Toptailieu biên soạn và giới thiệu giải Sách bài tập Vật lí 10 trang 68,69,70 Bài 20: Động học của chuyển động tròn sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm các bài tập từ đó nâng cao kiến thức và biết cách vận dụng phương pháp giải vào các bài tập trong SBT Vật lí 10 Bài 20.

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

A. Trắc nghiệm

Câu hỏi trang 68 SBT Toán 10

Câu 20.1 trang 68 SBT Vật lí lớp 10: Để chuyển đổi đơn vị số đo một góc từ rad (radian) sang độ và ngược lại, từ độ sang rad, hệ thức nào sau đây không đúng?

A. ${\alpha }^0=\frac{{180}^0}{\pi }.\alpha rad$                                      

B. ${60}^0=\frac{{180}^0}{\pi }.\frac{\pi }{3}rad$

C. ${45}^0=\frac{{180}^0}{\pi }.\frac{\pi }{8}rad$                                   

D. $\frac{\pi }{2}rad=\frac{{180}^0}{\pi }.\frac{\pi }{2}$

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định nghĩa radian: $1rad=\frac{{180}^0}{\pi }\approx 57,{2958}^0$.

Lời giải:

Đáp án sai: C vì ${45}^0=\frac{{180}^0}{\pi }.\frac{\pi }{4}rad$.

=> Chọn C

Câu 20.2 trang 68 SBT Vật lí lớp 10: Xét một cung tròn chắn bởi góc ở tâm bằng 1,8 rad. Bán kính đường tròn này bằng 2,4 cm. Chiều dài của cung tròn này và diện tích của hình quạt giới hạn bởi cung tròn này có độ lớn lần lượt bằng

A. 2,16 cm và 5,18 cm².                                 B. 4,32 cm và 10,4 cm².

C. 2,32 cm và 5,18 cm².                                  D. 4,32 cm và 5,18 cm².2

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về chiều dài cung tròn:

Khi góc chắn cung có số đo là $\alpha$ (radian) thì chiều dài cung tròn sẽ bằng: $s={\alpha }_{\left(radian\right)}.R$.

Lời giải:

Chiều dài cung tròn: 1,8.2,4 = 4,32 cm.

Diện tích phần hình quạt: $\frac{1}{2}.2,4^2.1,8\approx 5,18c{m}^2.$

=> Chọn D

Câu 20.3 trang 68 SBT Vật lí lớp 10: Một chất điểm M thực hiện chuyển động tròn đều như Hình 20.1.

Nhận xét nào sau đây là đúng?

A. $\overrightarrow{A}$ là vecto vận tốc, $\overrightarrow{B}$ là vecto gia tốc.                                    

B. $\overrightarrow{B}$ là vecto vận tốc, $\overrightarrow{A}$ là vecto gia tốc.

C. $\overrightarrow{B}$ là vecto vận tốc, $\overrightarrow{D}$ là vecto gia tốc.

D. $\overrightarrow{C}$ là vecto vận tốc, $\overrightarrow{D}$ là vecto gia tốc.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về vecto vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn.

Lời giải:

Vận tốc trong chuyển động tròn đều có:

- Phương: Tiếp tuyến với quỹ đạo (đường tròn).

- Chiều: Theo chiều chuyển động.

- Độ lớn: Không đổi, bằng $v=\omega .R$.

=> $\overrightarrow{B}$ là vecto vận tốc.

Gia tốc trong chuyển động tròn đều có đặc điểm:

- Phương: Trùng với bán kính

- Chiều: Hướng vào tâm của vòng tròn quỹ đạo (nên có tên là gia tốc hướng tâm)

- Độ lớn: Không đổi và bằng: $a_{ht}=\frac{v^2}{R}={\omega }^2.R$

=> $\overrightarrow{D}$ là vecto gia tốc.

=> Chọn C

Câu hỏi trang 69 SBT Vật lí 10

Câu 20.4 trang 69 SBT Vật lí lớp 10: Chuyển động nào sau đây có thể xem như là chuyển động tròn đều?

