Đáp án Vật lí 10 chân trời sáng tạo Bài 4: Chuyển động thẳng (P1)

BÀI 4 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG

Câu 1: Hai bạn đều xuất phát từ cùng một vị trí để đi đến lớp học (Hình 4.1), một bạn đi bộ và một bạn đi xe đạp. Mặc dù đi chậm hơn nhưng bạn đi bộ lại đến lớp trước bạn đi xe đạp do bạn đi xe đạp dừng lại ở hiệu sách để mua bút và tài liệu học tập. Điều này được lí giải như thế nào theo góc độ vật lí?

Trả lời: 

Quãng đường hai bạn đi được là như nhau, nhưng do bạn đi xe đạp sử dụng thời gian nhiều hơn bạn đi bộ nên bạn đi xe đạp đến lớp muộn hơn.

1. Một số khái niệm cơ bản trong chuyển động

Câu 1: Vị trí và tọa độ của một vật có phụ thuộc vào vật làm gốc không? Cho một ví dụ trong thực tiễn để minh họa cho câu trả lời của em.

Trả lời: 

Vị trí và tọa độ của một vật có phụ thuộc vào vật làm gốc.

Ví dụ: Từ nhà tới hiệu sách là 2 km, từ hiệu sách đến trường là 1 km. Nếu chọn gốc tại nhà thì tọa độ của hiệu sách là 2 km, của trường là 3 km. Nếu chọn gốc tại hiệu sách thì tọa độ của trường là 1 km, của nhà là – 2 km.

2. Tốc độ

Câu 1: Một vận động viên bơi lội người Mỹ đã từng lập kỉ lục thế giới ở nội dung bơi bướm 100 m và 200 m với thời gian lần lượt là 49,82 s và 111,51 s. Hãy lập luận để xác định vận động viên này bơi nhanh hơn trong trường hợp nào. (Nguồn số liệu: Giải vô địch các môn thể thao dưới nước thế giới năm 2009).

Trả lời: 

Để xác định vận động ciên này bơi nhanh hơn trong trường hợp nào thì ta so sánh tốc độ trong hai trường hợp.

- Trường hợp 1: s = 100 m; t = 49,82 s

Tốc độ của vận động viên là: v=s / t=100 / 49,82 ≈ 2(m/s)

- Trường hợp 2: s = 200 m; t = 111,51 s

Tốc độ của vận động viên là: v=s / t=200 / 111,51 ≈1,79(m/s)

=> Tốc độ của vận động viên trong trường hợp 1 nhanh hơn trường hợp 2 nên vận động viên trong trường hợp 1 bơi nhanh hơn trường hợp 2.

Câu 2: Nêu một số tình huống thực tiễn chứng tỏ tốc độ trung bình không diễn tả đúng tính nhanh chậm của chuyển động.

Trả lời: 

Một người đi xe máy từ nhà đến trường với tốc độ trung bình là 30 km/h. Nhưng trong quá trình di chuyển, 5 phút đầu tiên người đi xe đi với vận tốc là 50 km/h, sau đó đến đoạn đường trơn, người này giảm vận tốc xuống 25 km/h.

Từ ví dụ trên, ta thấy rằng có đoạn đường thì xe đi nhanh, có đoạn đường thì xe đi chậm

=> Tốc độ trung bình không diễn tả đúng tính nhanh chậm của chuyển động.

Câu 3: Trong truyện ngụ ngôn Rùa và Thỏ, tốc độ nào cho thấy Thỏ được xem là chạy nhanh hơn Rùa? Tuy nhiên, Rùa lại chiến thắng trong cuộc đua này, hãy so sánh tốc độ trung bình của Rùa và Thỏ

Trả lời: 

Trong truyện ngụ ngôn Rùa và Thỏ, vận tốc tức thời cho thấy Thỏ được xem là chạy nhanh hơn Rùa.

Tuy nhiên, Rùa lại chiến thắng trong cuộc đua, vì vậy tốc độ trung bình của Rùa lớn của Thỏ.

3. Vận tốc

Câu 1: Quan sát hình 4.4 và đọc hai tình huống để xác định quãng đường đi được và chiều chuyển động của hai xe trong hình 4.4a và vận động viên trong hình 4.4b sau khoảng thời gian đã xác định

Trả lời: 

Quãng đường đi được = Khoảng cách từ vị trí đầu đến vị trí cuối trong quá trình chuyển động.

Chiều chuyển động của hai xe trong hình 4.4a:

+ Xe A chuyển động theo chiều dương

+ Xe B chuyển động ngược chiều dương

Chiều chuyển động của vận động viên bơi; Vận động viên bơi theo chiều

Câu 2: Xác định quãng đường đi được và độ dịch chuyển của hai xe trong tình huống 1 (Hình 4.4a) và vận động viên trong tình huống 2 (Hình 4.4b).

Trả lời: 

- Tình huống 1 (Hình 4.4a)

+ Quãng đường đi được của hai xe là: s_A = s_B = x_B – x_A

+ Độ dịch chuyển của xe A: d_A = x_B – x_A

+ Độ dịch chuyển của xe B: d_B = x_A – x_B

- Tình huống 2 (Hình 4.4b)

+ Quãng đường và độ dịch chuyển của vận động bằng nhau và đều bằng l

Câu 3: Xét quãng đường AB dài 1000 m với A là vị trí nhà của em và B là vị trí của bưu điện (Hình 4.6). Tiệm tạp hóa nằm tại vị trí C là trung điểm của AB. Nếu chọn nhà em làm gốc tọa độ và chiều dương hướng từ nhà em đến bưu điện. Hãy xác định độ dịch chuyển của em trong các trường hợp:

1. a) Đi từ nhà đến bưu điện.
2. b) Đi từ nhà đến bưu điện rồi quay về tiệm tạp hóa.
3. c) Đi từ nhà đến tiệm tạp hóa rồi quay về.

Trả lời: 

1. a) Vị trí đầu: nhà, x₁ = 0

Vị trí cuối: bưu điện, x₂ = AB

=> Độ dịch chuyển: d = x₂ – x₁ = AB.

1. b) Vị trí đầu: nhà, x₁ = 0

Vị trí cuối: tiệm tạp hóa, x₂ = AC

=> Độ dịch chuyển: d = x₂ – x₁ = AC.

1. c) Vị trí đầu: nhà, x₁ = 0

Vị trí cuối: nhà, x₂ = 0

=> Độ dịch chuyển: d = x₂ – x₁ = 0.