Giải bài tập SGK Vật lí 10 [Cánh diều]

Hướng dẫn Giải bài tập SGK  Vật lí 10 [Cánh diều] đầy đủ, chi tiết nhất, bám sát nội dung kiến thức SGK Vật lí 10 Cánh diều, giúp các em học tốt hơn.

Mục lục Giải bài tập SGK Vật lí 10 Cánh diều

BÀI MỞ ĐẦU

Giải bài 1: Giới thiệu mục đích học tập môn vật lý

Giải bài 2: Tốc độ, độ dich chuyển và vận tốc

Giải bài 3: Đồ thị dịch chuyển theo thời gian- Độ dịch chuyển tổng hợp và tốc độ tổng hợp

Giải bài 4: Gia tốc và đồ thị vận tốc - thời gian

Giải bài 5: Chuyển động biến đổi

Giải Bài tập chủ đề 1

Giải bài 6: Lực và gia tốc

Giải bài 8: Một số lực thường gặp.

Giải bài 9: Ba định luật Newton về chuyển động

Giải bài 10: Khối lượng riêng, áp suất chất lỏng

Giải bài 11: Tổng hợp và phân tích lực

Giải bài 12: Mômen lực, điều kiện cân bằng của vật

Giải Bài tập chủ đề 2

Giải bài 13: Năng lượng và công

Giải bài 14: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Giải Bài tập chủ đề 3

Giải bài 15: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Giải bài 16: Động lượng và năng lượng trong va chạm

Giải Bài tập chủ đề 4

Giải bài 17: Chuyển động tròn

Giải bài 18: Sự biến dạng

Giải Bài tập chủ đề 5

 

Giải bài tập SGK Vật lí 10 Bài 1: Giới thiệu mục đích học tập môn vật lý

I. Đối tượng nghiên cứu của vật lí học và mục tiêu của môn vật lí

Câu hỏi 1: Hãy mô tả sơ lược nội dung nghiên cứu của một nhà vật lý mà em biết.

Trả lời: 

- Isaac Newton là một nhà khoa học, nhà vật lý nổi với nhiều công trình nghiên cứu lớn. Nội dung nghiên cứu của ông rất đa dạng từ Cơ học cho đến Quang học và rất nhiều đề tài khác nữa.

- An-be Anh-xtanh là một nhà vật lý thuyết người Đức, được công nhận là một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất mọi thời đại. Nội dung nghiên cứu của ông cũng rất đa dạng, nổi tiếng nhất là về Cơ học lượng tử với phương trình sự tương đối khối lượng và năng lượng E=m.C²  

Câu hỏi 2: Học tốt môn vật lý sẽ giúp ích gì cho bạn

Trả lời: 

- Học tốt môn Vật lí sẽ giúp bạn rèn luyện, phát triển nhân cách của mình. Đồng thời bạn sẽ có được những kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình vật lí; năng lượng và sóng; lực và trường.

- Bạn sẽ có thể vận dụng được một số kĩ năng mà các nhà khoa học thường dùng trong nghiên cứu khoa học để khám phá, giải quyết vấn đề dưới góc độ vật lí.

- Giúp bạn nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng nghề nghiệp.

II. Vật lí với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Câu hỏi 3: Lấy ví dụ chứng tỏ tri thức vậy lý giúp tránh được nguy cơ tổn hại về sức khỏe hoặc tài sản

Bài giải:

- Tri thức vật lí là cơ sở giúp bạn hiểu cách hoạt động của lò vi sóng, giúp bạn biết vì sao không được cho vậ kim loại vào lò và tại sao hoạt động của lò vi sóng có thể ảnh hưởng đến máy điều hòa nhịp tim.

- Tri thức vật lí giúp mô tả cách dòng điện chạy qua các mạch điện trong gia đình, tránh được các vụ cháy nổ, …

Luyện tập 1: Lấy ví dụ và phân tích ảnh hưởng của vật lí đối với sự phát triển của khoa học kĩ thuật và công nghệ.

