Toptailieu biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 10 Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được sách Kết nối tri thức hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 4 từ đó học tốt môn Lí 10.

Vật Lí 10 Kết nối tri thức Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được

Khởi động trang 21 Vật Lí 10: Một ô tô đi tới điểm O của một ngã tư đường có 4 hướng: Đông, Tây, Nam, Bắc với tốc độ không đổi 36 km/h. Nếu ô tô đi tiếp thì sau 10 s:

a) Quãng đường đi tiếp của ô tô là bao nhiêu mét?

b) Vị trí của ô tô ở điểm nào trên hình vẽ?

Lời giải:

Đổi 36 km/h = 10 m/s

a) Quãng đường đi tiếp của ô tô là: s = v.t = 10.10 = 100 m

b) Vì không biết hướng chuyển động của ô tô nên ta không thể xác định được vị trí của ô tô.

Đặt giả thiết:

- Nếu ô tô chuyển động theo hướng Bắc thì vị trí của ô tô ở điểm B.

- Nếu ô tô chuyển động theo hướng Tây thì vị trí của ô tô ở điểm H.

- Nếu ô tô chuyển động theo hướng Nam thì vị trí của ô tô ở điểm E.

- Nếu ô tô chuyển động theo hướng Đông thì vị trí của ô tô ở điểm L.

I. Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm

Câu hỏi trang 22 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 22 Vật lí 10: Hãy dùng bản đồ Việt Nam và hệ tọa độ địa lí, xác định vị trí của thành phố Hải Phòng so với vị trí của Thủ đô Hà Nội.

 Phương pháp giải:

Sử dụng bản đồ Việt Nam và hệ tọa độ địa lí để xác định.

Lời giải:

Vị trí của thành phố Hải Phòng cách trung tâm thủ đô Hà Nội 120 km về phía Đông - Bắc.

Câu hỏi 2 trang 22 Vật lí 10: Xác định vị trí của vật A trên trục Ox vẽ ở Hình 4.3 tại thời điểm 8h. Biết vật chuyển động thẳng, mỗi giờ đi được 40 km.

 Phương pháp giải:

Thời gian đi của vật = Thời điểm đến – Thời điểm gốc

Lời giải:

Thời gian vật di chuyển là: 11 – 8 = 3 (h)

1 giờ vật di chuyển được 40 km

=> 3 giờ vật di chuyển được: 3 . 40 = 120 (km)

II. Độ dịch chuyển

Câu hỏi trang 23 Vật lí 10: Hãy xác định các độ dịch chuyển mô tả ở Hình 4.5 trong tọa độ địa lí.

Phương pháp giải: 

Quan sát hình 4.5

Lời giải:

Độ dịch chuyển mô tả trên Hình 4.5 là:

+ d1 = 200 m (Bắc)

+ d2 = 200 m (Đông Bắc)

+ d3 = 300 m (Đông)

+ d4 = 100 m (Tây).

III. Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được

Hoạt động trang 23 Vật lí 10

Hoạt động 1 trang 23 Vật lí 10: Hãy so sánh độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của ba chuyển động ở Hình 4.6.

 Phương pháp giải:

+ Quan sát hình

+ Độ dịch chuyển là khoảng cách vị trí điểm đầu và điểm cuối.

Lời giải:

Quãng đường đi được từ ngắn đến dài: 2 – 1 – 3

Độ dịch chuyển, ta thấy điểm đầu và điểm cuối của ba chuyển động đều như nhau nên độ dịch chuyển của ba chuyển động bằng nhau.

Hoạt động 2 trang 23 Vật lí 10: Theo em, khi nào độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động bằng nhau.

Phương pháp giải:

Vận dụng khả năng tư duy sau khi trả lời hoạt động 1 mục III trang 23 sách giáo khoa Vật lí 10.

Lời giải:

Độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động bằng nhau khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều.

Câu hỏi trang 24 Vật lí 10

Câu hỏi trang 24 Vật lí 10: Bạn A đi xe đạp từ nhà qua trạm xăng, tới siêu thị mua đồ rồi quay về nhà cất đồ, sau đó đi xe đến trường (Hình 4.7).

Câu hỏi 1 trang 24 Vật lí 10: Chọn hệ tọa độ có gốc là vị trí nhà bạn A, trục Ox trùng với đường đi từ nhà bạn A tới trường

a) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của bạn A đi từ trạm xăng tới siêu thị

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của bạn A trong cả chuyến đi trên.

 Phương pháp giải: 

+ Quãng đường đi được bằng tổng tất cả các chặng

+ Độ dịch chuyển bằng khoảng cách vị trí điểm đầu và điểm cuối.

Lời giải:

a) Quãng đường bạn A đi từ trạm xăng đến siêu thị là: 800 – 400 = 400 (m)

Độ dịch chuyển của bạn A từ trạm xăng đến siêu thị là: 800 – 400 = 400 (m)

b) Quãng đường đi được của bạn A trong cả chuyến đi:

+ Quãng đường bạn A đi từ nhà đến siêu thị là: 800 m

+ Quãng đường bạn A quay về nhà cất đồ là: 800 m

+ Quãng đường bạn A đi từ nhà đến trường là: 1200 m

=> Quãng đường đi được của bạn A trong cả chuyến đi là: 800 + 800 + 1200 = 2800 (m)

Điểm đầu xuất phát của bạn A là nhà, điểm cuối của bạn A là trường

=> Độ dịch chuyển của bạn A là 1200 m.

