Bài 10: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc

Rate this post

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Giải Vật Lí Lớp 10
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 10
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 10
• Sách giáo khoa vật lý 10 nâng cao
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao

Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 10: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Câu 1 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Những đại lượng động học nào có tính tương đối?

Lời giải:

Qũy đạo chuyển động của một vật có tính tương đối; vận tốc của một vật có tính tương đổi.

Câu 2 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Giải thích tại sao khi trời không có gió, người ngồi trên xe máy chạy thấy mưa rơi như xiên góc?

Lời giải:

Coi hạt mưa là vật 1, người và xe là vật 2, đất là vật 3 thì

v13→ là vận tốc tương đối của giọt mưa đối với đất, v13→ có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống (vì trời yên gió)

v23→ là vận tốc tương đối của người ngồi trên xe máy đối với đất, có phương ngang (đường ngang)

v12→ là vận tốc tương đối của giọt mưa đối với người

Ta có: v12→ = v13→ + v32→ = v13→ – v23→

Từ giản đồ véctơ, theo quy tắc hình bình hành ta thấy v12→ có phương xiên nên người ngồi trên xe thấy mưa rơi xiên về phía mình.

Câu 3 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Viết quy tắc cộng vận tốc và giải thích.

Lời giải:

Tại mỗi thời điểm, vectơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vectơ vận tốc tương đối và vectơ vận tốc kéo theo:

v13→ = v12→ + v23→

Vận tốc tuyệt đối v13→ là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên; vận tốc tương đối v12→ là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động; vận tốc kéo theo v23→ là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên.

Bài 1 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hãy tìm phát biểu sai.

A. Qũy đạo của một vật là tương đối, đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì quỹ đạo của vật là khác nhau.

B.Vận tốc của vật là tương đối. Trong các hệ quy chiếu khác nhau thì vận tốc của cùng một vật là khác nhau.

C. Khoảng cách giữa hai điểm trong không gian là tương đối.

D. Tọa độ của một chất điểm phụ thuộc hệ quy chiếu.

Lời giải:

Đáp án: C sai.

Khoảng cách giữa hai điểm trong mặt phẳng, trên đường thẳng và trong không gian là tuyệt đối, không thay đổi trong mọi hệ quy chiếu.

Bài 2 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một chiếc thuyền chuyển động ngược dòng với vận tốc 14km/h so với mặt nước. Nước chảy với tốc độ 9km/h so với bờ. Hỏi vận tốc của thuyền so với bờ? Một em bé đi từ đầu thuyền đến cuối thuyền với vận tốc 6km/h so với thuyền. Hỏi với vận tốc của em bé so với bờ?

Lời giải:

a) Gọi thuyền là vật 1; nước là vật 2; bờ là vật 3

v12→ là vận tốc của thuyền so với nước.

v23→ là vận tốc của nước so với bờ.

v13→ là vận tốc của thuyền so với bờ.

Ta có: v13→ = v12→ + v23→

Chọn chiều dương là chiều chuyển động ngược dòng của thuyền. Khi đó:

v12 = 14km/h > 0; v23 = -6km/h (vì v23→ ngược chiều dương)

Vận tốc của thuyền so với bờ: v13 = 14 + (-9) = 5km/h.

b) Gọi em bé là vật 1; thuyền là vật 2; bờ là vật 3.

Ta có: v13→ = v12→ + v23→

Chiều dương là chiều chuyển động của em bé đối với thuyền. Khi đó:

v12 = 6 km/h > 0, v23 = -5km/h (vì em bé chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động của thuyền nên v23→ ngược chiều dương)

Vận tốc của em bé so với bờ: v13 = 6 + (-5) = 1 km/h.

Bài 3 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hai bến sông A và B cách nhau 18km theo đường thẳng. Mộ chiếc canô phải mất bao nhiêu thời gian để đi từ A đến B rồi trở lại ngay từ B về A? Biết rằng vận tốc của canô khi nước không chảy là 16,2 km/h và vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 1,5m/s.

Lời giải:

Gọi canô: 1; nước: 2; bờ: 3; ta có:

Lúc xuôi dòng từ A → B:

+Vận tốc canô đối với bờ là:

v13 = 16,2 + 5,4 = 21,6 km/h

+Thời gian canô xuôi dòng là:

*Lúc canô ngược dòng từ B → A:

+Vận tốc canô đối với bờ là:

v13 = 16,2 – 5,4 = 10,8 km/h

+Thời gian canô ngược dòng là:

Thời gian tổng cộng cả đi và về là:

Bài 4 (trang 48 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một người lái xuồng máy dự định mở máy cho xuồng chạy ngang con sông rộng 240m, mũi xuồng luôn luôn vuông góc với bờ sông. Nhưng do nước chảy nên xuồng sang đến bờ bên kia tại một địa điểm cách bến dự định 180m về phía hạ lưu và xuồng đi hết 1 phút. Xác định vận tốc của xuồng so với bờ sông.

Lời giải:

Gọi xuồng là vật 1; nước là vật 2; bờ là vật 3.

v12→ là vận tốc của xuồng so với nước và v12 = AB/t = 240/60 = 4m/s

v23→ là vận tốc của nước so với bờ, v23 = BC/t = 180/60 = 3m/s

v13→ là vận tốc của xuồng so với bờ.

Ta có: v13→ = v12→ + v23→

Từ hình vẽ ta có:

Vậy vận tốc xuồng đối với bờ là: v13 = 5m/s

source https://thcsthaivanlung.edu.vn/tai-sao-noi-van-toc-co-tinh-tuong-doi/