Bài giải:

- Vật lý với sự phát triển của công nghệ nanô

Công nghệ nanô nghiên cứu về những đối tượng có kích thước vô cùng nhỏ cỡ nanômét, cách kiểm soát năng lượng và chuyển động ở cấp độ nguyên tử. Từ đó công nghệ nanô cho phép thao tác và sử dụng vật liệu ở tầm phân tử, làm tăng và tạo ra tính chất đặc biệt của vật liệu, giảm kích thước của các thiết bị, hệ thống đến kích thước cực nhỏ. Từ đó công nghệ này góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành khoa học kỹ thuật và làm thay đổi đáng kể cuộc sống của chúng ta. Ví dụ: Chiếc máy tính của con người hiện nay so với chiếc máy tính đời đầu đã nhỏ gọn hơn rất nhiều, do các linh kiện điện tử nhỏ hơn nhưng có hiệu quả cao hơn.

- Vật lý với sự phát triển của laser và y học

Tia laser được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong y học với độ kết hợp và tính định hướng cao. Dao mổ bằng laser là dụng cụ mạng lại lợi ích to lớn trong phẫu thuật. Bằng loại dao mổ vô cùng tiện dụng này, bác sỹ có thể thực hiện những vết mổ rất nhỏ, mau lành và thậm chí không để lại sẹo trên da.

- Vật lý với sự phát triển giao thông

Vật lý lượng tử và vật lý bán dẫn góp phần tạo ra công nghệ chế tạo pin và acqui thế hệ mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn. Điều này thúc đẩy ngành sản xuất ô tô điện , tạo ra các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường.

III. Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

Câu hỏi 4: Mô tả các bước tiền trình tìm hiểu tự nhiên bạn đã học

Bài giải:

Các bước tiến trình tìm hiểu tự nhiên : 

1. Quan sát, suy luận

2. Đề xuất vấn đề

3. Hình thành giả thuyết

4. Kiểm tra giả thuyết 

5. Rút ra kết luận

Luyện tập 2: Lấy ví dụ minh họa các bước trong tiến trình tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

Bài giải:

Ví dụ minh họa các bước :

- Bước 1: Từ quan sát thu được: vật chắn ánh sáng nên tạo ra bóng.

- Bước 2: Vậy ánh sáng truyền theo đường cong hay đường thẳng?

- Bước 3: Có thể dưa ra giả thuyết: Ánh sáng truyền theo đường thẳng.

- Bước 4: Để kiểm tra giả thuyết này, ta tiến hành thí nghiệm như mô tả trên

- Bước 5: Kết quả thí nghiệm đã ủng hộ giả thuyết: Ánh sáng truyền theo đường thẳng.

Câu hỏi 6: Lấy ví dụ về một vấn đề được hình thành từ suy luận dựa trên lý thuyết đã biết.

Bài giải:

Đặt một chuông điện trong một bình thủy tinh kín (hình 8). Cho chuông điện kêu rồi dùng máy bơm hút dần không khí ra khỏi bình. Khi không khí trong bình càng ít, tiếng chuông nghe được càng nhỏ. Đến khi trong bình gần như hết không khí, cũng gần như không nghe được tiếng chuông nữa. Sau đó, nếu cho không khí vào bình, bạn lại nghe được tiếng chuông.

Vậy trong chân không, sóng âm có truyền được không?

Ta biết rằng, sóng âm truyền được trong chất rắn, lỏng, khí vì các phân tử tạo nên các chất ấy đã dao động và truyền sóng âm từ nguồn âm ra xung quanh. Như vậy, nếu không có các pân tử dao động thì sóng âm không truyền được từ nguồn âm ra xung quanh.

=> Từ đây có thể suy luận rằng: vì trong chân không không có các phần tử dao động nên sóng âm không truyền được trong chân không.

