Với giải Bài tập trang 77 Vật lí 10 Cánh diều Bài tập chủ đề 2 trang 76, 77, 78 giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 10. Mời các bạn đón xem:

Người ta thả một quả cầu kim loại vào một ống hình trụ

Bài 5 trang 77 Vật lí 10: Người ta thả một quả cầu kim loại vào một ống hình trụ chứa đầy dầu. Lúc đầu, quả cầu chuyển động nhanh dần. Sau một khoảng thời gian thì nó chuyển động với tốc độ không đổi. Hãy giải thích:

a) Tại sao lúc đầu quả cầu tăng tốc?

b) Tại sao sau một thời gian thì quả cầu chuyển động đều?

c) Tại sao nói nếu ống đủ cao thì vận tốc khi quả cầu chuyển động đều là vận tốc cuối của nó?

Lời giải:

a) Các lực tác dụng lên quả cầu gồm trọng lực và lực đẩy Ác si mét, áp lực của dầu.

Do ban đầu trọng lực có độ lớn lớn hơn lực đẩy Ác si mét và áp lực của dầu nên vật sẽ chuyển động nhanh.

b) Sau một thời gian quả cầu càng xuống sâu, nên áp suất càng tăng dẫn đến áp lực của dầu tác dụng lên quả cầu tăng, đến khi áp lực và lực đẩy Ác si mét cân bằng với trọng lực nên quả cầu chuyển động đều.

c) Nếu ống đủ cao khi đó quả cầu sẽ có đủ thời gian để duy trì trạng thái chuyển động. Theo định luật I Newton, vật đang chuyển động đều mà hợp lực tác dụng lên vật bằng không thì vật có xu hướng bảo toàn chuyển động tức là sẽ giữ nguyên trạng thái chuyển động đều đó, vận tốc của chuyển động đều là vận tốc cuối của nó.

Bài 6 trang 77 Vật lí 10: Một người kéo dây để giữ thùng hàng như hình 1. Trên hình đã biểu diễn hai lực.

a) Chỉ ra lực còn lại tạo thành cặp lực – phản lực theo định luật III Newton với mỗi lực này. Nêu rõ vật mà lực đó tác dụng lên, hướng của lực và loại lực.

b) Biểu diễn các lực tác dụng lên thùng hàng.

c) Biểu diễn các lực tác dụng lên người.

Lời giải:

a)

- Đối với thùng hàng sẽ có cặp lực – phản lực là: trọng lực và lực căng của sợi dây.

+ Trọng lực P của thùng hàng tác dụng vào dây treo, hướng xuống dưới.

+ Lực căng dây tác dụng vào thùng hàng, hướng lên trên. 

- Đối với người sẽ có cặp lực – phản lực là: trọng lực và phản lực của mặt đất tác dụng lên người.

+ Trọng lực P của người tác dụng vào mặt đất tạo thành áp lực, hướng xuống dưới.

+ Phản lực N của mặt đất tác dụng lên người, hướng lên trên.

b) Thùng hàng chịu tác dụng của trọng lực và lực căng dây

c) Người chịu tác dụng của trọng lực, phản lực của mặt đất và lực căng dây.

Bài 7 trang 77 Vật lí 10: Độ sâu của nước trong một bể bơi thay đổi trong khoảng từ 0,80 m đến 2,40 m. Khối lượng riêng của nước = 1,00.10³ kg/m³ và áp suất khí quyển là 1,01.10⁵ Pa.

a) Tính áp suất lớn nhất tác dụng lên mỗi điểm ở đáy bể bơi.

b) Ở đáy bể có một nắp ống thoát nước hình tròn, bán kính 10,0 cm. Tính lực cần thiết để nhấc nắp này lên, bỏ qua trọng lượng của nắp.

c) Từ kết quả ở câu b, hãy đề xuất phương án bố trí ống thoát nước của bể bơi để có thể thoát nước dễ dàng hơn.

