Giải Lý 10 Cánh Diều Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

Giải Lý 10 Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc CD
Mở đầu trang 15 SGK Lý 10 CD
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
Cứ mỗi giây, vận động viên này chạy được một đoạn đường khác nhau. Vì càng gần
về đích (giai đoạn nước rút) tốc độ chạy của vận động viên càng tăng nên trong
cùng một giây, quãng đường chạy được sẽ khác nhau. I. Tốc độ
Câu 1 trang 16 SGK Lý 10 CD: 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? Lời giải
Tốc độ tính trong một thời gian rất ngắn được gọi là tốc độ tức thời. Nên khi lúc
nhìn vào đồng hồ tốc độ trên xe thì đó là tốc độ tức thời tại ngay thời điểm người đó nhìn vào đồng hồ.
Câu 2 trang 16 SGK Lý 10 CD: 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 phút 23,44 giây = 36.60 + 23,44 = 2183,44 giây
Tốc độ trung bình: vtb = s/t = 10000/2183,44= 4,58m/s
II. Quãng đường và độ dịch chuyển
Câu 3 trang 16 SGK Lý 10 CD: Khi nào quãng đường và độ dịch chuyển của một
vật chuyển động có cùng độ lớn? Lời giải
Để quãng đường và độ dịch chuyển của một vật chuyển động cùng độ lớn khi vật
chuyển động trên một đường thẳng và không đổi chiều (tức là di chuyển cùng một hướng). III. Vận tốc
Câu 4 trang 17 SGK Lý 10 CD: 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
Xe ô tô xuất phát từ A đến B rồi quay trở lại A nên độ dịch chuyển bằng 0 vì điểm
xuất phát trùng với điểm dừng.
Luyện tập 1 trang 17 SGK Lý 10 CD: 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
Do ô tô chuyển động trên một đường thẳng nên ta có sơ đồ vị trí của ô tô ở thời
điểm t1 và thời điểm t2 như sau:
Từ t1 đến t2, độ dịch chuyển của ô tô là: 12 – 5 = 7 km
Câu 5 trang 18 SGK Lý 10 CD: 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
Do vận tốc là một đại lượng vectơ, mà đại lượng vec tơ có hướng (phương, chiều)
và độ lớn. Khi vật di chuyển theo đường cong thì hướng của vận tốc thay đổi trên
mỗi cung đường nên dẫn đến vận tốc của vật thay đổi.
IV. Một số phương pháp đo tốc độ
Câu 6 trang 18 SGK Lý 10 CD: Phát biểu nào sau đây nói về vận tốc, quãng
đường, độ dịch chuyển?
a) Con tàu đã đi 200 km theo hướng 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
Ta dựa vào những kiến thức:
- Vận tốc là đại lượng vecto được đặc trưng bởi hướng và độ lớn.
- Quãng đường là đại lượng vô hướng cho biết độ dài đoạn đường mà vật đi được.
- Độ dịch chuyển là đại lượng vectơ, cho biết khoảng cách mà vật di chuyển được
theo một hướng xác định.
a) Con tàu đã đi 200 km theo hướng đông nam – phát biểu này nói về độ dịch
chuyển vì con số 200 km cho biết khoảng cách mà vật di chuyển, phía đông nam
cho biết hướng di chuyển xác định.
b) Một xe ô tô đã đi 200 km từ Hà Nội đến Nam Định – phát biểu này nói về quãng
đường vì con số 200 km cho biết độ dài đoạn đường mà xe đi được từ Hà Nội đến Nam Định.
c) Một thùng hàng được kéo thẳng đứng lên trên với mỗi 2 m trong một giây – phát
biểu này nói về vận tốc vì thùng hàng được kéo theo một phương (phương thẳng
đứng), hướng từ dưới lên trên, độ lớn là 2 m/s.
Câu hỏi 7 trang 19 SGK Lý 10 CD: Trên hình 1.5, quãng đường xe đi qua cổng
quang điện được xác định như thế nào? Lời giải
Quãng đường xe đi qua cổng quang điện chính là chiều rộng của tấm chắn sáng. Ta
có thể dùng các dụng cụ đo độ dài như thước kẻ để đo độ rộng của tấm chắn sáng.
Câu 8 trang 20 SGK Lý 10 CD: 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
Hai phương pháp đo tốc độ đã trình bày ở trên là:
+ Dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số: đo thời gian xe gắn tấm
chắn sáng đi qua cổng quang điện. Thời gian hiển thị trên đồng hồ là thời gian xe đi
hết quãng đường bằng chiều rộng của tấm chắn sáng. Từ các số liệu đó có thể tính
được tốc độ của xe.
+ Dùng xe kĩ thuật số: đo độ dịch chuyển của xe thông qua tốc độ quay của trục
bánh xe trong những khoảng thời gian bằng nhau. Bộ đo thời gian cho phép đặt
được độ dài mỗi khoảng thời gian đến 0,01 s. Biết quãng đường xe đi trong mỗi
khoảng thời gian đã định trước, ta xác định được tốc độ của xe.
Dùng cổng quang điện và Dùng xe kĩ thuật số
đồng hồ đo thời gian hiện số Ưu điểm Dễ thực hiện Cho kết quả chính xác Tính toán đơn giản Nhược điểm
Trước khi thực hiện thí Cách tính phức tạp, phải
nghiệm phải đo độ dài của đặt các khoảng thời gian
tấm chắn sáng bằng thước, trước khi thực hiện, máy
có thể xảy ra sự sai số khi đo độ dịch chuyển phải thực hiện thao tác
thông qua tốc độ quay của trục bánh xe.
Luyện tập 2 trang 20 SGK Lý 10 CD: 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
Vận dụng trang 20 SGK Lý 10 CD: 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
+ Giá đỡ để tạo độ dốc + Thước đo góc
+ Máng đỡ để gắn xe kĩ thuật số
- Lắp các dụng cụ như hình trên
+ Đặt máng đỡ nghiêng so với phương ngang để xe có thể chuyển động trên máng đỡ.
+ Cài đặt các khoảng thời gian cố định để đo độ dịch chuyển.
- Tiến hành thí nghiệm: Cho xe chuyển động từ đỉnh của giá đỡ xuống, bộ xử lí số
liệu gắn trên xe sẽ cung cấp số liệu để tính, đo ít nhất 3 lần - Xử lý kết quả:
+ Bộ xử lí số liệu tự động tính độ dịch chuyển thông qua tốc độ quay của trục bánh xe.
+ Từ độ dịch chuyển thu được và khoảng thời gian đã cài đặt trước đó tính được tốc
độ chuyển động của xe.