Hướng dẫn Giải bài tập SGK Vật lí 10 [Chân trời sáng tạo] đầy đủ, chi tiết nhất, bám sát nội dung kiến thức SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo, giúp các em học tốt hơn.
Mục lục Giải bài tập SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Giải bài 1: Khái quát về môn vật lý
Giải bài 2: Vấn đề an toàn trong vật lý
Giải bài 3: Đơn vị và sai số trong vật lí
Giải bài 4: Chuyển động thẳng
Giải bài 5: Chuyển động tổng hợp
Giải bài 6: Thực hành đo tốc độ của vật chuyển động thẳng
Giải bài 7: Gia tốc - chuyển động thẳng biến đổi đều
Giải bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do
Giải bài 9: Chuyển động ném
Giải bài 10: Ba định luật newton về chuyển động
Giải bài 11: Một số lực trong thực tiễn
Giải bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu
Giải bài 13: Moment lực. Điều kiện cân bằng
Giải bài 14: Momen lực. Điều kiện cân bằng của vật
Giải bài 15: Năng lượng và công
Giải bài 16: Công suất- Hiệu suất
Giải bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng
Giải bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng
Giải bài 19: Các loại va chạm
Giải bài 20: Động học của chuyển động tròn
Giải bài 21: Động lực học của chuyển động tròn đều. Lực hướng tâm
Giải bài 22: Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo
Giải bài 23: Định luật hooke
Giải bài tập SGK Vật lí 10 Bài 1: Khái quát về môn vật lý
1. Đối tượng - mục tiêu - phương pháp nghiên cứu vật lí
Câu hỏi 1. Nêu đối tượng nghiên cứu đối với từng hân ngành sau của vật lý : cơ, ánh sáng, điện, từ.
Trả lời:
- Cơ học : Các quy luật chuyển động và cân bằng của lực
- Ánh sáng : Các quy luật chuyển động và sự chuyển hoá năng lượng
- Điện : Kết cấu mạch điện
- Từ : Năng lượng từ tính
Câu hỏi 2. Quan sát hình 1.2 để thảo luận thế nào là cấp độ vi mô, vĩ mô.
Trả lời:
- Cấp độ vi mô : Dựa vào các nghiên cứu vật lý rồi vận dụng một cách linh hoạt vào đời sống thực tế.
- Cấp độ vĩ mô : Nghiên cứu ra những quy luật mới, các định luật vật lý mà con người giải thích và tiên đoán được các hiện tượng của tự nhiên.
Câu hỏi 3: Trình bày một số ví dụ khác để minh hoạ cho phương pháp thực nghiệm vật lý.
Trả lời: Acsimet đã tự ngâm mình trong bồn nước rồi dựa vào hiện tượng nước trong bồn tắm tràn ra ngoài mà đã tìm ra lời giải đáp cho việc chiếc vương miện có được làm hoàn toàn từ kim hoàn hay không.
Câu hỏi 4: Nêu nhận định về vai trò của thí nghiệm trong phương pháp thực nghiệm và xác định điểm cốt lõi của phương pháp lý thuyết
Trả lời:
Phương pháp thực nghiệm là cách để kiểm chứng lại phần lý thuyết. Nếu không có phương pháp thực nghiệm thì phần lý thuyết chỉ là lý thuyết suông. Còn lý thuyết là cơ sơ cho phương pháp thực nghiệm. Điểm cốt lỗi của phương pháp lý thuyết là các quy luật, định luật được nghiên cứu
2. Ảnh hưởng của vật lý đến một số lĩnh vực trong đời sống và kỹ thuật
Câu hỏi 5: Quan sát hình 1.5 và phân tích ảnh hưởng của vật lý trong một số lĩnh vực. Từ đó trình bày ưu điểm của việc ứng dụng vật lý vào đời sống so với các phương pháp truyền thống ở các lĩnh vực trên
Trả lời:
- Hình a và b : [Lĩnh vực thông tin liên lạc] . Nhờ các nghiên cứu vật lý mà ngừoi ta đã nghiên cứu ra một hệ thống hoàn chỉnh trong việc gửi thư tại chỗ mà không cần đến bồ câu đưa thư. Việc truyền thông tin liên lạc kiểu này ưu việt hơn ở chỗ là nhanh chóng, kịp thời.
