Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 20: Động học của chuyển động tròn

Thu Minh Ngày: 18-02-2023 Lớp 10

1.7 K

Lời giải bài tập Vật Lí 10 Bài 20: Động học của chuyển động tròn sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 20 từ đó học tốt môn Lí 10.

Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 20: Động học của chuyển động tròn

Câu hỏi trang 126 Vật lí 10

Mở đầu trang 126 Vật lí 10: Quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất (Hình 20.1) có hình dạng gì? Tốc độ chuyển động của vệ tinh có phụ thuộc độ cao của vệ tinh đối với Trái Đất hay không?

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ

Lời giải:

- Quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất có hình tròn.

- Tốc độ chuyển động của vệ tinh phụ thuộc vào độ cao của vệ tinh đối với Trái Đất (minh chứng sẽ được học trong bài).

Câu hỏi 1 trang 126 Vật lí 10: Khi cánh quạt quay, mọi điểm trên cánh quạt đều quét một cung tròn (Hình 20.2). ta có thể tính trực tiếp chiều dài cung tròn này nếu biết được góc quét bởi cánh quạt không?

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ và vận dụng kiến thức toán học

Lời giải:

Theo công thức tính chu vi đường tròn có bán kính R, ta có chiều dài của nửa đường tròn bằng πR.

Vì cung tròn của đường tròn có chiều dài là R tương ứng với góc 1 rad nên chiều dài tương ứng với góc π rad.

Câu hỏi trang 127 Vật lí 10

Câu hỏi 2 trang 127 Vật lí 10: Nêu công thức tính chiều dài cung tròn s mà các em đã được học. Trong công thức này, đơn vị của góc là gì? Hãy đề xuất công thức tính chiều dài cung tròn trực tiếp và đơn giản hơn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học

Lời giải:

- Công thức tính chiều dài cung tròn s đã được học là: $s = \frac{π . R . α}{180}$

- Trong công thức trên, α được tính theo đơn vị là độ.

- Công thức tính chiều dài đơn giản hơn: $s = α . R$ ; trong đó α có đơn vị là rad.

Với $α^{0} = α (r a d) . \frac{180^{0}}{π}$

Luyện tập trang 127 Vật lí 10: Hãy xác định số đo góc đặc biệt theo radian.

Số đo theo độ	0⁰	30⁰	45⁰	60⁰	90⁰	180⁰	360⁰
Số đo theo radian

Phương pháp giải:

$x^{0} = \frac{x . π}{180} r a d$

Lời giải:

Số đo theo độ	0⁰	30⁰	45⁰	60⁰	90⁰	180⁰	360⁰
Số đo theo radian	0	$\frac{π}{6}$	$\frac{π}{4}$	$\frac{π}{3}$	$\frac{π}{2}$	$π$	$2 π$

Câu hỏi 3 trang 127 Vật lí 10: Khi cánh quạt trần quay một góc α, điểm A trên cánh quạt đi quãng đường s dài bằng bao nhiêu (Hình 20.6)?

Lời giải:

Quãng đường điểm A đi được là: s = α _(radian).R.

Câu hỏi 4 trang 127 Vật lí 10: Ta cần lưu ý gì khi sử dụng công thức (20.2) để tính độ lớn của một góc chắn cung tròn có chiều dài s.

Lời giải:

Lưu ý khi sử dung biểu thức là góc α có đơn vị là radian.

Câu hỏi 5 trang 128 Vật lí 10: Em đứng yên trên mặt đất. Vì Trái Đất tự quay quanh trục của nó nên em cũng chuyển động theo. Tốc độ chuyển động của em phụ thuộc những yếu tố nào?

Lời giải:

Tốc độ chuyển động của em phụ thuộc vào tốc độ góc (góc quay được trong một đơn vị thời gian).

Câu hỏi trang 129 Vật lí 10

Luyện tập trang 129 Vật lí 10: Các vệ tinh của hệ thống GPS (hệ thống định vị toán cầu) (Hình 20.9) quay một vòng quanh Trái Đất sau một thời gian 12 giờ (gọi là chu kì). Hãy xác định tốc độ góc của các vệ tinh này.

Phương pháp giải:

Biểu thức tính tốc độ góc: $ω = \frac{2 π}{T}$ (rad/s)

T là chu kì (s).

Lời giải:

Đổi T = 12 giờ = 12.86400 s = 1.036.800 s

Tốc độ góc của các vệ tinh là: $ω = \frac{2 π}{T} = \frac{2 π}{1036800} \approx 6, {06.10}^{- 6} (r a d / s)$

Câu hỏi 6 trang 129 Vật lí 10: Quan sát Hình 20.10, giải thích tại sao ta thấy phần cánh quạt ở gần trục quay rõ hơn phần ở xa trục quay? Biết rằng khi vật chuyển động càng nhanh, mắt ta sẽ càng khó để nhìn.

Phương pháp giải:

Biểu thức mối liên hệ giữa vận tốc, tốc độ góc và bán kính: $v = ω . R$

Tốc độ càng lớn (vật chuyển động càng nhanh) thì mắt càng khó nhìn.

Lời giải:

- Trong chuyển động tròn, mỗi điểm trên bán kính đều có cùng tốc độ góc, nhưng vì mỗi điểm này có quãng đường khác nhau nên vận tốc khác nhau.

- Những điểm thuộc phần trục quay có quãng đường nhỏ hơn những điểm ở xa trục trục quay nên vận tốc của những điểm ở gần trục quay nhỏ hơn vận tốc ở những điểm xa trục quay

=> Phần cánh quạt ở gần trục quay rõ hơn phần ở xa trục quay.

Câu hỏi 7 trang 129 Vật lí 10: Trong chuyển động tròn đều, tốc độ của vật là không đổi. Vậy, chuyển động tròn đều có gia tốc không?

Lời giải:

Trong chuyển động tròn đều, tuy vận tốc có độ lớn không đổi nhưng lại có phương luôn thay đổi. Vì gia tốc đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc nên chuyển động tròn đều có gia tốc.

Câu hỏi trang 130 Vật lí 10

Vận dụng trang 130 Vật lí 10: Hãy suy ra gia tốc hướng tâm của một điểm ở chính giữa một nan hoa xe đạp trong ví dụ trên. Từ đó, có thể suy ra điều gì?

Lời giải:

+ Gia tốc hướng tâm của một điểm chính giữa nan hoa xe đạp: $a_{h t} = ω^{2} . R$

+ Ta có $ω$ luôn không đổi trong quá trình chuyển động, nên những điểm càng xa tâm thì gia tốc càng lớn và ngược lại.

=> Gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào khoảng cách từ điểm tới tâm

Bài 1 trang 130 Vật lí 10: Em hãy điền vào chỗ trống ở bảng dưới đây: