Giải Vật Lý 10 Bài 1. Chuyển động cơ
Phần I. Cơ HỌC Chương I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐiỂM Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG cơ KIẾN THỨC CẦN NAM vững Chuyển động, chất điểm, quỹ đạo Chuyển động cơ Sự thay đổi vị trí của một vật so với vật khác theo thời gian gọi là chuyển động cơ của vật đó (gọi tắt là chuyển động). Chất điểm Một vật chuyển động được coi là một chất điểm nếu kích thước của nó rất nhỏ so với độ dài đường đi. Quỹ đạo Quỹ đạo của chuyển động là tập hợp tất cả các vị trí của một chất điểm chuyển động tạo ra một đường nhất định. Cách xác định vị trí của một vật Vật làm mốc. Thước đo Hình 1 Muôn xác định vị trí của chất điểm M chuyển động trên một đường biết trước, ta làm như sau: Chọn một vật làm mốc trên đường đó (trên hình vẽ 1 là điểm O) Chọn một chiều dương trên đường đi. yM Hình 2 XM X Dùng thước đo để xác định độ dài s từ o đến M, chú ý đến chiều từ o đến M là dương hay âm. Hệ tọa độ Trong mặt phẳng quỹ đạo, chọn hệ trục tọa độ Đêcác xOy vuông góc (Hình 2). Khi chất điểm ở M, vị trí của chất điểm xác định bởi các tọa độ: XM và yM. xM = OM * Trường hỢp chất điếm chuyển động trên một đường thẳng: - Chọn trục x'x trùng với đường thẳng quỹ đạo, gốc tọa độ o và chiều dương là tùy ý (đế’ đơn giản, thường chọn chiều dương là chiều chuyển động) (Hình 3). điểm xác định bởi tọa độ - Khi chất điểm ở M, vị trí của chất XM = OM. * Trường hỢp chất điểm chuyển động trong không gian Trong không gian, chọn hệ trục tọa độ Đêcác Oxyz vuông góc (Hình 4). Khi chất điểm ở M, vị trí của chất điểm xác định bởi các tọa độ: XM, Ỵm và ZM- Cách xác định thời gian trong chuyển động - Để đo, đếm thời gian trong chuyển động, người ta phải chọn một mốc thời gian và dùng đồng hồ. Mốc thời gian là thời điểm chọn trước để bắt đầu tính thời gian. Mốc thời gian có thể chọn tùy ý, nhưng để đơn giản người ta thường chọn mốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động. Hai loại đồng hồ thường dùng là đồng hồ kiểu đeo tay thông thường và đồng hồ bấm giây. Hệ qui chiếu Hệ qui chiếu gồm: Một vật làm mốc; hệ trục tọa độ cố định gắn trên vật làm mốc; một mốc thời gian và đồng hồ dùng để đo thời gian. TRẢ LỜI CÂU HỎI Cl. Cho biết: Đường kính của Mặt Trời: 1 400 OOOkm. Đường kính của Trái Đất: 12 OOOkm. Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời: 150 000 OOOkm. Nếu vẽ đường đi của Trái Đất quanh Mặt Trời là một đường tròn, đường kính 15cm thì hình vẽ Trái Đất và Mặt Trời sẽ là những hình tròn có đường kính bao nhiêu centimét? Có thể coi Trái Đất như một chất điểm trong hệ mặt trời được không? Trả lời Ta có: 1 400 OOOkm = 14. IO10 (cm). 12 000km = 12.108 (cm). 