Giải Vật lí 10 trang 27 Bài 2: Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian. Độ dịch chuyển tổng hợp và vận tốc tổng hợp CD

Giải Vật lí 10 trang 27 bài 2 sách Cánh diều có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa vật lí 10 Cánh diều. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo.

Trang 22 SGK Vật Lí 10 CD

Trang 22 Vật lí 10 Câu hỏi 1

Nêu đặc điểm của đồ thị độ dịch chuyển – thời gian đối với một vật chuyển động thẳng theo một hướng với tốc độ không đổi.

Lời giải:

Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian đối với một vật chuyển động thẳng theo một hướng với tốc độ không đổi là một đường thẳng qua gốc tọa độ.

Trang 22 Vật lí 10 Câu hỏi 2

Từ độ dốc của đường biểu diễn độ dịch chuyển – thời gian của chuyển động thẳng trên hình 2.3, hãy cho biết hình nào tương ứng với mỗi phát biểu sau đây:

1. Độ dốc không đổi, tốc độ không đổi.

2. Độ dốc lớn hơn, tốc độ lớn hơn.

3. Độ dốc bằng không, vật đứng yên.

4. Từ thời điểm độ dốc âm, vật chuyển động theo chiều ngược lại.

Lời giải:

– Hình a: Độ dốc bằng không, vật đứng yên

– Hình b: Độ dốc lớn hơn, tốc độ lớn hơn

– Hình c: Từ thời điểm độ dốc âm, vật chuyển động theo chiều ngược lại

– Hình d: Độ dốc không đổi, tốc độ không đổi

Trang 23 SGK Vật Lí 10 CD

Trang 23 Vật lí 10 Luyện tập

Một xe đua chuyển động thẳng trong quá trình thử tốc độ. Độ dịch chuyển của nó tại các thời điểm khác nhau được cho trong bảng 2.3.

Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian và sử dụng đồ thị này để tìm tốc độ của xe.

Lời giải:

– Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian:

– Vận tốc của xe là:

$v = \frac{d}{t} = 85\left( {m/s} \right)$

Trang 24 SGK Vật Lí 10 CD

Trang 24 Vật lí 10 Câu hỏi 3

Tính độ dịch chuyển và quãng đường từ nhà bạn đến trường bằng bản đồ

Lời giải:

Trên bản đồ lấy điểm A là nhà, điểm E là trường học. Sử dụng một sợi chỉ kéo dài từ vị trí điểm A đến điểm E, sau đó dùng thước đo lại chiều dài của sợi chỉ rồi so với tỉ lệ của bản đồ.

Sau khi thực hiện đo và dùng tỉ lệ tương ứng trên bản đồ, ta có khoảng cách từ nhà đến trường khoảng 9 km.

Trang 25 SGK Vật Lí 10 CD

Trang 25 Vật lí 10 Luyện tập

Người ta ném một hòn đá từ vách đá ở bờ biển xuống dưới. Hòn đá chạm vào mặt biển với vận tốc v có thành phần thẳng đứng xuống dưới là v₁ và thành phần ngang là v₂ . Biết vận tốc v = 24 m/s, v₁ = 17 m/s.

a) Vẽ sơ đồ các vectơ thể hiện các vận tốc.

b) Sử dụng sơ đồ để tìm v₂ .

c) Sử dụng sơ đồ để tìm góc giữa vận tốc của viên đá và phương thẳng đứng khi nó chạm vào mặt nước.

Lời giải:

a)

b) Ta có: v = 24 (m/s); v₁ = 17 m/s

Từ sơ đồ, ta có: \({v^2} = v_1^2 + v_2^2\) (theo định lí Pytago trong 1 tam giác vuông)

=> \({v_2} = \sqrt {{v^2} – v_1^2}  = \sqrt {{{24}^2} – {{17}^2}}  \approx 16,94(m/s)\)

c) Gọi góc hợp bởi \(\overrightarrow v \) và \(\overrightarrow {{v_1}} \) là \(\alpha \)

Góc giữa vận tốc của viên đá và phương thẳng đứng khi nó chạm vào mặt nước là:

\(\cos \alpha  = \frac{{{v_1}}}{v} = \frac{{17}}{{24}} \Rightarrow \alpha  \approx {44^0}54’\)

Trang 66 SGK Vật Lí 10 CD

Trang 26 Vật lí 10 Câu hỏi 1

Tìm hiểu thêm

Trái Đất quay xung quanh trục từ phía tây sang phía đông, một vòng mỗi ngày. Tại đường xích đạo, bề mặt Trái Đất đang quay với tốc độ 1675 km/h. Từ một vị trí trên đường xích đạo của Trái Đất, phóng tên lửa về phía đông hay về phía tây sẽ có lợi hơn

Lời giải:

Phóng tên lửa về phía Đông có lợi hơn, vì Trái Đất đang quay từ Tây sang Đông, tên lửa phóng cùng chiều với chiều quay của Trái Đất sẽ có vận tốc lớn hơn là tên lửa phóng ngược chiều với chiều quay của Trái Đất.

Trang 26 Vật lí 10 Câu hỏi 2

Một người điều khiển thiết bị bay cá nhân bay theo hướng từ A đến B. Gió thổi với vận tốc không đổi 27 km/h theo hướng bắc. Hướng AB lệch với hướng bắc 60⁰ về phía đông (hình 2.8)

Câu 1.

Để bay theo đúng hướng từ A đến B, với vận tốc tổng hợp là 54 km/h, người lái phải hướng thiết bị theo hướng nào?