Lời giải:

a) Áp suất ở đáy bể: $p=p_o+\rho gh=1,{01.10}^5+{10}^3.9,8.2,4=124520Pa$

b) Khi nhấc nắp thì nắp sẽ chịu tác dụng của áp lực của nước, muốn nhấc được nắp lên thì lực cần thiết phải lớn hơn hoặc bằng áp lực đó.

$F=p.S=p.\pi .R^2=124520.\pi .0,1^2=3912N$

c) Phương án thiết kế bố trí ống thoát nước của bể bơi.

Nắp ống thoát nước đặt ở vị trí màu đen sẽ dễ dàng thoát nước hơn, vì áp lực của nước tác dụng lên nắp đen nhỏ hơn áp lực của nước tác dụng lên nắp xanh.

Bài 8 trang 77 Vật lí 10: Khối lượng riêng của thép là 7850 kg/m³. Tính khối lượng của một quả cầu thép bán kính 0,150 m. Cho biết công thức tính thể tích của khối cầu là $V=\frac{4}{3}\pi r^3$, với r là bán kính quả cầu.

Lời giải:

Thể tích quả cầu: $V=\frac{4}{3}\pi r^3=\frac{4}{3}\pi .0,{15}^3=0,014m^3$

Khối lượng quả cầu: $m=\rho V=7850.0,014=109,9kg$

Bài 9 trang 77 Vật lí 10: Một thùng hàng trọng lượng 500 N đang trượt xuống dốc. Mặt dốc tạo với phương ngang một góc 30,0⁰. Chọn hệ tọa độ vuông góc xOy sao cho trục Ox theo hướng chuyển động của thùng.

a) Vẽ giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.

b) Tính các thành phần của trọng lực theo các trục tọa độ vuông góc.

c) Giải thích tại sao lực pháp tuyến của dốc lên thùng hàng không có tác dụng kéo thùng hàng xuống dốc?

d) Xác định hệ số ma sát trượt giữa mặt dốc và thùng hàng nếu đo được gia tốc chuyển động của thùng là 2,00 m/s². Bỏ qua lực cản của không khí lên thùng.

Lời giải:

a) Giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.

b) Từ hình vẽ phân tích trọng lực $\overrightarrow{P}$ thành 2 lực thành phần, $\overrightarrow{P_x}$ trên trục Ox, $\overrightarrow{P_y}$ trên trục Oy. Dựa vào kiến thức toán học tính được độ lớn các lực thành phần:

$P_x=P.\sin \alpha =500.\sin {30}^o=250N$

$P_y=P.\cos \alpha =500.\cos {30}^o=250\sqrt{3}N$

c) Lực pháp tuyến $\overrightarrow{N}$ của dốc lên thùng hàng không có tác dụng kéo thùng hàng xuống dốc, vì:

+ Khi phân tích lực pháp tuyến $\overrightarrow{N}$ trên các trục tọa độ thì trên trục Ox không có lực thành phần của $\overrightarrow{N}$ mà toàn bộ sẽ ở trên trục Oy.

+ Thùng hàng chuyển động theo phương của trục Ox nên lực $\overrightarrow{N}$ không gây ra tác dụng lực lên phương chuyển động Ox.

d) Từ hình vẽ xác định được các lực tác dụng lên thùng hàng thỏa mãn định luật II Newton có biểu thức: $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{P_x}+\overrightarrow{P_y}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu biểu thức trên lên 2 trục tọa độ đã chọn có:

$\left\{\begin{array}{l}Ox:P_x-F_{ms}=ma\\ Oy:N-P_y=0\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}P.\sin \alpha -\mu .N=ma\\ N=P.\cos \alpha \end{array}\right.$ 

Do vật chuyển động trên trục Ox, trên trục Oy không có chuyển động nên gia tốc trên trục Oy bằng 0

Khi đó: $P\sin \alpha -\mu .P.\cos \alpha =ma$

$\Rightarrow \mu =\frac{g\sin \alpha -a}{g\cos \alpha }=\tan \alpha -\frac{a}{g.\cos \alpha }$

$\Rightarrow \mu =\tan {30}^0-\frac{2}{9,8.cos{30}^0}=0,342$

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài tập trang 76 Vật lí 10

Bài tập trang 78 Vật lí 10