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 đều
Câu 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?
- Lúc đầu vận tốc bằng 0 thì 1s sau vận tốc của nó bằng 4m/s
- Lúc vận tốc bằng 2m/s thì 1s sau vận tốc của nó bằng 6m/s
- Lúc vận tốc bằng 2m/s thì 2s sau vận tốc của nó bằng 8m/s.
- Lúc vận tốc bằng 4m/s thì 2s sau vận tốc của nó bằng 12m/s
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:
- Có gia tốc không đổi
- Có gia tốc trung bình không đổi.
- Chỉ có thể chuyển động nhanh dần đều hoặc chậm dần đều.
- Có thể lúc đầu chuyển động chậm dần đều, sau đó chuyển động nhanh dần đều.
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
Phần hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 nâng cao trang 163 Sách giáo khoa được Kiến Guru tổng hợp lại trên cơ sở làm tài liệu ôn tập và giải các bài tập trong bài 34: “Động năng, định lý động năng”. Kiến thức toàn bộ nằm ở chương 4 : “Các định luật bảo toàn”, các câu hỏi được sắp xếp theo đúng thứ tự trong sách giáo khoa, thuận tiện cho bạn đọc tham khảo. Bây giờ mời các bạn cùng đến với bài viết nhé.
Một ô tô tải khối lượng 5 tấn và một ô tô con khối lượng 1300kg chuyển động cùng chiều trên đường, chiếc trước chiếc sau với cùng vận tốc không đổi 54km/h. Tính:
- Động năng của mỗi ô tô.
- Động năng của ô tô con trong hệ quy chiếu gắn với ô tô tải.
Lời giải:
- Ô tô tải có: m1= 5 tấn = 5000kg, v1= 54 km/h = 15 m/s.
Động năng ô tô tải:
Ô tô con có: m2 = 1300kg, v2 \= 54 km/h = 15 m/s.
Động năng ô tô con:
- Vận tốc của ô tô con trong hệ quy chiếu gắn với ô tô tải bằng không nên động năng bằng không nên động năng của ô tô con trong hệ quy chiếu gắn với ô tô tải bằng không.
2. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 nâng cao - Bài 2 trang 163 SGK
Một ô tô tăng tốc trong hai trường hợp: từ 10km/h lên 20km/h và từ 50km/h lên 60km/h trong cùng một khoảng thời gian như nhau. Nếu bỏ qua ma sát, hãy so sánh xem lực tác dụng và công do lực thực hiện trong hai trường hợp có bằng nhau không. Tại sao?
Lời giải:
- Trường hợp 1:
Ô tô tăng tốc từ v1 = 10 km/h = 25/9 m/s lên v2 = 20 km/h = 50/9 m/s.
Gia tốc của ô tô trong trường hợp này là:
Quãng đường ô tô đi được là:
- Trường hợp 2:
Ô tô tăng tốc từ v’1 = 50 km/h = 125/9 m/s lên v’2 = 60 km/h = 50/3 m/s.
Gia tốc của ô tô trong trường hợp này là:
Quãng đường ô tô đi được là:
Ta thấy a1 = a2 nên F1 = m.a1 = F2 = m.a2.
Nhưng s1 ≠ s2. Mặt khác A = F.s = [ma].s nên công thực hiện trong hai trường hợp là khác nhau.
3. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 nâng cao: Bài 3 trang 163 SGK
Một viên đạn khối lượng m = 10g bay ngang với vận tốc v1 = 300m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5cm. Sau khi xuyên qua gỗ, vật có vận tốc v2 = 100m/s. Tính lực cản trung bình tấm gỗ tác dụng lên viên đạn là bao nhiêu ?
Lời giải:
Áp dụng định lý biến thiên động năng: Wđ2 – Wđ1 = A
4. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 nâng cao: Bài 4 trang 163 SGK
Trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang, vật chịu tác dụng của hai lực F1, F2 trong mặt phẳng và có phương vuông góc với nhau [hình 34.3]. Khi vật dịch chuyển được 2m từ trạng thái nghỉ, động năng của vật bằng bao nhiêu? Xét các trường hợp:
- F1= 10N; F2= 0
- F1= 0; F2= 5N
- F1= F2= 5N
Lời giải:
- F1= 10N; F2= 0 nên vật chuyển động theo chiều của lực .
Công của lực tác dụng lên vật khi đó là: A1 = F1.s = 10.2 = 20 J.
Ban đầu v0 = 0 nên Wđ0 = 0. Định lý biến thiên động năng → Wđ – 0 = A1 = 20 J → Wđ = 20 J.
- F1= 0; F2= 5N nên vật chuyển động theo hướng của lực
Công của lực tác dụng lên vật khi đó là: A2= F2.s = 5.2 = 10 J.
Ban đầu v0 = 0 nên Wđ0 = 0.
Định lý biến thiên động năng → Wđ – 0 = A2 = 10 J → Wđ = 10 J.
- F1= F2= 5N.
Hợp lực tác dụng lên vật:
Vật chuyển động theo hướng của hợp lực F→nên:
AF = F.s = 5√2 . 2 = 10√2 J.
Định lí động năng:Wđ - 0 = AF →Wđ = 10√2 J.
5. Hướng dẫn giải bài tập vật lý nâng cao 10: Bài 5 trang 163 SGK
Một chiếc xe được kéo từ trạng thái nghỉ trên một đoạn thẳng nằm ngang dài 20m với một lực có độ lớn không đổi 300N và có phương hợp với độ dời một góc 30o. Lực cản do ma sát cũng được coi là không đổi và bằng 200N. Tính công của mỗi lực. Động năng của xe ở cuối đoạn đường là bao nhiêu?
Lời giải:
Với lực tác dụng không đổi, công của lực được tính bằng công thức:
A = F.s.cosα
Công của lực kéo:
Công của lực ma sát: A2 = Fms.s.cos180o = 200.20.[-1] = -4000 J.
Định lí biến thiên động năng:
Wđ2 – Wđ1 = Angoại lực [A: tổng đại số công của ngoại lực].
Wđ2 – 0 = A1 + A2 = 5196,2 + [-4000] = 1196,2 J.
Động năng của xe ở cuối đoạn đường là Wđ2 = 1196,2 J.
6. Hướng dẫn giải bài tập vật lý nâng cao 10: Bài 6 trang 163 SGK
Một ô tô có khối lượng 1600kg đang chạy với vận tốc 50km/h thì người lái nhìn thấy một vật cản trước mặt cách một khoảng 15m. Người đó tắt máy và hãm phanh khẩn cấp. Giả sử lực hãm ô tô là không đổi và bằng 1,2.104N. Hỏi xe có kịp dừng tránh đâm vào vật cản không?
Lời giải:
Định lí động năng: Wđ2 – Wđ1 = A.
Trong đó:
A = -Fh.s = -1,2.104.s [vì lực hãm Fh ngược chiều với vectơ đường đi s]
⇒ -Wđ1 = -1,2.104.s ⇒ s = 12,86m < 15m
Vậy ô tô kịp dừng trước vật cản.
Trên đây là toàn bộ hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 nâng cao trang 163 thuộc chương 4: “Các định luật bảo toàn”. Mong rằng bài viết này sẽ giúp ích cho bạn đọc có thêm được nhiều cách giải cho các bài tập trong sách giáo khoa. Chúc các bạn ôn tập tốt và đạt kết quả cao trong các kì thi sắp tới nhé.