Lời giải:

Để bay theo đúng hướng từ A đến B, với vận tốc tổng hợp là 54 km/h, người lái phải hướng thiết bị theo hướng đông.

Câu 2

Bay được 6 km, thiết bị quay đầu bay về A với vận tốc tổng hợp có độ lớn là 45 km/h đúng hướng B đến A. Tìm tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay.

Lời giải

Vận tốc thiết bị bay 6 km đầu là:

${v_1} = \sqrt {{{54}^2} – {{27}^2}}  = 27\sqrt 3 \left( {km/h} \right)$

Vận tốc thiết bị bay 6 km sau là:

${v_2} = \sqrt {{{45}^2} – {{27}^2}}  = 36\left( {km/h} \right)$

Tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay là:

$v = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{6 + 6}}{{\frac{6}{{27\sqrt 3 }} + \frac{6}{{36}}}} = 40,68\left( {km/h} \right)$

Vậy tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay là 40,68 km/h.

Trang 27 Vật Lí 10 Cánh diều

Bài 1 trang 27 Vật lí 10

Trái Đất quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách 150 000 000 km.

a) Phải mất bao lâu để ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất? Biết tốc độ ánh sáng trong không gian là $3,0{\text{x}}{10^8}m/s$.

b) Tính tốc độ quay quanh Mặt Trời của Trái Đất. Giải thích tại sao đây là tốc độ trung bình, không phải là vận tốc của Trái Đất.

Lời giải:

a)

Thời gian để ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất là:

$t = \frac{s}{v} = \frac{{{{150000000.10}^3}}}{{3,{{0.10}^8}}} = 500{\text{s}} = \frac{{25}}{3} \approx 8,33\left( {phut} \right)$

b)

Trái Đất quay quanh Mặt Trời 1 vòng hết 365 ngày = 8760 giờ

Tốc độ quay quanh Mặt Trời của Trái Đất là:

$v = \frac{s}{t} = \frac{{150000000.2\pi }}{{8760}} = 1,{076.10^5}\left( {km/h} \right)$

Đây là tốc độ trung bình, không phải là vận tốc của Trái Đất vì độ dịch chuyển của Trái Đất bằng 0.

Bài 2 trang 27 vật lí 10

Một người đi bằng thuyền với tốc độ 2,0 m/s về phía đông. Sau khi đi được 2,2 km, người này lên ô tô đi về phía bắc trong 15 phút với tốc độ 60 km/h.

Tìm:

a) Tổng quãng đường đã đi.

b) Độ lớn của độ dịch chuyển tổng hợp.

c) Tổng thời gian đi.

d) Tốc độ trung bình tính bằng m/s.

e) Độ lớn của vận tốc trung bình.

Lời giải:

a)

Quãng đường người đó đi về phía bắc là:

${s_2} = {v_2}.{t_2} = 60.\frac{{15}}{{60}} = 15\left( {km} \right)$

Tổng quãng đường đã đi là:

$s = {s_1} + {s_2} = 2,2 + 15 = 17,2\left( {km} \right)$

b)

Độ lớn độ dịch chuyển tổng hợp là:

$d = \sqrt {d_1^2 + d_2^2}  = \sqrt {2,{2^2} + {{15}^2}}  = 15,16\left( {km} \right)$

c)

Thời gian người đó đi về phía đông là:

${t_1} = \frac{{{s_1}}}{{{v_1}}} = \frac{{2,{{2.10}^3}}}{{2,0}} = 1100(s) = 18,33\left( {phut} \right)$

Tổng thời gian đi của người này là:

$t = {t_1} + {t_2} = 18,33 + 15 = 33,33\left( {phut} \right)$

d)

Tốc độ trung bình là:

$v = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{17,{{2.10}^3}}}{{33,33.60}} = 8,6\left( {m/s} \right)$

e)

Độ lớn của vận tốc trung bình là:

$v = \frac{d}{t} = \frac{{15,{{16.10}^3}}}{{33,33.60}} = 7,58\left( {m/s} \right)$

Bài 3 trang 27 Vật lí 10

Hai người đi xe đạp theo một con đường thẳng. Tại thời điểm t = 0, người A đang đi với tốc độ không đổi là 3,0 m/s qua chỗ người B đang ngồi trên xe đạp đứng yên. Cũng tại thời điểm đó, người B bắt đầu đuổi theo người A. Tốc độ của người B tăng từ thời điểm t = 0,0 s đến t = 5,0 s. Sau đó người B tiếp tục đi với tốc độ không đổi là 4 m/s.

a) Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của người A, từ t = 0,0 s đến t = 12,0 s.

b) Khi nào người B đuổi kịp người A.

c) Người B đi được bao nhiêu mét trong khoảng thời gian đi với tốc độ không đổi (đến khi gặp nhau)?

Lời giải:

a)

b)

– Từ t = 0,0 s đến t = 5,0 s người B đi được 10 m.

– Sau thời điểm t = 5,0 s người B đi với tốc độ không đổi là 4 m/s

+ Quãng đường người B đi được sau 1 s đi với tốc độ 4 m/s là: 10 + 4.1 = 14 m

+ Quãng đường người B đi được sau 2 s đi với tốc độ 4 m/s là: 10 + 4.2 = 18 m (đuổi kịp người A)

=> Người B đuổi kịp người A sau 2 s đi với tốc độ không đổi là 4m/s.

c)

Người B đi được 8 m trong khoảng thời gian đi với tốc độ không đổi (đến khi gặp nhau).