Kênh giáo viên » Bài tập file word vật lí 10 cánh diều

Bài tập file word Vật lí 10 cánh diều Ôn tập Chủ đề 1: Mô tả chuyển động (P2)

Bộ câu hỏi tự luận Vật lí 10 cánh diều. Câu hỏi và bài tập tự luận Ôn tập Chủ đề 1: Mô tả chuyển động (P2). Bộ tài liệu tự luận này có 4 mức độ: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Phần tự luận này sẽ giúp học sinh hiểu sâu, sát hơn về môn học Vật lí 10 cánh diều.

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 1: MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG
(PHẦN 2 – 20 CÂU)

Câu 1: Hai vật được ném thẳng đứng lên cao từ cùng một điểm với cùng vận tốc v_o = 25 m/s. Vật nọ sau vật kia khoảng thời gian to. Cho t_o = 0,5s. Hỏi hai vật gặp nhau sau khi ném vật thứ hai bao lâu và ở độ cao nào.

Trả lời:

Chọn gốc tọa độ tại thời điểm ném, chiều dương hướng lên, gốc thời gian lúc ném vật thứ hai.

Phương trình chuyển động của hai vật là:

Hai vật gặp nhau y₁ = y₂ ⇒ t = 2,25s ⇒ y₁ = y₂ = 30,9 m

Câu 2: Một ôtô chuyển động thẳng nhanh dần đều với v₀ = 10,8 km/h. Trong giây thứ 6 xe đi được quãng đường 14 m.

Tính gia tốc của xe.
Tính quãng đường xe đi trong 20s đầu tiên.

Trả lời:

Quãng đường đi trong 5s đầu:

Quãng đường đi trong 6s:

Quãng đường đi trong giây thứ 6:

s = s₆ - s₅ = 14 ⇒ a = 2 m/s²

Câu 3: Một vật chuyển động trên quãng đường s với tốc độ trung bình v. Cho biết nửa quãng đường đầu, vật đi với tốc độ trung bình 4 m/s, nửa quãng đường còn lại vật đi với tốc độ trung bình 6 m/s. Giá trị của v là?

Trả lời:

Thời gian đi cả quãng đường là t, của nửa quãng đường đầu là t₁, của nửa quãng đường còn lại là t₂: t = t₁ + t₂

Suy ra:

Câu 4: Một quả cầu được ném theo phương ngang từ độ cao 80 m. Sau khi chuyển động 3s, vận tốc của quả cầu hợp với phương ngang góc 45°.

Tính vận tốc ban đầu của quả cầu.
Quả cầu sẽ chạm đất lúc nào, ở đầu, với vận tốc bao nhiêu.

Trả lời:

Chọn gốc tọa độ tại mặt đất với hệ trục tọa độ Oxy có Ox nằm ngang và Oy thẳng đứng.

Chuyển động của vật có hai thành phần:

+ Theo phương Ox: vật chuyển động thẳng đều với:

v_x = v_o = const (1)

x = v_ot (2)

+ Theo phương Oy vật rơi tự do với;

v_x = gt (3)

y = h – gt² (4)

Tại thời điểm t = 3s; α = 45° ⇒ v_x = v_y

Vậy v_o = gt = 10.3 = 30 m/s

Khi quả cầu chạm đất: y = 0

Tầm bay xa theo phương ngang: x = x_max = v_ot = 120 m

Vận tốc của vật lúc chạm đất:

Câu 5: Hai vật A và B chuyển động nhanh dần đều trên cùng một đường thẳng, ngược chiều nhau. Gia tốc của hai vật có độ lớn bằng nhau và bằng 2 m/s². Chọn mốc thời gian là lúc vật A có tốc độ 3 m/s và vật B có tốc độ 1 m/s. Viết phương trình xác định vận tốc của hai vật ở thời điểm t bất kì.

Trả lời:

Chọn chiều dương trùng với chiều chuyển động của vật A

m/s; =>

Câu 6: Hình bên là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của một vật chuyển động thẳng đều. Hãy xác định:

a) Độ dịch chuyển tại thời điểm t = 20 s.
b) Vận tốc của chuyển động.
c) Độ dịch chuyển tại thời điểm t = 15s.