150 000 000km = 15.1012 (cm). Nếu vẽ đường kính quỹ đạo là 15cm thì đường kính Trái Đất và Mặt Trời cần vẽ có độ lớn là: dTĐ= . =12.10~4(cm) 15.10 1O1O_2/ , dMT = 7. Ồ =12.10 (cm) 15.10 2 Vì tỉ lệ cần vẽ của di-Đ = 12.10”4 « 1 nên có thể coi Trái Đất là chất điểm trong hệ Mặt Trời. C2. Có thể lấy vật nào làm mốc để xác định vị trí một chiếc tàu thủy đang chạy trên sông. Trả lời Có thế lấy cây hoặc nhà hai bên bò’ sông. C3. Hãy cho biết các tọa độ của điểm M nằm chính giữa một bức tường hình chữ nhật ABCD có cạnh AB = 5m, cạnh AD = 4m. Lấy trục Ox dọc theo AB, trục Oy dọc theo AD. Trả lời y(m) D 2 OsA 2,5 x(m) Gọi XM là tọa độ của M trên trục Ox, ta có: XM = XB Xa = 2,5(m). 2 Gọi y« là tọa độ của M trên trục Oy, ta có: xn-x. . Ym = = 2(m). Vậy tọa độ của M là M(2,5; 2). C4. Hãy tính xem đoàn tàu chạy từ ga Hà Nội đến ga Sài Gòn trong bao lâu? Trả lời Thời gian tàu chạy từ Hà Nội đến Vinh là: ti = 24h00’ - 19h + 53’ = 5h53’ Thời gian tàu chạy từ Vinh đến Tháp Chàm là: t2 = 22h5’ - 53’ = 21hl2’ Thời gian tàu chạy từ Tháp Chàm đến Sài Gòn là: t3 = 24h00’ - 22h5’ + 4h00’ = 5h55’ Vậy thời gian tàu chạy từ Hà Nội đến Sài Gòn là: t = ti + + t3 = 5h53’ + 21hl2’ + 5h55’ = 33h00’ GIẢI BÀI TẬP Trường hợp nào dưới đây có thể coi vật là chất điểm? Trái Đất trong chuyển động tự quay quanh mình nó. Hai hòn bi lúc va chạm với nhau. Người nhảy cầu lúc đang rơi xuống nước. D. Giọt nước mưa lúc đang rơi. Giải Chọn đáp án D. Giọt nước mưa lúc đang rơi. Một người chỉ đường cho một khách du lịch như sau: “ông hãy đi dọc theo phố này đến một bờ hồ lớn. Đứng tại đó, nhìn sang bên kia bờ theo hướng Tây Bắc, ông sẽ thấy tòa nhà của khách sạn S”. Người hỏi đường đã xác định vị trí khách sạn s theo cách nào? Cách dùng đường đi và vật làm mốc. Cách dùng các trục tọa độ. c. Dùng cả hai cách kể trên. D. Không dùng cả hai cách kể trên. Giải Chọn đáp án c. Dùng cả hai cách kể trên. Trong các cách chọn hệ trục tọa độ và mốc thời gian dưới đây, cách nào thích họp nhất để xác định vị trí của một máy bay trên đường dà.? Khoảng cách đến ba sân bay lớn; t = 0 là lúc máy bay cất cánh. Khoảng cách đến ba sân bay lớn; t = 0 là 0 giờ quốc tế. c. Kinh độ, vĩ độ địa lí và độ cao của máy bay; t = 0 là lúc máy bay cất cánh. D. Kinh độ, vĩ độ địa lí và độ cao của máy bay; t = 0 là 0 giờ quốc tế. Giải Chọn đáp án D. Kinh độ, vĩ độ địa lí và độ cao của máy bay; t = 0 là 0 giờ quốc tế. Để xác định vị trí của một tàu biển giữa đại dương, người ta dùng những tọa độ nào? Giải Để xác định vị trí của một tàu biển giữa đại dương, người ta dùng kinh độ, vĩ độ địa lí của tàu biển. Nếu lấy mốc thời gian là lúc 5hl5’ thì sau ít nhất bao lâu kim phút đuổi kịp kim giò? Giải Chuyển động của các kim đồng hồ xem như chuyển động tròn đều. Vận tốc góc của chuyển động là w = Y • t Chọn thời điểm kim phút bắt đầu chuyển động làm gốc tọa độ thì kim giờ xem như đi trước kim phút một góc ợ?(l2 = Ỷ. Khi đó ta có: Từ (1) và (2) suy ra: 2tií = + y t. 3 6 Vậy t = Ặ = 10,9r«ir 33