị ta thấy vị trí hai xe gặp nhau chính là tọa độ của điểm hai đồ thị cắt nhau: x = 80km, t = 2h.

Giải Vật Lí 10 nâng cao Bài 3: Khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng

Câu 1 (trang 20 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Trong thí nghiệm về chuyển động thẳng của một vật, người ta ghi được vị trí của vật sau những khoảng thời gian 0,02s trên băng giấy (hình 3.4). Em hãy sử dụng các kết quả đó để xét xem chuyển động này có phải là chuyển động nhanh dần không. Nếu đúng, hãy tính vận tốc trung bình của vật trong những khoảng thời gian 0,02s.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Lời giải:

Chuyển động là nhanh dần vì kết quả thí nghiệm cho thấy độ dời tăng dần sau những khoảng thời gian bằng nhau, bằng 0,02s (quãng đường vật đi được tăng dần sau mỗi khoảng 0,02s lần lượt là 22; 26; 30; 34; 38; 42 mm)

Vận tốc trung bình của vật trong những khoảng thời gian Δt = 0,02s

Áp dụng công thức

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Ta được:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

vtbBC = 1,3 m/s;    vtbCD = 1,5 m/s

vtbDE = 1,7 m/s;    vtbEG = 1,9 m/s;    vtbGH = 2,1 m/s.

Bài 1 (trang 20 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một ô tô chạy trên đường thẳng, lẩn lượt đi qua bốn điểm liên tiếp A, B, C, D cách đều nhau một khoảng 12km. Xe đi đoạn AB hết 20 min, đoạn BC hết 30 min, đoạn CD hết 20 min. Tính vận tốc trung bình trên mỗi đọan đường AB, BC, CD và trên cả quãng đường AD. Có thể biết chắc chắn sau 40 min kể từ khi ở A, xe ở vị trí nào không ?

Lời giải:

Áp dụng công thức:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Ta có:

+ Trên đoạn AB:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

+ Trên đoạn BC:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

+ Trên đoạn CD:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

+ Trên cả quãng đường AD:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Không thể biết chắc chắn sau 40 min kể từ khi xe qua A, xe ở vị trí nào vì ta không biết được tính chất của chuyển động trên mỗi đoạn.

Bài 2 (trang 20 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tốc kế của một ô tô đang chạy chỉ 90km/h tại thời điểm t. Để kiểm tra xem đồng hồ đó chạy có chính xác không, người lái xe giữ nguyên vận tốc, một hành khách trên xe nhìn đồng hồ và thấy xe đi qua hai cột số bên đường cách nhau 3km trong khoảng thời gian 2 min 10s. Hỏi số chỉ của tốc kế có chính xác không?

Lời giải:

Ta có: v = 90km/h; Δx = 3km; Δt = 2 min 10s = 130s = 130/3600 h

Tốc kế của một ô tô cho biết tốc độ tức thời tại thời điểm t nào đó. Nếu ô tô giữ nguyên vận tốc thì chuyển động là thẳng đều với vận tốc:

v = 90km/h = 25m/s

Vận tốc mà hành khách đo được là:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao

Vậy tốc kế chỉ không chính xác.