Luyện tập 3: Lấy ví dụ về các yếu tố có thể gây ra sai số ngẫu nhiên khi bạn đo bằng đồng hồ bấm giây và thước đo chiều dài

Bài giải:

Các yếu tố có thể gây ra sai số ngẫu nhiên khi bạn đo bằng

- Đồng hồ bấm giây : 

+ Bấm bắt đầu hoặc ngắt không đúng lúc

+ Chưa hiệu chỉnh thời gian về đúng số 0

+ Thời tiết

- Thước đo chiều dài :

+ Cách đặt mắt sai

+ Cách đặt thước sai

+ Chọn loại thước chưa phù hợp ( đo chu vi của vật hình tròn ta dùng thước dây, đo đoạn thẳng trên bảng dùng thước thẳng)

+ Chọn thước có độ chia nhỏ nhất và giới hạn đo chưa phù hợp. 

Luyện tập 4: Đo chiều dày của một cuốn sách, được kết quả: 2,3 cm; 2,4 cm; 2,5 cm; 2,4 cm. Tính giá trị trung bình chiều dày cuốn sách. Sai số tuyệt đối trung bình của phép đo này là bao nhiêu?

Bài giải:

Vậy sai số tuyệt đối trung bình là 0,05 cm

Câu hỏi 7: Tìm những chữ số có nghĩa trong các số: 215; 0,56; 0,002; 3,8.104.

Bài giải:

+ 215: có ba chữ số có nghĩa: 2, 1, 5

+ 0,56: có hai chữ số có nghĩa: 5, 6

+ 0,002: có một chữ số có nghĩa: 2

+ 3,8.104: có hai chữ số có nghĩa: 3, 8

Luyện tập 5: Thực hiện phép tính và viết kết quả đúng chữ số có nghĩa

a, 127 + 1,60 + 3,1
b, (224,612 x 0,31) : 25,116

Bài giải:

 a, 127 + 1,60 + 3,1=131.70

 b, (224,612 x 0,31) : 25,116= 2.8

Vận dụng 1:

Bảng 1 SGK T.13

Thời gian rơi (s)
Lần 1	Lần 2	Lần 3	Lần 4	Lần 5
0,2027	0,2024	0,2023	0,2023	0,2022

a) Tính giá trị trung bình của thời gian rơi.

b) Tìm sai số tuyệt đối trung bình.

Bài giải:

a) Giá trị trung bình của thời gian rơi là: 

(0,2027 + 0,2024+ 0,2023+ 0,2023+ 0,2022) :5= 0,2024

b)

- Sai số tuyệt đối ứng với 5 lần đo là:

- Sai số tuyệt đối trung bình của phép đo thời gian là:

Câu hỏi 8:

+ Bạn đã học những quy định an toàn nào trong phòng thực hành?

+ Nêu một số biển cảnh báo có trong phòng thực hành ở môn Khoa học tự nhiên.

Bài giải:

- Một số quy định an toàn trong phòng thực hành: 

+ Để cặp, balo, đồ dùng cá nhân đúng nơi quy định

+ Đầu tóc gọn gàng

+ Sử dụng dụng cụ bảo hộ ( như gang tay, khẩu trang, vv) khi làm thí nghiệm.

+ Làm thí nghiệm khi có hướng dẫn và giám sát của giáo viên

+ Thực hiện đúng nguyên tắc khi sử dụng hóa chất, dụng cụ, thiết bị trong phòng thực hành

+ Thu  gom , sắp xếp các hóa chaarsts, rác thải sau khi thực hành.

- Một số cảnh báo trong phòng thí nghiệm môn khtn : 

+ Chất dễ cháy

+ Chất ăn mòn

+ Chất độc môi trường

+ Chất độc sinh học

+ Nguy hiểm về điện

+ Hóa chất độc hại

+ Cấm sử dụng nước uống

+ Cấm lửa

+ Nơi cố bình chữa cháy

+ Lối thoát hiểm

Luyện tập 6: Thảo luận để nêu được tác dụng của việc tuân thủ các biển báo an toàn trong phòng thực hành.

