Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Giải Vật lí 10 Bài 1 (Cánh diều): Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

    Với giải bài tập Vật lí 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc sách Cánh diều hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 10 Bài 1.

    1 5,602 27/09/2024
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

    Video giải Vật lí lớp 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

    Mở đầu

    Mở đầu trang 15 Vật lí 10:

    Tại Đại hội thể thao Đông Nam Á lần thứ 30 được tổ chức ở Philippines (Phi – líp – pin), một vận động viên Việt Nam đã giành huy chương Vàng ở nội dung thi chạy 10000 m, với thành tích 36 phút 23 giây 44.

    Cứ mỗi giây, vận động viên này chạy được một đoạn đường như nhau hay khác nhau?

    Lời giải:

    Trong cuộc thi chạy 10 000 mét, một vận động viên để giành được thành tích tốt nhất cần duy trì thể lực và có chiến thuật chạy, mỗi giai đoạn cần chạy với tốc độ khác nhau, khi gần về đích, vận động viên phải chạy nước rút nên sẽ chạy nhanh hơn. Vì vậy, trong mỗi giây, vận động viên này chạy được một quãng đường khác nhau.

    I. Tốc độ

    1. Tốc độ trung bình

    Câu hỏi 1 trang 16 Vật lí 10:

    Ở hình 1.2, kim của đồng hồ đo tốc độ trên ô tô chỉ vào con số ứng với vạch giữa 80 và 100; kim này đang chỉ tốc độ trung bình hay tốc độ tức thời của ô tô?

    Giải Vật lí 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc - Cánh diều (ảnh 1)

    Lời giải:

    Khi nhìn vào đồng hồ tốc độ trên ô tô, ta đọc được giá trị đo tốc độ tức thời của ô tô. Đó là giá trị tốc độ tính trong một thời gian rất ngắn.

    2. Đơn vị đo tốc độ

    Câu hỏi 2 trang 16 Vật lí 10:

    Một vận động viên đã chạy 10000 m trong thời gian là 36 phút 23 giây 44. Tính tốc độ trung bình của vận động viên đó theo đơn vị là m/s.

    Lời giải:

    Đổi thời gian:

    36 phút 23 giây 44 = 36.60 + 23 + 441000 = 2183,044 giây

    Tốc độ trung bình: vtb=st=100002183,044≈4,58 m/s

    II. Quãng đường và độ dịch chuyển

    Câu hỏi 3 trang 16 Vật lí 10:

    Khi nào quãng đường và độ dịch chuyển của một vật chuyển động có cùng độ lớn?

    Lời giải:

    Trong trường hợp vật chuyển động theo đường thẳng và không đổi chiều chuyển động thì quãng đường và độ dịch chuyển của vật có cùng độ lớn.

    III. Vận tốc

    Câu hỏi 4 trang 17 Vật lí 10:

    Một xe ô tô xuất phát từ tỉnh A đi đến tỉnh B, rồi lại trở về vị trí xuất phát ở tỉnh A. Xe này đã dịch chuyển, so với vị trí xuất phát một đoạn bằng bao nhiêu?

    Lời giải:

    Vì xe này sau quá trình xuất phát từ tỉnh A đi đến tỉnh B, rồi lại trở về vị trí xuất phát ở tỉnh A nên độ dịch chuyển là 0 (vì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau).

    Luyện tập

    Luyện tập 1 trang 17 Vật lí 10:

    Một ô tô chuyển động trên đường thẳng theo một hướng xác định. Tại thời điểm t1, ô tô ở cách vị trí xuất phát 5 km. Tại thời điểm t2, ô tô cách vị trí xuất phát 12 km. Từ t1 đến t2, độ dịch chuyển của ô tô đã thay đổi một đoạn bằng bao nhiêu?

    Lời giải:

    Từ dữ kiện bài toán ta có thể biểu diễn sự dịch chuyển của ô tô như hình dưới.

    Từ t1 đến t2, độ dịch chuyển của ô tô đã thay đổi một đoạn bằng 12 – 5 = 7 km.

    Câu hỏi 5 trang 18 Vật lí 10:

    Vận tốc của một vật là không đổi nếu nó chuyển động với tốc độ không đổi theo một hướng xác định. Tại sao nếu vật di chuyển theo đường cong thì vận tốc của vật là thay đổi?

    Lời giải:

    Vận tốc của một vật là không đổi nếu nó chuyển động với tốc độ không đổi theo một hướng xác định. Nếu vật di chuyển theo đường cong thì vận tốc của vật là thay đổi vì hướng chuyển động luôn thay đổi.

