Bài Tập SGK Vật Lí 10 - Cánh Diều
Giải SGK bài 2 Chuyển động biến đổi Chủ đề 2 Vật lí 10 Cánh diều
Bài viết sau đây của HocThatGioi sẽ hướng dẫn bạn những phương pháp và lời giải chi tiết nhất, giúp giải quyết toàn bộ các câu hỏi luyện tập và vận dụng trong bài 2 Chuyển động biến đổi thuộc Chủ đề 2 . Các câu hỏi này nằm ở các trang 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 Vật lí 10 Cánh diều. Hy vọng các bạn sẽ nắm chắc và hiểu được toàn bộ bài học sau khi xem bài viết dưới đây.
Giải SGK câu hỏi mở đầu trang 33 Vật lí 10 Cánh diều
Để điều tra các vụ tai nạn giao thông đường bộ, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, dựa trên cơ sở của nhiều ngành khoa học, đặc biệt là cơ sở vật lí.
Người ta thử nghiệm trên bề mặt đường với các loại ô tô khác nhau để tìm gia tốc của ô tô trong khoảng cách dừng lại (khoảng cách từ lúc bánh xe không quay mà chỉ trượt trên mặt đường đến khi dừng lại). Dựa vào các vết trượt mà bánh xe để lại trên đường, dùng các công thức mô tả chuyển động, có thể suy ra được người lái xe có đi quá tốc độ cho phép khi gây tai nạn giao thông.
Họ đã dựa vào những công thức nào để suy ra được điều này?
Người ta thử nghiệm trên bề mặt đường với các loại ô tô khác nhau để tìm gia tốc của ô tô trong khoảng cách dừng lại (khoảng cách từ lúc bánh xe không quay mà chỉ trượt trên mặt đường đến khi dừng lại). Dựa vào các vết trượt mà bánh xe để lại trên đường, dùng các công thức mô tả chuyển động, có thể suy ra được người lái xe có đi quá tốc độ cho phép khi gây tai nạn giao thông.
Họ đã dựa vào những công thức nào để suy ra được điều này?
Lời giải chi tiết:
Người ta sử dụng công thức: $v^2 – v^2_0 – 2as$ để xác định tốc độ của người lái xe.
Trong đó:
+ $v_0$ (m/s) là tốc độ trước khi phanh xe
+ $v = 0$ (m/s) là tốc độ khi xe dừng lại
+ $s$ (m) là quãng đường (độ dài vết trượt) trên mặt đường.
+ $a$ (m/s$^2$) là gia tốc của ô tô.
Người ta sử dụng công thức: $v^2 – v^2_0 – 2as$ để xác định tốc độ của người lái xe.
Trong đó:
+ $v_0$ (m/s) là tốc độ trước khi phanh xe
+ $v = 0$ (m/s) là tốc độ khi xe dừng lại
+ $s$ (m) là quãng đường (độ dài vết trượt) trên mặt đường.
+ $a$ (m/s$^2$) là gia tốc của ô tô.
Giải SGK mục 1 trang 34, 35, 36 Vật lí 10 Cánh diều
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động, luyện tập và vận dụng ở mục 1 Công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều ở các trang 34, 35, 36 trong bài 2 Chủ đề 2 SGK Vật lí 10 Cánh diều. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi luyện tập trang 34
Một chiếc ô tô có gia tốc trong khoảng cách dừng lại là -7,0 m/s$^2$. Ước tính khoảng cáh dừng lại nếu lúc bắt đầu trượt ô tô này đang chạy ở tốc độ 108 km/h.
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức: $\left\{\begin{array}{l}v=v_0+a t \\ d=\frac{v_0+v}{2} \cdot t\end{array}\right.$
Sử dụng công thức: $\left\{\begin{array}{l}v=v_0+a t \\ d=\frac{v_0+v}{2} \cdot t\end{array}\right.$
Lời giải chi tiết:
Đổi $108 km/h = 30 m/s$
Ta có:
$v = v_0 + at \Rightarrow t = \frac{v-v_0}{a} = \frac {0-30}{-7,0}= \frac{30}{7} (s)$
$d = \frac{v_0 + v}{2} \cdot t = \frac{30+0}{2} \cdot \frac{30}{7} = 64,3 (m)$
Vậy ước tính khoảng cách dừng lại nếu lúc bắt đầu trượt ô tô này đang chạy ở tốc độ $108 km/h$ là $64,3 m$.