Bài giải:

Tác dụng của việc tuân thủ an toàn trong phòng thực hành là : 

+ Hoàn thành tốt bài học giáo viên yêu cầu

+ Tránh những rủi ro có thể xảy ra tới bản thân và mọi người xung quanh.

 

Giải bài tập SGK Vật lí 10 Bài 2: Đồ thị dịch chuyển theo thời gian- Độ dịch chuyển tổng hợp và tốc độ tổng hợp

I. Tốc độ

Câu hỏi 1: Ở hình 1.2, kim của đồng hồ đo tốc độ trên ô tô chỉ vào vạch giữa 80 và 100; kim này đang chỉ tốc độ trung bình hay tốc độ tức thời của ô tô?

Trả lời:

Khi nhìn vào đồng hồ tốc độ trên ô tô, ta không biết tốc độ trung bình của ô tô, mà chỉ biết tốc độ của ô tô đúng lúc ta nhìn vào đồng hồ đó là tốc độ tức thời của ô tô.

Câu hỏi 2: Một vận động viên đã chạy 10 000 m trong thời gian là 36 phút 23 giây 44. Tính tốc độ trung bình của vận động viên đó theo thời gian đơn vị là m/s.

Trả lời:

Theo bài ta có:

s = 10 000 m

t = 36 phút 23 giây 44 = 36.60 + 23,44 = 2183,44 s

Tốc độ trung bình của vận động viên là:

II. Quãng đường và độ dịch chuyển

Câu hỏi 3: Khi nào quãng đường và độ di chuyển của một vật có cùng một độ lớn ?

Trả lời:

Quãng đường và độ dịch chuyển của một vật chuyển động có cùng độ lớn khi vật chuyển động thẳng và không đổi chiều chuyển động

III. Vận tốc

Câu hỏi 4: Một xe ô tô xuất phát từ tỉnh A, đi đến tỉnh B; rồi lại trở về vị trí xuất phát ở tỉnh A. Xe máy này đã dịch chuyển, so với vị trí xuất phát một đoạn là bao nhiêu?

Trả lời:

Vị trí đầu của ô tô: ở tỉnh A

Vị trí cuối của ô tô: ở tỉnh A

=> Độ dịch chuyển của ô tô bằng 0.

Luyện tập 1: Một ô tô chuyển động trên đường thẳng. Tại thời điểm t₁ ô tô cách vị trí xuất phát 5 km. Tại thời điểm t₂ , ô tô cách vị trí xuất phát 12km. Từ t₁ đến t₂ , độ dịch chuyển của ô tô thay đổi một đoạn bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Độ dịch chuyển của ô tô là: 12 – 5 = 7 (km)

Câu hỏi 5: Vận tốc của một vật là không đổi nếu nó chuyển đông với tốc độ không đổi theo một hướng xác định. Tại sao nếu vật di chuyển theo đường cong thì vận tốc của vật là thay đổi? 

Lời giải:

Vật di chuyển theo đường cong thì hướng không xác định nên vận tốc của vật thay đổi.

IV. Một số phương pháp đo tốc độ

Câu hỏi 6: Phát biểu nào sau đây nói về vận tốc, quãng đường, độ dịch chuyển?

A, Con tàu đã đi 200km về phía đông nam

B, Một xe ô tô đã đi được 200 km từ Hà Nội đến Nam Định

C, Một thùng hàng được kéo thẳng đứng lên trên với mỗi 2m trong một giây

Lời giải:

a) Con tàu đã đi 200 km về phía đông nam đang nói về quãng đường

b) Vị trí đầu là Hà Nội, vị trí cuối là Nam Định, khoảng cách từ Hà Nội đến Nam Định là 200 km, câu này đang nói đến độ dịch chuyển.

c) Vận tốc được xác định bằng thương số độ dịch chuyển và thời gian

Độ dịch chuyển của vật là 2 m và thời gian là 1 giây nên câu này đang nói về vận tốc.

Câu hỏi 7: Trên hình 1.5, quãng đường xe đi qua cổng quang điện được xác định như thế nào?