    IV. Một số phương pháp đo tốc độ

    1. Phương pháp đo tốc độ

    Câu hỏi 6 trang 18 Vật lí 10:

    Phát biểu nào sau đây nói về vận tốc, quãng đường, độ dịch chuyển?

    a) Con tàu đã đi 200 km về phía đông nam.

    b) Một xe ô tô đã đi 200 km từ Hà Nội đến Nam Định.

    c) Một thùng hàng được kéo thẳng đứng lên trên với mỗi 2 m trong một giây.

    Lời giải:

    a) “Con tàu đã đi 200 km về phía đông nam” nói về độ dịch chuyển.

    b) “Một xe ô tô đã đi 200 km từ Hà Nội đến Nam Định ” nói về quãng đường.

    c) “Một thùng hàng được kéo thẳng đứng lên trên với mỗi 2 m trong một giây.” nói về vận tốc là 2 m/s.

    2. Đo tốc độ trong phòng thực hành

    Câu hỏi 7 trang 19 Vật lí 10:

    Trên hình 1.5, quãng đường xe đi qua cổng quang điện được xác định như thế nào?

    Giải Vật lí 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc - Cánh diều (ảnh 1)

    Lời giải:

    Quãng đường xe đi qua cổng quang điện được đo bằng chiều rộng của tấm chắn sáng.

    Khi tấm chắn sáng bắt đầu chắn chùm tia sáng ở cổng quang điện thì đồng hồ bắt đầu đo thời gian. Ngay khi tấm chắn sáng này không chắn chùm tia sáng nữa thì đồng hồ ngừng đo. Thời gian hiển thị trên đồng hồ là thời gian xe đi hết quãng đường bằng chiều rộng của tấm chắn sáng.

    Câu hỏi 8 trang 20 Vật lí 10:

    So sánh các phương pháp đo tốc độ được trình bày ở trên, rút ra một số ưu điểm và nhược điểm của chúng.

    Lời giải:

    Phương pháp đo

    Ưu điểm

    Nhược điểm

    Dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số

    Có thể thay đổi quãng đường tùy ý và đo thời gian chuyển động của vật trên quãng đường đó

    Có thể đo chính xác thời gian chuyển động đến phần nghìn giây.

    Các thao tác tiến hành phức tạp hơn.

    Nếu cổng quang không được chắn sáng tốt thì có thể dẫn đến sai số.

    Dùng xe kĩ thuật số

    Đơn giản, dễ thực hiện, Có thể đặt thời gian chuyển động ở mức 0,01s.

    Phụ thuộc vào tốc độ quay của bánh xe.

    Không chủ động đo thời gian chuyển động của vật trên một quãng đường xác định trước, mà chỉ đo được quãng đường trong một khoảng thời gian xác định trước.

    Luyện tập 2 trang 20 Vật lí 10:

    Kết quả đo thời gian tấm chắn sáng (rộng 10 mm) đi qua cổng quang điện được cho ở bảng 1.2.

    Bảng 1.2

    Lần đo

    1

    2

    3

    Thời gian (s)

    0,101

    0,098

    0,102

    Từ số liệu ở bảng 1.2, tính thời gian trung bình và sai số tuyệt đối trung bình của phép đo.

    Lời giải:

    Thời gian trung bình là t¯=t1+t2+t33=0,101+0,098+0,1023=0,100s

    Sai số tuyệt đối trung bình là

    Δt¯=t¯−t1+t¯−t2+t¯−t33=0,100−0,101+0,100−0,098+0,100−0,1023≈0,00167

    Thực hành khám phá trang 20 Vật lí 10:

    Dụng cụ

    Xe có tấm chắn sáng, máng đỡ, cổng quang điện, đồng hồ đo thời gian hiện số.

    Tiến hành

    Lắp các dụng cụ như trên hình 1.5

    + Đặt máng đỡ nghiêng so với phương ngang để xe có thể chuyển động trên máng đỡ.

    + Cắm đầu nối dây của cổng quang điện vào ổ A của đồng hồ đo thời gian hiện số và chọn kiểu đo là A/B.

    + Cho xe chuyển động qua cổng quang điện, ghi thời gian trên đồng hồ đo thời gian hiện số. Đo ít nhất 3 lần.

    Giải Vật lí 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc - Cánh diều (ảnh 1)

    Kết quả

    Ghi kết quả đo vào bảng số liệu (như bảng 1.1)

    Bảng 1.1

    Lần đo

    1

    2

    3

    Thời gian (s)

    ?

    ?

    ?

    Lời giải:

    Tham khảo bảng kết quả dưới đây.

    Lần đo

    1

    2

    3

    Thời gian (s)

    0,101

    0,098

    0,102

    Vận dụng trang 20 Vật lí 10:

    Bạn hãy thiết lập phương án để đo được tốc độ của xe chuyển động trên máng đỡ bằng các dụng cụ sau đây:

    Xe kĩ thuật số kèm bộ xử lí số liệu, giá đỡ.