- Hình c và d : [ lĩnh vực y khoa ] thiết bị điện tử đo huyết áp sẽ có độ chính xác cao hơn là cảm nhận bằng tay vì việc bắt mạch bằng tay thì chỉ là cảm nhận của thầy thuốc, mà cảm nhận trực quan thì thường sẽ bị ảnh hưởng bởi yếu tố xung quanh như tiếng ồn, gió... Còn thiết bị điện tử thì đã được cài đặt sẵn các chức năng nên có độ chính xác cao và không mất nhiều thời gian
- Hình e và f [ kỹ thuật ]: Đóng gói hàng bằng tay sẽ mất nhiều thời gian, tính thẩm mỹ cũng không cao và đặc biệt là càn nhiều nhân lực. Trong khi đó nếu sử dụng máy thì khắc hục được tất cả những điều đó.
- Hình g và h [ thiên văn học ] : Việc quan sát các hình ảnh thiên văn bằng mắt thường thì mất thời gian và ít chính xác so với quan sát bằng thiết bị thiên văn.
=> Việc ứng dụng vật lý vào đời sống sẽ giúp chúng ta tiết kiệm thời gian, sức lực và có độ chính xác cao hơn
Câu hỏi 6: Hãy nêu và phân tích một số ứng dụng vật lý vào đời sống hàng ngày.
Trả lời:
Dùng ròng rọc để đưa vật liệu xây dựng lên toà nhà cao tầng : Làm giảm lực kéo, và dưa vật liệu lên cao một cách dễ dàng. Mà nếu dùng bằng sức người thì không thể nào mà đưa lên được
Luyện tập 1: Có ý kiến cho rằng điện năng là thành tựu cốt lõi và huyết mạch của vật lý cho nền văn minh của nhân loại. Hình 1.8, cho thấy các châu lục sáng rực về đêm. Trình bày quan điểm của em về nhận định này.
Trả lời:
Tùy theo quan điểm của mỗi cá nhân về nhận định điện năng là thành tựu cốt lõi và huyết mạch của Vật lí cho nền văn minh của nhân loại.
Ý kiến cá nhân: Điện năng đã góp phần vô cùng quan trọng cho nền văn minh của nhân loại. Tuy nhiên, ngoài điện năng ra còn có rất nhiều dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, năng lượng nguyên tử,...Tất cả các dạng năng lượng này đã góp phần làm nên nền văn minh của nhân loại.
Bài tập 1: Vào đầu thế kỷ XX, Thomson đã đề xuất mô hình cấu tạo nguyên tử gồm các electron phân bố đều trong một khối điện dưong kết cấu tựa như khối mây. Để kiểm chứng giả thuyết này Rotherford đã sử dụng tia alpha gồm các hạt mang điện dương bắn vào các nguyên tử kim loại vàng. Kết quả của thí nghiệm đã bác bỏ giả thuyết của Thomson đồng thời đã khám phá ra hạt nhân nguyên tử. Rotherford đã vận dụng phương pháp nào để nghiên cứu vấn đề này? giải thích?
Trả lời:
Vận dụng phương pháp thực nghiệm, dùng kết quả của thí nghiệm thực tế để chứng minh giả thuyết
Bài tập 2: Tìm hiểu thực tế một số thiết bị vật lý dùng trong y tế để đo lường, chẩn đoán và chữa bệnh
Trả lời:
Các thiết bị : máy chụp X-quang, Máy đo độ cận thị của mắt, máy đo nồng độ oxy của phổi.
Giải bài tập SGK Vật lí 10 Bài 2: Vấn đề an toàn trong vật lý
Mở đầu: Khi học tập và nghiên cứu Vật lí, học sinh cũng như các nhà khoa học cần phải lưu ý đến những nguyên tắc nào để đảm bảo an toàn cho bản thân và cộng đồng ?
Trả lời:
- Hiểu được thông tin liên quan đến các rủi ro và nguy hiểm có thể xảy ra.
- Tuân thủ và áp dụng các biện pháp bảo vệ để đảm bảo an toàn cho bản thân và cộng đồng.
- Quan tâm, gìn giữ và bảo vệ môi trường.
- Trong phòng thí nghiệm ở trường học, những rủi ro và nguy hiểm phải được cảnh báo rõ ràng bằng các biển báo. Học sinh cần chú ý sự nhắc nhở của nhân viên phòng thí nghiệm và giáo viên về các quy định an toàn. Ngoài ra, các thiết bị bảo hộ cá nhân cần phải được trang bị đầy đủ.