Lời giải

Trên hình 1.4, ta thấy rằng khi tấm chắn sáng bắt đầu chắn chùm tia sáng ở cổng quang điện thì đồng hồ bắt đầu đo thời gian. Ngay khi tấm chắn sáng này không chắn chùm tia sáng nữa thì đồng hồ ngừng đo. Thời gian hiện trên đồng hồ là thời gian xe đi hết quãng đường bằng chiều rộng của tấm chắn sáng. Vì vậy ta chỉ cần đo chiều rộng của tấm chắn sáng thì sẽ xác định được quãng đường xe đi qua cổng điện.

Câu hỏi 8: So sánh các phương pháp đo tốc độ được trình bày ở trên, rút ra một số ưu điểm và nhược điểm của chúng.

 Lời giải

Phương pháp đo tốc độ của:

+ Bộ đo tốc độ dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số: Đo chiều rộng của tấm chắn sáng, sau đó cho xe chuyển động, thời gian hiện lên ở đồng hồ, từ đó xác định được tốc độ của xe

+ Bộ đo tốc độ dùng xe kĩ thuật số: Khởi động xe và cho xe chạy, trong bộ đo này, trên xe có gắn bộ đo mã hóa để đo độ dịch chuyển của xe thông qua tốc độ quay của trục bánh xe trong những khoảng thời gian bằng nhau, thời gian đã định trước, từ đó ta sẽ tính được tốc độ của xe.

Ưu điểm và nhược điểm của hai bộ đo tốc độ

	Ưu điểm	Nhược điểm
Dùng cổng quang điện và thời gian hiện số	Dễ sử dụng, thời gian đo chính xác	Đo quãng đường thủ công dẫn đến sai số
Dùng xe kĩ thuật số	Quãng đường và thời gian đo chính xác, ít sai số	Khó sử dụng hơn

Luyện tập 2: Kết quả đo thời gian tấm chắn sáng( rộng 10 mm) đi qua cổng quang điện được cho ở bảng 1.2

Lần đo	1	2	3
Thời gian	0,101	0,098	0,102

 Từ số liệu ở bảng 1.2, tính thời gian trung bình và sai số tuyệt đối

Lời giải

Thời gian trung bình của phép đo là:
 

Vận dụng: Bạn hãy thiết lập phương án để đo được tốc độ của xe chuyển động trên máng đỡ bằng các dụng cụ sau đây:  Xe kỹ thuật kèm bộ xử lí số liệu, giá đỡ.

Lời giải

- Dụng cụ: Xe kĩ thuật số kèm bộ xử lí số liệu; giá đỡ

- Tiến hành:

Lắp các dụng cụ như trên hình 1.5

+ Đặt giá đỡ nghiêng so với phương ngang để xe có thể chuyển động được trên giá đỡ

+ Cho xe chuyển động từ đỉnh của giá đỡ xuống, bộ xử lí số liệu gắn trên xe sẽ cung cấp số liệu để tính, đo ít nhất 3 lần

 

Giải bài tập SGK Địa 10 Bài 3: Gia tốc và đồ thị vận tốc - thời gian

I. Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian của chuyển động thẳng

Câu hỏi 1: Nêu đặc điểm của đồ thị độ chuyển dịch-thời gian đối với một vật chuyển động thẳng theo một hướng với tốc độ không đổi.

Trả lời: Đồ thị độ chuyển dịch-thời gian đối với một vật chuyển động thẳng theo một hướng với tốc độ không đổi có đặc điểm là

- Đồ thị là mộ đường thẳng không gãy khúc.

- Đồ thị đi qua gốc tọa độ.

Câu hỏi 2: Từ độ dốc của đường biểu diễn độ dịch chuyển - thời gian của chuyển động thẳng trên hình 2.3, hãy cho biết hình nào tương ứng với mỗi phát biểu nào sau đây:
 

1. Độ dốc không đổi, tốc độ không đổi.

2. Độ dốc lớn hơn, tốc độ lớn hơn.