    Lời giải:

    Dụng cụ: Xe kĩ thuật số kèm bộ xử lí số liệu, giá đỡ.

    Tiến hành:

    - Chọn cài đặt thời gian cho xe kĩ thuật số là 0,02 giây.

    - Đặt giá đỡ nghiêng so với phương ngang để xe có thể chuyển động.

    - Bố trí các dụng cụ như hình sau:

    - Cho xe chuyển động trên máng nghiêng, ghi lại quãng đường đi được trong thời gian đã chọn trước trên bộ hiển thị dữ liệu, ghi lại số liệu vào bảng, tính vận tốc của xe. Đo ít nhất 3 lần

    Kết quả: Ghi kết quả vào bảng số liệu

    Lần đo

    1

    2

    3

    Quãng đường

    ?

    ?

    ?

    Lý thuyết Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

    I. Tốc độ

    1. Tốc độ trung bình

    - Ta tính được tốc độ trung bình của một vật chuyển động nếu biết quãng đường mà nó di chuyển và thời gian để đi hết quãng đường ấy:

    - Nếu kí hiệu: vtb là tốc độ trung bình, s là quãng đường vật đi được trong thời gian t thì:

    vtb=st

    - Tốc độ trung bình tính trong một thời gian rất ngắn được gọi là tốc độ tức thời.

    Đồng hồ đo tốc độ trên ô tô – cho biết tốc độ tức thời

    2. Đơn vị đo tốc độ

    - Quãng đường được đo bằng mét (m)

    - Thời gian được đo bằng giây (s)

    Do đó: tốc độ được tính bằng mét trên giây (m/s)

    - Lưu ý: Việc lựa chọn đơn vị đo còn phụ thuộc vào tình huống.

    Phương tiện đường thủy thường sử dụng đơn vị hải lí/ giờ

    Đo tốc độ phát triển của cây sử dụng đơn vị mm/ ngày

    II. Quãng đường và độ dịch chuyển.

    - Khoảng cách mà vật di chuyển được theo một hướng xác định là độ dịch chuyển.

    - Độ dịch chuyển là một đại lượng véctơ. Khi xác định độ dịch chuyển, phải xác định cả độ lớn và hướng của nó.

    - Quãng đường là một đại lượng vô hướng chỉ được đặc trưng bởi độ lớn.

    III. Vận tốc

    - Vận tốc là một đại lượng vectơ. Vận tốc có thể được coi là tốc độ của vật theo một hướng xác định.

    - Tốc độ là một đại lượng vô hướng.

    - Nếu biết độ dịch chuyển trong một khoảng thời gian, thì vận tốc được xác định là:

    - Hướng của vận tốc là hướng của độ dịch chuyển. Giá trị v của vận tốc được tính bằng:

    v=ΔdΔt

    - Với Δt là giá trị độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian

    - Công thức tổng quát: v→=Δd→Δt

    - Vận tốc cũng được đo bằng đơn vị như đơn vị tốc độ.

    IV. Một số phương pháp đo tốc độ

    1. Phương pháp đo tốc độ

    - Xác định tốc độ của một vật chuyển động bằng cách đo thời gian vật đi giữa hai vị trí xác định và khoảng cách (hay quãng đường) giữa chúng.

    Ví dụ: sử dụng đồng hồ bấm giây đo thời gian ô tô đi trên quãng đường cố định 2000m sẽ tính được tốc độ trung bình của ô tô giữa hai vị trí đặt biển báo.

    - Trong nhiều trường hợp có thể không đo trực tiếp được quãng đường bằng dụng cụ đo độ dài mà phải qua các bước trung gian.

    Sử dụng đồng hồ bấm giây để đo thời gian

    2. Đo tốc độ trong phòng thực hành

    - Dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số.

    Cách đo:

    + Khi tấm chắn sáng chắn chùm tia sáng ở cổng quang điện thì đồng hồ bắt đầu đo thời gian.

    + Khi tấm chắn sáng không chắn chùm tia sáng ở cổng quang điện thì đồng hồ ngừng đo.

    + Thời gian hiển thị trên đồng hồ là thời gian xe đi hết quãng đường bằng chiều rộng của tấm chắn sáng.

    Cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số

    - Dùng xe kĩ thuật số.

    Bộ đo thời gian cho phép đặt được độ dài mỗi khoảng thời gian đến 0,01s.

    Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

    Bài 2: Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian. Độ dịch chuyển tổng hợp và vận tốc tổng hợp

    Bài 3: Gia tốc và đồ thị vận tốc – thời gian

    Bài 4: Chuyển động thẳng biến đổi đều

    Bài tập chủ đề 1

    Bài 1: Lực và gia tốc

    Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

    Lý thuyết Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

    Trắc nghiệm Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

    Tham khảo các loạt bài Vật lí 10 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 5,602 27/09/2024
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: