Bài tập chủ đề 1 trang 27 Vật Lí 10 Cánh diều

Bài 1

Trái Đất quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách 150 000 000 km.

a) Phải mất bao lâu để ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất? Biết tốc độ ánh sáng trong không gian là $3,0{\text{x}}{10^8}m/s$.

b) Tính tốc độ quay quanh Mặt Trời của Trái Đất. Giải thích tại sao đây là tốc độ trung bình, không phải là vận tốc của Trái Đất.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức: $v = \frac{s}{t}$

Lời giải chi tiết:

a)

Thời gian để ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất là:

$t = \frac{s}{v} = \frac{{{{150000000.10}^3}}}{{3,{{0.10}^8}}} = 500{\text{s}} = \frac{{25}}{3} \approx 8,33\left( {phut} \right)$

b)

Trái Đất quay quanh Mặt Trời 1 vòng hết 365 ngày = 8760 giờ

Tốc độ quay quanh Mặt Trời của Trái Đất là:

$v = \frac{s}{t} = \frac{{150000000.2\pi }}{{8760}} = 1,{076.10^5}\left( {km/h} \right)$

Đây là tốc độ trung bình, không phải là vận tốc của Trái Đất vì độ dịch chuyển của Trái Đất bằng 0.

Bài 2

Một người đi bằng thuyền với tốc độ 2,0 m/s về phía đông. Sau khi đi được 2,2 km, người này lên ô tô đi về phía bắc trong 15 phút với tốc độ 60 km/h.

Tìm:

a) Tổng quãng đường đã đi.

b) Độ lớn của độ dịch chuyển tổng hợp.

c) Tổng thời gian đi.

d) Tốc độ trung bình tính bằng m/s.

e) Độ lớn của vận tốc trung bình.

Phương pháp giải:

- Sử dụng công thức tính quãng đường: s = v.t

- Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển tổng hợp.

- Sử dụng công thức tính tốc độ trung bình và vận tốc trung bình.

Lời giải chi tiết:

a)

Quãng đường người đó đi về phía bắc là:

${s_2} = {v_2}.{t_2} = 60.\frac{{15}}{{60}} = 15\left( {km} \right)$

Tổng quãng đường đã đi là:

$s = {s_1} + {s_2} = 2,2 + 15 = 17,2\left( {km} \right)$

b)

Độ lớn độ dịch chuyển tổng hợp là:

$d = \sqrt {d_1^2 + d_2^2}  = \sqrt {2,{2^2} + {{15}^2}}  = 15,16\left( {km} \right)$

c)

Thời gian người đó đi về phía đông là:

${t_1} = \frac{{{s_1}}}{{{v_1}}} = \frac{{2,{{2.10}^3}}}{{2,0}} = 1100(s) = 18,33\left( {phut} \right)$

Tổng thời gian đi của người này là:

$t = {t_1} + {t_2} = 18,33 + 15 = 33,33\left( {phut} \right)$

d)

Tốc độ trung bình là:

$v = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{17,{{2.10}^3}}}{{33,33.60}} = 8,6\left( {m/s} \right)$

e)

Độ lớn của vận tốc trung bình là:

$v = \frac{d}{t} = \frac{{15,{{16.10}^3}}}{{33,33.60}} = 7,58\left( {m/s} \right)$

Bài 3

Hai người đi xe đạp theo một con đường thẳng. Tại thời điểm t = 0, người A đang đi với tốc độ không đổi là 3,0 m/s qua chỗ người B đang ngồi trên xe đạp đứng yên. Cũng tại thời điểm đó, người B bắt đầu đuổi theo người A. Tốc độ của người B tăng từ thời điểm t = 0,0 s đến t = 5,0 s. Sau đó người B tiếp tục đi với tốc độ không đổi là 4 m/s.

a) Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của người A, từ t = 0,0 s đến t = 12,0 s.

b) Khi nào người B đuổi kịp người A.

c) Người B đi được bao nhiêu mét trong khoảng thời gian đi với tốc độ không đổi (đến khi gặp nhau)?

Phương pháp giải:

- Sử dụng kĩ năng vẽ đồ thị.

Lời giải chi tiết:

a)

b)

- Từ t = 0,0 s đến t = 5,0 s người B đi được 10 m.

- Sau thời điểm t = 5,0 s người B đi với tốc độ không đổi là 4 m/s

+ Quãng đường người B đi được sau 1 s đi với tốc độ 4 m/s là: 10 + 4.1 = 14 m

+ Quãng đường người B đi được sau 2 s đi với tốc độ 4 m/s là: 10 + 4.2 = 18 m (đuổi kịp người A)

=> Người B đuổi kịp người A sau 2 s đi với tốc độ không đổi là 4m/s.

c)

Người B đi được 8 m trong khoảng thời gian đi với tốc độ không đổi (đến khi gặp nhau).