A. Chuyển động của một vật được ném xiên từ mặt đất.

B. Chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng của một vật được buộc vào một dây có chiều dài cố định.

C. Chuyển động của một vệ tinh nhân tạo có vị trí tương đối không đổi đối với một điểm trên mặt đất (vệ tinh địa tĩnh).

D. Chuyển động của một quả táo khi rời ra khỏi cành cây.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về chuyển động tròn đều.

Lời giải:

Vì va chạm đàn hồi có những đặc điểm sau: động lượng và động năng của hệ được bảo toàn. Trước va chạm, động năng của hệ khác không. Do đó, sau va chạm, động năng của hệ cũng phải khác không.

=> Chọn C

B. Tự luận

Câu 20.1 trang 69 SBT Vật lí lớp 10: Điền vào chỗ trống của bảng dưới đây các độ lớn của các góc theo độ hoặc radian (rad):

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định nghĩa radian: $1rad=\frac{{180}^0}{\pi }\approx 57,{2958}^0$.

Lời giải:

Câu 20.2 trang 69 SBT Vật lí lớp 10: Trong mô hình cổ điển Bohr của nguyên tử hydrogen, electron xem như chuyển động tròn đều quanh hạt nhân là proton với quỹ đạo có bán kính 0,529.10^-10 m với tốc độ 2,2.10⁶ m/s. Gia tốc hướng tâm của electron có độ lớn bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều.

Lời giải:

$a_{ht}=\frac{v^2}{R}=9,{15.10}^{22}m/s^2.$

Câu 20.3 trang 69 SBT Vật lí lớp 10: Một mô tơ điện quay quanh trục với tốc độ 3600 rpm (revolutions/min: vòng/phút). Tốc độ góc của mô tơ này bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.

Lời giải:

$\omega =\frac{2\pi .3600}{60}=120\pi rad/s\approx 377rad/s.$

Câu hỏi trang 70 SBT Vật lí 10

Câu 20.4 trang 70 SBT Vật lí lớp 10: Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất được xem gần đúng là chuyển động tròn đều. Thời gian Mặt Trăng quay một vòng quanh Trái Đất khoảng 27,3 ngày. Khoảng cách trung bình từ tâm của Trái Đất đến Mặt Trăng là 385.10³ km. Hãy xác định:

a) tốc độ của Mặt Trăng (theo đơn vị km/h và m/s) và quãng đường Mặt Trăng chuyển động sau một ngày.

b) gia tốc hướng tâm của Mặt Trăng (theo đơn vị m/s²).

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về gia tốc và vận tốc trong chuyển động tròn đều.

Lời giải:

a) $v=\omega .R\approx 3,{69.10}^{3}km/h\approx 1,{03.10}^{3}m/s.$

$s=v.t\approx 3,{69.10}^3.24\approx 88,{6.10}^{3}km.$

b) $a_{ht}=\frac{v^2}{R}\approx 2,{76.10}^{-3}m/s^2.$

Câu 20.5 trang 70SBT Vật lí lớp 10: Một chiếc xe chuyển động theo hình vòng cung với tốc độ 36 km/h và gia tốc hướng tâm 4,0 m/s2²²². Giả sử xe chuyển động tròn đều. Hãy xác định:

a) bán kính đường vòng cung.

b) góc quét bởi bán kính quỹ đạo (theo rad và độ) sau thời gian 3 s.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về góc quét và bán kính trong chuyển động tròn đều.

Lời giải:

a) $R=\frac{v^2}{a_{ht}}=25m.$

b) $\alpha =\omega .\mathrm{\Delta }t=1,2rad\approx 68,8^0.$

Câu 20.6 trang 70 SBT Vật lí lớp 10: Một trái bóng được buộc vào một sợi dây và quay tròn đều trong mặt phẳng ngang như Hình 20.2. Trái bóng quay một vòng trong 1 s với tốc độ 0,5 m/s. Tính bán kính quỹ đạo và chiều dài L của sợi dây, biết góc hợp bởi dây và phương thẳng đứng bằng 30⁰.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.

Lời giải:

$\omega =\frac{2\pi }{l}=\frac{0,5}{R}\Rightarrow R\approx 0,08m;L=\frac{R}{\sin {30}^0}=0,16m.$

Xem thêm lời giải vở bài tập Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 19: Các loại va chạm

Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm

Bài 22: Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo

Bài 23: Định luật Hooke