Câu hỏi 2 trang 24 Vật lí 10: Vẽ bảng 4.1 vào vở và ghi kết quả tính được ở câu 1 vào các ô thích hợp

Bảng 4.1

Phương pháp giải:

Lấy kết quả câu 1 trên ghi vào bảng

Lời giải:

Câu hỏi 3 trang 24 Vật lí 10: Hãy dựa vào kết quả trên để kiểm tra dự đoán của em trong câu hỏi 2 cuối trang 23 là đúng hay sai

Phương pháp giải:

Dựa vào bảng kết quả để kiểm tra

Lời giải:

Dự đoán trong câu hỏi 2 cuối trang 23 là độ dịch chuyển và quãng đường đi được bằng nhau khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều

Từ bảng kết quả ta thấy dự đoán trên là đúng.

IV. Tổng hợp độ dịch chuyển

Câu hỏi trang 25 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 25 Vật lí 10: Một người lái xe ô tô đi thẳng 6 km theo hướng Tây, sau đó rẽ trái đi thẳng theo hướng nam 4 km rồi quay sang hướng Đông đi 3 km. Xác định quãng đường đi được và độ dịch chuyển của ô tô.

Phương pháp giải:

Quãng đường đi được bằng tổng tất cả các chặng

Lời giải:

Quãng đường đi được của ô tô là: 6 + 4 + 3 = 13 (km)

Độ dịch chuyển: AD

Ta có: BH = CD = 3 km; HD = BC = 4 km; AH = AB - BH = 6 - 3 = 3 km

=> $AD=\sqrt{A{H}^2+H{D}^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5 \left(km\right)$

Câu hỏi 2 trang 25 Vật lí 10: Một người bơi ngang từ bờ bên này sang bờ bên kia của một dòng sông rộng 50 m có dòng chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam. Do nước sông chảy mạnh nên khi sang đến bờ bên kia thì người đó đã trôi xuôi theo dòng nước 50 m. Xác định độ dịch chuyển của người đó.

Phương pháp giải:

Độ dịch chuyển bằng khoảng cách vị trí điểm đầu và điểm cuối

Lời giải:

Người bơi ngang từ bờ bên này sang bên kia theo dự định là OA = 50 m.

Thực tế, do nước sông chảy mạnh nên vị trí của người đó ở vị trí B, ta có AB = 50 m

=> Độ dịch chuyển: $OB=\sqrt{O{A}^2+A{B}^2}=\sqrt{{50}^2+{50}^2}=70,7 \left(m\right)$

Em có thể trang 25 Vật lí 10: Xác định được vị trí của một địa điểm trên bản đồ.

Lời giải:

- Xác định vị trí xuất phát.

- Xác định vị trí cần đến.

- Nối 2 điểm đó lại với nhau và sử dụng hệ tọa độ địa lí để xác định hướng của điểm cần đến.

Ví dụ: vị trí trường học của em cách nhà em 5 km và có hướng Tây Tây Bắc.

Lý thuyết Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được

I. Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm

- Cách xác định vị trí của vật: dùng hệ tọa độ vuông góc có gốc là vị trí của vật mốc, trục hoành Ox và trục tung Oy. Các giá trị trên các trục tọa độ được xác định theo một tỉ lệ xác định.

VD: Nếu tỉ lệ là $\frac{1}{1000}$ thì vị trí của điểm A trong Hình 4.1 được xác định trên hệ tọa độ là A (x = 10 m; y = 20 m) và của điểm B là B (x = -10 m; y = 20 m).

- Cách xác định thời điểm: Chọn mốc thời gian, đo khoảng cách thời gian từ thời điểm được chọn làm mốc đến thời điểm cần xác định.

VD: Nếu chọn mốc thời gian là lúc 6 h và thời gian chuyển động là 2 h thì thời điểm kết thúc là 2 + 6 = 8 h.

=> Hệ quy chiếu = Hệ tọa độ + Mốc thời gian + Đồng hồ đo thời gian.

* Chú ý: Khi vật chuyển động trên đường thẳng thì chỉ cần dùng hệ tọa độ có điểm gốc O (vị trí của vật mốc) và trục Ox trùng với quỹ đạo chuyển động của vật.

II. Độ dịch chuyển

- Độ dịch chuyển được biểu diễn bằng một mũi tên nối vị trí đầu và vị trí cuối của chuyển động, có độ dài tỉ lệ với độ lớn của độ dịch chuyển.

- Kí hiệu: $\overline{d}$

- Đơn vị: m.

VD: Một vật di chuyển từ A đến B được 500 m, rồi quay về C là 150 m. Hỏi độ dịch chuyển của vật này là bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có: điểm đầu tại A, điểm kết thúc tại C, nên độ dịch chuyển $\overline{d}$ = AC = 500 - 150 = 350 (m)

III. Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được

- Độ dịch chuyển là khoảng cách từ vị trí đầu đến vị cuối của vật, cho biết độ dài và sự thay đổi vị trí của vật

- Quãng đường là độ dài của vật thực hiện được trong suốt quá trình chuyển động.

VD: Một vật di chuyển từ A đến B được 500 m, rồi quay về C là 150 m. Hỏi độ dịch chuyển và quãng đường của vật này là bao nhiêu?

Lời giải:

Độ dịch chuyển: $\overline{d}$ = AC = 500 - 150 = 350 (m)

Quãng đường: s = AB + BC = 500 + 150 = 650 (m).

* Chú ý: Độ dịch chuyển và quãng đường bằng nhau khi vật chuyển động không đổi chiều và chuyển động thẳng.

IV. Tổng hợp độ dịch chuyển

- Dùng phép cộng vectơ để tổng hợp độ dịch chuyển của vật.

Sơ đồ tư duy về Độ dịch chuyển và quãng đường