Đổi $108 km/h = 30 m/s$
Ta có:
$v = v_0 + at \Rightarrow t = \frac{v-v_0}{a} = \frac {0-30}{-7,0}= \frac{30}{7} (s)$
$d = \frac{v_0 + v}{2} \cdot t = \frac{30+0}{2} \cdot \frac{30}{7} = 64,3 (m)$
Vậy ước tính khoảng cách dừng lại nếu lúc bắt đầu trượt ô tô này đang chạy ở tốc độ $108 km/h$ là $64,3 m$.
Giải SGK câu hỏi vận dụng 1 trang 36
Tại hiện trường vụ tai nạn trên một con đường, cảnh sát phát hiện vết trượt kéo dài 50 m. Thử nghiệm trên mặt đường này cho thấy loại ô tô đó có gia tốc trong khoảng cách dừng lại là -6,5 m/s$^2$. Biết tốc độ cho phép loại ô tô này chạy trên đường đó là 90 km/h. Ô tô này có chạy quá tốc độ cho phép không?
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức: $v^2 – v^2_0 = 2as$
Áp dụng công thức: $v^2 – v^2_0 = 2as$
Lời giải chi tiết:
Áp dụng công thức: $v^2 – v^2_0 = 2as$
Suy ra:
$0^2 – v^2 = 2 \cdot (-6,5) \cdot 50$
$\Rightarrow v = \sqrt{650} = 5\sqrt{26} \approx 25,5(m/s) = 91,78(km/h)$
Vậy ô tô này đã chạy quá tốc độ cho phép.
Áp dụng công thức: $v^2 – v^2_0 = 2as$
Suy ra:
$0^2 – v^2 = 2 \cdot (-6,5) \cdot 50$
$\Rightarrow v = \sqrt{650} = 5\sqrt{26} \approx 25,5(m/s) = 91,78(km/h)$
Vậy ô tô này đã chạy quá tốc độ cho phép.
Giải SGK mục 2 trang 37, 38, 39, 40, 41 Vật lí 10 Cánh diều
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động ở mục 2 Đo gia tốc rơi tự do ở các trang 37, 38, 39, 40, 41 trong bài 2 Chủ đề 2 SGK Vật lí 10 Cánh diều. Các bạn hãy xem ngay lời giải chi tiết bên dưới dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi thực hành trang 37
Dụng cụ
Bộ dụng cụ đo gia tốc rơi tự do gồm:
(1) Nam châm điện (2) Viên bi thép
(3) Cổng quang điện (4) Công tắc điều khiển
(5) Đồng hồ đo thời gian (6) Giá
Tiến hành
Bước 1: Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 4.7.
+ Đặt bi thép dính vào phía dưới nam châm
+ Nhấn công tắc cho bi thép rơi
+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ
+ Lặp lại thao tác với các khoảng cách từ vị trí vật bắt đầu rơi đến cổng quang điện khác nhau.
Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng 4.2
Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật
Bộ dụng cụ đo gia tốc rơi tự do gồm:
(1) Nam châm điện (2) Viên bi thép
(3) Cổng quang điện (4) Công tắc điều khiển
(5) Đồng hồ đo thời gian (6) Giá
Tiến hành
Bước 1: Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 4.7.
+ Đặt bi thép dính vào phía dưới nam châm
+ Nhấn công tắc cho bi thép rơi
+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ
+ Lặp lại thao tác với các khoảng cách từ vị trí vật bắt đầu rơi đến cổng quang điện khác nhau.
Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng 4.2
Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật
Áp dụng phương trình $s = v_0t + \frac{1}{2} at^2$ cho một vật có vận tốc ban đầu bằng không, rơi tự do với gia tốc g, ta được biểu thức gia tốc $g = \frac{2s}{t^2}$
Trong đó, $t$ là trung bình cộng của ba thời gian rơi cho mỗi khoảng cách $s$.
