Giải Lý 10 Bài 4: Chuyển động biến đổi CD

Giải Vật lý 10 sách Cánh diều

1 159

Giải Lý 10 Bài 4 CD

Mở đầu trang 32 SGK Vật lý 10 CD
I. Công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
II. Đo gia tốc rơi tự do
III. Chuyển động của vật bị ném

Giải Lý 10 Bài 4: Chuyển động biến đổi CD được VnDoc.com sưu tầm và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo. Mời các bạn cùng theo dõi chi tiết bài viết dưới đây nhé.

Mở đầu trang 32 SGK Vật lý 10 CD

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?

Lời giải

Người ta sử dụng công thức: v²−v²₀=2as để xác định tốc độ của người lái xe.

Trong đó:

+ v0 (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/s2) là gia tốc của ô tô.

I. Công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều

Luyện tập 1 trang 33 SGK Vật lý 10 CD: Một chiếc ô tô có gia tốc trong khoảng cách dừng lại là -7,0 m/s². Ước tính khoảng cách dừng lại nếu lúc bắt đầu trượt ô tô này đang chạy ở tốc độ 108 km/h.

Lời giải

Đổi đơn vị: 108 km/h = 30 m/s

Lúc đầu ô tô đang chạy với tốc độ: v0 = 30 m/s

Khi dừng lại vận tốc của ô tô bằng v = 0 m/s.

Thời gian từ lúc ô tô bắt đầu trượt đến khi dừng lại:

t= $\frac{v-v_0}a$ = $\frac{0-30}7$ = $\frac{30}7s$

Do ô tô chuyển động thẳng và không đổi hướng nên quãng đường từ lúc bắt đầu trượt đến khi dừng lại bằng độ dịch chuyển tương ứng:

d= $\frac{v+v_0}2.t$ = $\frac{0+30}2.\frac{30}7$ = $\frac{450}7\;\approx\;64,3m$

Khi đó khoảng cách dừng lại gần bằng 64,3 m.

Vận dụng 1 trang 35 SGK Vật lý 10 CD: 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 -6,5 m/s2. 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?

Lời giải

Gọi vận tốc từ lúc xe bắt đầu trượt là v0.

Khi dừng lại xe có vận tốc v = 0 m/s

Áp dụng công thức:

a = $\frac{v^2-v_0^2}{2s}$ => -6,5 = $\frac{0^2-v_0^2}{2.50}$ => v₀ = 25,5m/s = 92km/h > 90 km/h

Chứng tỏ xe này đã chạy vượt quá tốc độ cho phép (tốc độ cho phép 90 km/h)

II. Đo gia tốc rơi tự do

Thực hành trang 36 SGK Vật lý 10 CD:

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

Lần đo s (m)	Thời gian rơi (s)
Lần đo s (m)	1	2	3
0,400	0,285	0,286	0,284
0,600	?	?	?
0,800	?	?	?

Bước 3: Tính gia tốc trung bình của vật rơi tự do và sai số cực đại trung bình của phép đo.

Áp dụng phương trình s = v₀t + $\frac12$ at² 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= $\overline g$ ±Δg

Lời giải

Tham khảo bảng kết quả dưới:

Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật

Lần đo s (m)	Thời gian rơi (s)
Lần đo s (m)	1	2	3
0,400	0,285	0,286	0,284
0,600	0,349	0,351	0,348
0,800	0,404	0,405	0,403

Xử lí kết quả:

+ Quãng đường s = 0,400 m

Lần đo

s (m)

Thời gian rơi (s)

1

2

3

0,400

0,285

0,286

0,284

Giải Lý 10 Bài 4

Vận dụng 2 trang 37 SGK Vật lý 10 CD: 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.

Lời giải

- 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 dưới.

Giải Lý 10 Bài 4

+ 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 dưới

Bảng 2.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật

Giải Lý 10 Bài 4

Bước 3: Tính gia tốc trung bình của vật rơi tự do và sai số cực đại trung bình của phép đo.

Áp dụng phương trình s = $v_0t\;+\;\frac12at^2$ 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 = $\overline g$ ±Δg

- Nguyên nhân ảnh hưởng đến kết quả đo:

+ Thao tác thực hiện chưa dứt khoát.

+ Đồng hồ không nhạy.

+ Bố trí các dụng cụ chưa chuẩn, giá lắp không thẳng…

+ Yếu tố môi trường: gió, …

III. Chuyển động của vật bị ném

Câu hỏi 1 trang 38 SGK Vật lý 10 CD: Quãng đường rơi theo phương thẳng đứng và chuyển động theo phương nằm ngang của quả bóng thứ hai trên hình 4.8 được ghi ở bảng 4.3.

Giải Lý 10 Bài 4

Sử dụng số liệu ở bảng 4.3 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?

- Mô tả chuyển động của quả bóng này.

Lời giải

- Dạng đồ thị này giống hình dạng đồ thị của một nhánh prabol.

Giải Lý 10 Bài 4

- 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.

Câu hỏi trang 40 SGK Vật lý 10 CD: 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?

Lời giải

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.

Giải Lý 10 Bài 4

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.

Trên đây VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Giải Lý 10 Bài 4: Chuyển động biến đổi CD. Bài viết sẽ hướng dẫn bạn đọc trả lời các câu hỏi trong SGK Vật lý 10 CD. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tài liệu học tập các môn Toán 10 CD, Hóa học 10 CD...

Đánh giá bài viết

1 159