3. Độ đôc bằng 0, vật đứng yên.

4. Từ thời điểm độ dốc âm, vật chuyển động theo chiều ngược lại.

Trả lời : 

1-d        2-b          3-a              4-c

Luyện tập 1: Một xe đua chuyển động thẳng trong quá trình thử tốc độ. Độ dịch chuyển của nó tại các thời điểm khác nhau được cho trong bảng 2.3.

Độ dịch chuyển (m)	0	85	170	255	340
Thời gian (s)	0,0	1,0	2,0	3,0	4,0

Vẽ đồ thị độ dịch chuyển- thời gian và sử dụng đồ thị này để tìm tốc độ của xe.

Bài giải:

Đồ thị độ dịch chuyển- thời gian của xe đua 

Tốc độ của xe đua là : 

II. Độ dịch chuyển tổng hợp

Câu hỏi 3: Tính độ dịch chuyển và quãng đường từ nhà bạn đến trường bằng bản đồ

Lời giải:

Trên bản đồ lấy điểm A là nhà, điểm E là trường học. Sử dụng một sợi chỉ kéo dài từ vị trí điểm A đến điểm E, sau đó dùng thước đo lại chiều dài của sợi chỉ rồi so với tỉ lệ của bản đồ.

Sau khi thực hiện đo và dùng tỉ lệ tương ứng trên bản đồ, ta có khoảng cách từ nhà đến trường khoảng 9 km.

III. Vận tốc tổng hợp

Luyện tập 2: Người ta ném một hòn đá từ vách đá ở bờ biển xuống dưới. Hòn đá chạm vào mặt biển với vận tốc v có thành phần thẳng đứng xuống dưới là v₁ và thành phần ngang là v₂. Biết vận tốc v=24 m/s , v₁= 17m/s.

a, Vẽ sơ đồ các vectơ thể hiện các vận tốc.

b, Sử dụng sơ đồ để tìm v₂.

c, Sử dụng sơ đồ để tìm góc giữa vận tốc của viên đá và phương thẳng đứng khi nó chạm vào mặt nước.

Lời giải:

a, Sơ đồ các vecto vận tốc

b) Ta có:

c, Góc giữa vận tốc và phương thẳng đứng khi nó chạm vào mặt nước là góc giữa v1  và v gọi là α

Tìm hiểu thêm: Trái Đất quay xung quanh trục từ phía tây sang phía đông, một vòng mỗi ngày. Tại đường xích đạo, bề mặt Trái Đất đang quay với tốc độ 1675 km/h. Từ một vị trí trên đường xích đạo của Trái Đất, phóng tên lửa về phía đông hay về phía tây sẽ có lợi hơn

Lời giải:

Phóng tên lửa về phía Đông có lợi hơn, vì Trái Đất đang quay từ Tây sang Đông, tên lửa phóng cùng chiều với chiều quay của Trái Đất sẽ có vận tốc lớn hơn là tên lửa phóng ngược chiều với chiều quay của Trái Đất.

Vận dụng: Một người điều khiển thiết bị bay cá nhân bay theo hướng từ A đến B. Gió thổi với vận tốc không đổi 27 km/h theo hướng bắc. Hướng AB lệch với hướng bắc 60 độ về phía đông ( hình 2.8)

1. Để bay theo đúng hướng từ A đến B, với vận tốc tổng hợp là 54 km/h, người lái phải hướng thiết bị theo hướng nào.

2. Bay được 6 km, thiết bị quay đầu bay về A với vận tốc tổng hợp có độ lớn là 45 km/h đúng hướng B đến A. Tìm tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay. 

Lời giải:

1, Để bay theo đúng hướng từ A đến B, với vận tốc tổng hợp là 54 km/h, người lái phải hướng thiết bị theo hướng đông.

2, Vận tốc thiết bị bay 6 km đầu là:

Vận tốc thiết bị bay 6 km sau là:

Tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay là:

Vậy tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay là 40,68 km/h.