I. Vấn đề an toàn trong nghiên cứu và học vật lý
Câu hỏi 1: Quan sát hình 2.1, trình bày những hiểu biết của em về tác hại và lợi ích của các tia phóng xạ. Từ đó nêu những quy tắc an toàn trong khi làm việc với chất phóng xạ.
Trả lời:
Tác hại và lợi ích của chất phóng xạ:
- Tác hại: ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, có thể dẫn đến tử vong hoặc phơi nhiễm hay bị đầu độc
- Lợi ích: Các chất phóng xạ được ứng dụng rộng rãi trong đời sống
+ Sử dụng trong y học để chuẩn đoán hình ảnh và điều trị ung thư
+ Sử dụng trong nông nghiệp để tạo đột biến cải thiện giống cây trồng
+ Sử dụng trong công nghiệp để phát hiện các khiếm khuyết trong vật liệu
+ Sử dụng trong khảo cổ để xác định tuổi của các mẫu vật,...
* Quy tắc an toàn khi làm việc với chất phóng xạ:
- Giảm thời gian tiếp xúc với nguồn phóng xạ
- Tăng khoảng cách từ ta đến nguồn phóng xạ
- Đảm bảo che chắn những cơ quan trọng yếu của cơ thể
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 2.2 và chỉ ra những điểm không an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.
Trả lời:
Những điểm không an toàn khi làm việc trong phòn thí nghiệm:
+ Người phụ nữ cầm dây điện không đúng cách, dễ dẫn đến bị giật khi dây điện hở
+ Người đàn ông tay ướt cầm vào dây điện cắm vào ổ điện => dễ bị điện giật
+ Trên bàn xuất hiện các vật dụng sắc nhọn như dao, dĩa => dễ gây nên thương tích
+ Người đàn ông không đeo kính bảo hộ
Câu hỏi 3: Hãy nêu một số biện pháp an toàn khi sử dụng điện
Một số biện pháp an toàn khi sử dụng điện:
+ Trang bị đầy đủ các thiết bị bảo hộ cá nhân
+ Giữ khoảng cách an toàn với nguồn điện
+ Tránh sử dụng các thiết bị điện khi đang sạc
+ Không dùng tay ướt hoặc nhiều mồ hôi khi sử dụng dây điện
+ Tránh xa nơi điện thế nguy hiểm
+ Lắp đặt vị trí cầu dao, cầu chì, công tắc, ổ điện đúng quy định...
Luyện tập 1: Quan sát Hình 2.3, nêu ý nghĩa của mỗi biển báo cảnh báo và công dụng của mỗi trang thiết bị bảo hộ trong phòng thí nghiệm.
Trả lời:
- Biển báo cảnh báo
Hình ảnh |
Ý nghĩa |
| Chất dễ cháy, chất tự phản ứng, chất tự cháy, chất tự phát nhiệt | |
| Cảnh báo nguy cơ chất độc | |
| Điện áp cao nguy hiểm chết người | |
| Cảnh báo chất phóng xạ |
- Công dụng của trang thiết bị bảo hộ
Hình ảnh |
Công dụng |
| Bảo hộ cơ thể, chống hóa chất, chống nước | |
| Bảo vệ mắt khỏi những hóa chất độc hại và đảm bảo thị lực của người trong phòng thí nghiệm | |
| Chống hóa chất, chống khuẩn |
Vận dụng: Hãy thiết kế bảng hướng dẫn các quy tắc an toàn tại phòng thí nghiệm Vật lí
Lời giải
II. Bài tập
Bài tập 1: Tìm hiểu và trình bày những quy tắc an toàn đối với nhân viên làm việc liên quan đến phóng xạ.
Những quy tắc an toàn đối với nhân viên làm việc liên quan đến phóng xạ
+ Giảm thời gian tiếp xúc với phóng xạ
+ Tăng khoảng cách từ cơ thể đến nguồn phóng xạ
+ Mặc đồ bảo hộ
Bài tập 2: Trạm không gian quốc tế ISS có độ cao khoảng 400 km, trong khi bầu khí quyển có bề dày hơn 100 km. Trong trạm không gian có tình trạng mất trọng lượng, mọi vật tự do sẽ lơ lửng.