Trả lời:

a) Đọc tọa độ điểm B trên đồ thị: t = 20 s; d = 40 m

Độ dịch chuyển tại thời điểm t = 20 s có độ lớn bằng 40 m

b) Vận tốc của chuyển động được xác định bằng hệ số góc của đồ thị độ dịch chuyển – thời gian như hình bên

Ta có

c) Lập phương trình độ dịch chuyển – thời gian với dạng tổng quát: d = , với v và là các hằng số => d = 1,5.t + 10 (m) với t tính bằng giây

Độ dịch chuyển tại thời điểm t = 15 s:

Câu 7: Ném vật theo phương ngang từ đỉnh dốc nghiêng góc 30° với phương ngang. Lấy g = 10 m/s².

Nếu vận tốc ném là 10m/s, vật rơi ở một điểm trên dốc, tính khoảng cách từ điểm ném đến điểm rơi.
Nếu dốc dài 15m thì vận tốc ném là bao nhiêu để vật rơi ngoài chân đồi.

Trả lời:

Ta có: v_o= 10 m/s; g = 10 m/s²; vật rơi tại điểm A ở trên dốc:

tan α =

⇒ x = 11.55 m

⇒ y = 6,67 m

Vậy OA =

OB = 15 m

L = OB cos30° = 13 m; h = OB.sin30° = 7.5 m

Thời gian vật rơi chạm B:

Vật rơi ngoài chân dốc x = v_o²t > L ⇒ v_o² > L : t = 10.6 m/s.

Câu 8: Hình bên là đồ thị vận tốc – thời gian của một vật chuyển động thẳng.

a) Xác định gia tốc cho mỗi giai đoạn của chuyển động AB, BC và CD; cho biết tính chất của chuyển động trong giai đoạn đó.
b) Xác định vận tốc của vật ở thời điểm t = 45 s.

Trả lời:

a) Trong suốt thời gian chuyển động từ t = 0 đến t = 50s, vận tốc của vật có giá trị dương, vì vậy vật không đổi chiều chuyển động

Giai đoạn AB: t = 0 đến t = 10s: . Tích (a.v) > 0 => chuyển động nhanh dần

Giai đoạn BC: t = 10s đến t = 30s: chuyển động đều

Giai đoạn CD: t = 30s đến t = 50s: . Tích (a.v) < 0 => chuyển động chậm dần.

b) Lập phương trình vận tốc – thời gian cho giai đoạn CD:

với

Tại thời điểm t = 45s, v = 1 m/s

Câu 9: Một ca nô đi từ bờ tây sang bờ đông của một dòng sông. Nếu nước không chảy, ca nô đi theo hướng AC với vận tốc có độ lớn bằng 8 m/s. Do nước chảy theo hướng bắc – nam với vận tốc có độ lớn bằng 1 m/s nên ca nô chuyển động theo hướng AD (vuông góc với vận tốc của dòng nước), như hình bên. Góc CAD có giá trị bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Vận tốc ca nô đối với nước, có hướng , độ lớn

Vận tốc ca nô đối với bờ sông, có hướng

Vận tốc nước đối với bờ sông, có hướng , độ lớn

Áp dụng:

Câu 10: Một vật được ném theo phương nằm ngang từ độ cao 80 m. Sau 3s vận tốc của vật hợp với phương nằm ngang góc 45°. Hỏi vật chạm đất lúc nào, ở đâu, với vận tốc bằng bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s²

Trả lời:

v² = v_o² + (gt)² = (v_ocosα)²

với t = 3s; α = 45° ⇒ v_o = 30 m/s

Thời gian vật chạm đất:

⇒ Tầm xa: x = v_ot = 120 m

Vận tốc chạm đất: v² = v_o² + (gt)² ⇒ v = 50 m/s

Câu 11: Hình bên là đồ thị vận tốc – thời gian của một vật chuyển động thẳng.

a) Tìm gia tốc của chuyển động, viết phương trình vận tốc – thời gian.
b) Vật chuyển động chậm dần trong khoảng thời gian bằng bao nhiêu?