Viết kết quả: $ g = \overline {\rm g} \pm \Delta g$
Lời giải chi tiết:
Thời gian rơi trung bình:
$\overline{\rm t} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3} = \frac{0,285 + 0,286 + 0,284}{3} = 0,285 s$
Gia tốc trong lần đo 1: $g_1 = \frac{2s}{t_1^2} = \frac{2 \cdot 0,4}{0,285^2} = 9,849 m/s^2$
Gia tốc trong lần đo 2: $g_2 = \frac{2s}{t_2^2} = \frac{2 \cdot 0,4}{0,286^2} = 9,780 m/s^2$
Gia tốc trong lần đo 3: $g_3 = \frac{2s}{t_3^2} = \frac{2 \cdot 0,4}{0,284^2} = 9,919 m/s^2$
Gia tốc trung bình:
$\overline{\rm g} = \frac{g_1 + g_2 + g_3}{3} = \frac{9,849 + 9,780 + 9,919}{3} = 9,849 m/s^2$
Sai số tuyệt đối của gia tốc:
$\Delta g_1 = |\overline{\rm g} – g_1| = |9,849 – 9,849| = 0(m/s^2)$
$\Delta g_2 = |\overline{\rm g} – g_2| = |9,849 – 9,780| = 0,069 (m/s^2)$
$\Delta g_3 = |\overline{\rm g} – g_3| = |9,849 – 9,919| = 0,070 (m/s^2)$
Sai số tuyệt đối trung bình: $\overline{\rm \Delta g} = \frac{\Delta g_1 + \Delta g_2 + \Delta g_3}{3} = 0,046 (m/s^2)$
Kết quả: $g = 9,849 \pm 0,046 (m/s^2)$
+ Ứng với các quãng đường khác thực hiện phép tính tương tự.
Tham khảo bảng kết quả dưới:
Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật
Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật
Xử lí kết quả:
+ Quãng đường $s = 0,400 m$
+ Quãng đường $s = 0,400 m$
$\overline{\rm t} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3} = \frac{0,285 + 0,286 + 0,284}{3} = 0,285 s$
Gia tốc trong lần đo 1: $g_1 = \frac{2s}{t_1^2} = \frac{2 \cdot 0,4}{0,285^2} = 9,849 m/s^2$
Gia tốc trong lần đo 2: $g_2 = \frac{2s}{t_2^2} = \frac{2 \cdot 0,4}{0,286^2} = 9,780 m/s^2$
Gia tốc trong lần đo 3: $g_3 = \frac{2s}{t_3^2} = \frac{2 \cdot 0,4}{0,284^2} = 9,919 m/s^2$
Gia tốc trung bình:
$\overline{\rm g} = \frac{g_1 + g_2 + g_3}{3} = \frac{9,849 + 9,780 + 9,919}{3} = 9,849 m/s^2$
Sai số tuyệt đối của gia tốc:
$\Delta g_1 = |\overline{\rm g} – g_1| = |9,849 – 9,849| = 0(m/s^2)$
$\Delta g_2 = |\overline{\rm g} – g_2| = |9,849 – 9,780| = 0,069 (m/s^2)$
$\Delta g_3 = |\overline{\rm g} – g_3| = |9,849 – 9,919| = 0,070 (m/s^2)$
Sai số tuyệt đối trung bình: $\overline{\rm \Delta g} = \frac{\Delta g_1 + \Delta g_2 + \Delta g_3}{3} = 0,046 (m/s^2)$
Kết quả: $g = 9,849 \pm 0,046 (m/s^2)$
+ Ứng với các quãng đường khác thực hiện phép tính tương tự.
Giải SGK câu hỏi vận dụng 2 trang 38
Đề xuất phương án và đo gia tốc rơi tự do với bộ dụng cụ:
Giá, bi thép, nam châm điện, 2 cổng quang điện, công tắc điều khiển, đồng hồ đo thời gian hiện số.
Đánh giá sơ bộ nguyên nhân ảnh hưởng đến kết quả trong thí nghiệm.
Giá, bi thép, nam châm điện, 2 cổng quang điện, công tắc điều khiển, đồng hồ đo thời gian hiện số.
Đánh giá sơ bộ nguyên nhân ảnh hưởng đến kết quả trong thí nghiệm.
Lời giải chi tiết:
* Phương án thí nghiệm:
* Phương án thí nghiệm:
– Lắp các dụng cụ thành bộ như hình trên.
(1) Nam châm điện (2) Viên bi thép
(3) Cổng quang điện (4) Công tắc điều khiển
(5) Đồng hồ đo thời gian (6) Giá
– Tiến hành:
+ Đặt bi thép dính vào phía dưới nam châm
+ Nhấn công tắc cho bi thép rơi
+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ
+ Lặp lại thao tác với khoảng cách từ vị trí vật bắt đầu rơi đến cổng quang điện khác nhau.