Hãy tìm hiểu các bất thường và nguy hiểm mà các nhà du hành làm việc lâu dài ở trong trạm có thể gặp phải
Lời giải:
Các bất thường và nguy hiểm mà các nhà du hành có thể gặp phải:
+ Tổn thương não bộ
+ Khó đi lại
+ Mất trí nhớ
Giải bài tập SGK Vật lí 10 Bài 3: Đơn vị và sai số trong vật lí
1. Đơn vị và thứ nguyên trong vật lí
Câu hỏi 1: Kể tên một số đại lượng vật lí và đơn vị của chúng mà các em đã được học trong môn Khoa học tự nhiên.
Trả lời: Một số đại lượng vật lí và đơn vị của chúng:
+ Quãng đường: m
+ Thời gian: s
+ Nhiệt độ: K
+ Khối lượng chất: mol
+ Năng lượng: J
+ Khối lượng: kg
...
Câu hỏi 2: Phân biệt đơn vị và thứ nguyên trong Vật lí
Trả lời:
Thứ nguyên của một đại lượng là quy luật nêu lên sự phụ thuộc vào đơn vị đo đại lượng đó vào các đơn vị cơ bản.
Ví dụ: Tốc độ, vận tốc được biểu diễn bằng đơn vị m/s; km/h nhưng chỉ có một thứ nguyên là L.T-1
Câu hỏi 3: Phân tích thứ nguyên của khối lượng riêng ρ theo thứ nguyên của các đại lượng cơ bản. Từ đó cho biết đơn vị của ρ trong hệ SI.
Trả lời:
Ta có thứ nguyên của khối lượng m là M, thứ nguyên của thể tích V là L3
=> Thứ nguyên của khối lượng riêng ρ là M.L-3
=> Đơn vị của ρ trong hệ SI là kg/m3
Luyện tập 1: Hiện nay có những đơn vị thường được dùng trong đời sống như picômét [pm], miliampe [mA] [ví dụ như kích thước của một hạt bui là khoảng 2,5 pm; cường độ dòng điện dùng châm cứu là khoảng 2 mA]. Hãy xác định các đơn vị cơ bản và các tiếp đầu ngữ của 2 đơn vị trên.
Trả lời:
Đơn vị cơ bản của 2 đơn vị trên là: m và A
2,5 pm = 2,5.10-12 m
2 mA = 2.10-3 A
Vận dụng 1: Lực cản không khí tác dụng lên vật phụ thuộc vào vận tốc chuyển động theo công thức F = -k.v2 . Biết thứ nguyên của lực là M.L.T-2 . Xác định thứ nguyên và đơn vị của k trong hệ SI
Trả lời:
Thứ nguyên của k là M.L và đơn vị của k trong hệ SI là kg.m
Câu hỏi 4: Với các dụng cụ là bình chia độ [ca đong] [Hình 3.1a] và cân [Hình 3.1b], đề xuất phương án đo khối lượng riêng của một quả cân trong phòng thí nghiệm.
Trả lời:
- Bước 1: Đặt quả cân lên cân để xác định khối lượng của quả cân
- Bước 2: Đo thể tích của quả cân bằng cách đổ nước vào bình chia độ đến một vạch xác định, ghi lại kết quả đó. Sau đó thả quả cân vào bình chia độ, ghi lại kết quả
Vquả cân = Vnước + quả cân – Vnước
- Bước 3: Áp dụng công thức tính khối lượng riêng ρ=mV để tính khối lượng riêng của quả cân.
Câu hỏi 5: Quan sát Hình 3.2 và phân tích các nguyên nhân gây ra sai số của phép đo trong các trường hợp được nêu.
Trả lời:
Nguyên nhân gây ra sai số là
+ Hình a: Đặt bút không đúng cách. Cần phải đặt bút song song với thước, một đầu của thước đặt vào vị trí số 0 của thước, đầu còn lại dừng ở vị trí nào của thước thì đó chính là số đo của thước
+ Hình b: Đặt mắt nhìn không đúng cách. Cần phải đặt mắt vuông góc với thước
+ Hình c: Cân điều chỉnh sai số. Cần điều chỉnh kim cân về vạch số 0 của cân.