Trả lời:

a) Ta có:

, t tính theo giây

b) Thời điểm vận tốc bằng 0: t = 12,5 s. Tại thời điểm này, chuyển động đổi chiều.

Giai đoạn từ t = 0 đến t = 12,5s: v < 0 nên tính (a.v) < 0: vật chuyển động chậm dần

Câu 12: Một chiếc xe lửa chuyển động trên đoạn thẳng qua điểm A với v = 20 m/s, a = 2m/s². Tại B cách A 100 m. Tìm vận tốc của xe.

Trả lời:

Độ dài quãng đường AB:

⇒ t = 4,14s ( nhận ) hoặc t = -24s ( loại )

Vận tốc của xe: v = v₀ + at ⇒ v = 20 + 2. 4,14 = 28,28 m/s

Câu 13: Một vật chuyển động từ điểm A đến điểm C trên quỹ đạo là đường gấp khúc ABC, AB vuông góc với BC như hình bên, trong đó AB = 200 m; BC = 100 m. Thời gian đi từ A đến B và từ B đến C lần lượt là 10 phút và 15 phút.

a) Tính tốc độ trung bình của vật.
b) Tính độ lớn vận tốc trung bình của vật, hướng của vận tốc ấy hợp với hướng từ A đến B một góc bảng bao nhiêu?

Trả lời:

a) Quãng đường đi được từ A đến C: s = AB + BC = 300 m

b) Độ dịch chuyển

- Độ lớn của độ dịch chuyển:

- Độ lớn của vận tốc trung bình:

- Hướng của vận tốc cũng chính là hướng của độ dịch chuyển. Góc giữa hướng dịch chuyển và hướng AB là :

Câu 14: Khi lái xe trên đường, người lái chỉ mất tập trung một khoảng thời gian rất nhỏ cũng có thể gây ra va chạm không mong muốn. Khi một người hắt hơi mạnh, mắt của người đó có thể nhắm lại trong 0,50 s. Nếu người đó đang lái xe với tốc độ 90 km/h thì xe sẽ đi được bao nhiêu mét trong khoảng thời gian nhắm mắt đó?

Trả lời:

Quãng đường đi được: s = v.t = = 12,5m

Câu 15: Trong công trường xây dựng, một chiếc lồng thang máy chở vật liệu đang di chuyển thẳng đứng lên trên với tốc độ không đổi. Khi sàn lồng thang máy đi qua bên cạnh mặt sàn tầng 3, một con vít (A) bị rơi qua sàn lồng. Cùng lúc đó, một con vít (B) bị rơi khỏi mặt sàn.

Con vít nào chạm đất trước?
Con vít nào có tốc độ chạm đất lớn hơn?

Trả lời:

Con vít A rơi với vận tốc ban đầu v (bằng vận tốc của sàn thang máy). Vận tốc v có phương thẳng đứng, chiều hướng lên.

Con vít B rơi tự do không vận tốc đầu.

Nên con vít B sẽ chạm đất trước con vít A.

Con vít A chạm đất có tốc độ lớn hơn do nó có vận tốc ban đầu khác không.

Câu 16: Nếu một hạt mưa rơi từ độ cao 1 km, nó sẽ chạm đất với tốc độ nào nếu không có lực cản của không khí?

Trả lời:

Nếu không có lực cản của không khí thì hạt mưa có thể được coi như một vật rơi tự do.

Vận tốc chạm đất:

Câu 17: Một nhà du hành vũ trụ trên Mặt Trăng thả một chiếc búa từ độ cao 1,2 m. Búa chạm bề mặt Mặt Trăng sau 1,2 s tính từ khi được thả. Tính độ lớn gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng.

Trả lời:

Độ lớn gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng:

Câu 18: Một xe máy đang đi với v = 50,4 km/h bỗng người lái xe thấy có ổ gà trước mắt cách xe 24,5m. Người ấy phanh gấp và xe đến ổ gà thì dừng lại.