* Đánh giá nguyên nhân sơ bộ ảnh hưởng đến kết quả trong thí nghiệm:
– Do tay nhấn công tắc thả viên bi thép giữa các lần đo không đều nhau
– Do yếu tố môi trường
(1) Nam châm điện (2) Viên bi thép
(3) Cổng quang điện (4) Công tắc điều khiển
(5) Đồng hồ đo thời gian (6) Giá
– Tiến hành:
+ Đặt bi thép dính vào phía dưới nam châm
+ Nhấn công tắc cho bi thép rơi
+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ
+ Lặp lại thao tác với khoảng cách từ vị trí vật bắt đầu rơi đến cổng quang điện khác nhau.
* Đánh giá nguyên nhân sơ bộ ảnh hưởng đến kết quả trong thí nghiệm:
– Do tay nhấn công tắc thả viên bi thép giữa các lần đo không đều nhau
– Do yếu tố môi trường
Giải SGK câu hỏi trang 39
Quãng đường rơi theo phương thẳng đứng và chuyển động theo phương nằm ngang của quả bóng thứ hai trên hình 2.8 được ghi ở bảng 2.3.
Sử dụng số liệu ở bảng 2.3 vẽ đồ thị với trục thẳng đứng là khoảng cách theo phương thẳng đứng, trục nằm ngang là khoảng cách theo phương nằm ngang. Chọn chiều dương hướng thẳng đứng xuống dưới và từ trái sang phải.
Hình dạng đồ thị này giống hình dạng đồ thị nào đã học?
Sử dụng số liệu ở bảng 2.3 vẽ đồ thị với trục thẳng đứng là khoảng cách theo phương thẳng đứng, trục nằm ngang là khoảng cách theo phương nằm ngang. Chọn chiều dương hướng thẳng đứng xuống dưới và từ trái sang phải.
Hình dạng đồ thị này giống hình dạng đồ thị nào đã học?
Phương pháp giải:
Sử dụng kĩ năng vẽ đồ thị.
Sử dụng kĩ năng vẽ đồ thị.
Lời giải chi tiết:
– Mô tả chuyển động của quả bóng:
+ Quả bóng thứ nhất rơi theo phương thẳng đứng, quả bóng thứ hai được đẩy sang bên phải theo phương ngang. Hai quả bóng rơi đồng thời và chạm đất cùng một lúc.
+ Thời gian rơi theo phương thẳng đứng của quả bóng thứ nhất bằng thời gian của quả bóng thứ hai.
– Dạng đồ thị này giống hình dạng đồ thị của một nhánh parabol.
+ Quả bóng thứ nhất rơi theo phương thẳng đứng, quả bóng thứ hai được đẩy sang bên phải theo phương ngang. Hai quả bóng rơi đồng thời và chạm đất cùng một lúc.
+ Thời gian rơi theo phương thẳng đứng của quả bóng thứ nhất bằng thời gian của quả bóng thứ hai.
Giải SGK dự án học tập trang 41
Ném vật theo phương thẳng đứng thì độ cao của vật lớn nhất. Nếu ném vật theo phương ngang thì tầm xa của vật lớn nhất không?
Giả thuyết của bạn về điều kiện ném vật để đạt tầm xa (hoặc độ cao) lớn nhất là gì?
Giả thuyết của bạn về điều kiện ném vật để đạt tầm xa (hoặc độ cao) lớn nhất là gì?
Lời giải chi tiết:
Giả thuyết về điều kiện ném vật để đạt tầm xa (hoặc độ cao) lớn nhất là: Độ cao và tầm xa của vật bị ném phụ thuộc vào góc giữa vận tốc ban đầu và phương nằm ngang.
Nếu ném vật theo phương ngang thì tầm xa của vật không lớn nhất. Vật bị ném xiên từ dưới lên mới có tầm xa lớn nhất.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Bài viết trên đã giải quyết tất cả các câu hỏi hoạt động, luyện tập cùng vận dụng trong bài 2 Chuyển động biến đổi ở các trang 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 Chủ đề 2 SGK Vật lí 10 Cánh diều. Hy vọng bài viết sẽ giúp các bạn giải đáp được các thắc mắc của mình trong bài học này. Cảm ơn các bạn đã theo dõi, hẹn gặp lại vào các bài viết tiếp theo nhé.