Câu hỏi 6: Quan sát Hình 3.3, em hãy xác định sai số dụng cụ của hai thước đo.
Trả lời:
- Hình a có độ chia nhỏ nhất là 1 cm nên sai số dụng cụ của thước là 1 cm
- Hình b có độ chia nhỏ nhất là 1 mm nên sai số dụng cụ của thước là 1 mm.
Câu hỏi 7: Đề xuất những phương án hạn chế sai số khi thực hiện phép đo.
Trả lời:
Phương án hạn chế sai số khi thực hiện phép đo là: Thường xuyên hiệu chỉnh dụng cụ đo, sử dụng thiết bị đo có độ chính xác cao.
Luyện tập 2: Để đo chiều dài của cây bút chì, em nên sử dụng loại thước nào trong Hình 3.3 để thu được kết quả chính xác hơn?
Trả lời:
Để đo chiều dài của cây bút chì, nên sử dụng thước trong Hình 3.3b vì thước này có sai số dụng cụ nhỏ hơn thước ở Hình 3.3a nên kết quả đo sẽ chính xác hơn.
Vận dụng 2: Một bạn chuẩn bị thực hiện đo khối lượng của một túi trái cây bằng cân như Hình 3.4. Hãy chỉ ra những sai số bạn có thể mắc phải. Từ đó, nêu cách hạn chế các sai số đó.
Trả lời:
- Những sai số bạn có thể mắc phải:
+ Sai số hệ thống: cân chưa được hiệu chỉnh về vị trí số 0
+ Sai số ngẫu nhiên: do các yếu tố bên ngoài như gió, bui, hoặc có thể đặt mắt không đúng
- Cách hạn chế những sai sót:
+ Hiệu chỉnh cân về vị trí số 0, đặt đĩa cân cho thăng bằng
+ Khi đọc kết quả, mắt hướng về phía mặt cân và vuông góc
Luyện tập 3: Giả sử chiều dài của hai đoạn thẳng có giá trị đo được lần lượt là a = 51 ± 1 cm và b = 49 ± 1 cm. Trong các đại lượng được tính theo các cách sau đây, đại lượng nào có sai số tương đối lớn nhất:
A. a + b
B. a – b
C. a x b
D. a/b
Trả lời:
Vận dụng 2: Bảng 3.4 thể hiện kết quả đo khối lượng của một túi trái cây bằng cân đồng hồ. Em hãy xác định sai số tuyệt đối ứng với từng lần đo, sai số tương đối của phép đo. Biết sai số dụng cụ là 0,1 kg.
Trả lời:
| Lần đo | m[kg] | Δm [kg] |
| 1 | 4,2 | 0,1 |
| 2 | 4,4 | 0,1 |
| 3 | 4,4 | 0,1 |
| 4 | 4,2 | 0,1 |
| Trung bình | 4,3 | 0,1 |
- Sai số tuyệt đối của phép đo là : 0,1+0,1= 0,2
- Sai số tương đối của phép đo là : [0,2 / 4,3 ] x 100% = 4,65%
K- ết quả phép đo là : ±Δm = 4,3±0,2
Bài tập 1: Hãy phân tích thứ nguyên và thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng khối lượng riêng ρ, công suất P, áp suất p với đơn vị cơ bản.
Trả lời:
+ Biểu thức tính khối lượng riêng: ρ=mV
Ta có thứ nguyên của khối lượng m là M, thứ nguyên của thể tích V là L3
=> Thứ nguyên của khối lượng riêng ρ là M.L-3
=> Đơn vị của khối lượng riêng là kg/m3
+ Biểu thức tính công suất là: P=A/t=F.s/t
F = m.a => F có thứ nguyên là M.L.T-2
=> Thứ nguyên của công suất là:[M.L2.T-3]
=> Đơn vị của công suất là: kg.m2 /s3
+ Biểu thức tính áp suất: p=F/S [ F là lực tác dụng, S là diện tích tiếp xúc]
=> Thứ nguyên của áp suất là: [M.L-1.T-2]
=> Đơn vị của áp suất là: kg.m/s2
Bài tập 2: Bảng 3P.1 thể hiện kết quả đo đường kính của một viên bi thép bằng thước kẹp có sai số dụng cụ là 0,02 mm. Tính sai số tuyệt đối và biểu diễn kết quả phép đo có kèm theo sai số.
Trả lời: