Chào mừng bạn đến với caodangyduocdanang.edu.vn trong bài viết về Bài tập vật lý 10 trang 34 chúng tôi sẽ chia sẻ kinh nghiệm chuyên sâu của mình cung cấp kiến thức chuyên sâu dành cho bạn.
Nhằm giúp bạn có thể dễ dàng ghi nhớ các kiến thức về chuyển động tròn đều, bài viết sau đây sẽ tổng hợp chi tiết về lý thuyết và hướng dẫn giải các bài tập vật lí 10 trang 34 và những bài có liên quan khác trong khung chương trình sách bài tập.
Mời các bạn cùng theo dõi.
1. KIẾN THỨC HỖ TRỢ GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 10 TRANG 34
Trong chương trình vật lý 10, chuyển động tròn đều là một phần không thể thiếu. Vì vậy hôm nay, Kiến Guru xin gửi đến bạn đọc bài viết về chuyên đề chuyển động tròn đều với phần tổng hợp lý thuyết và giải các dạng bài tập áp dụng một cách rõ ràng dễ hiểu. Đây cũng là một kiến thức khá nền tảng giúp các bạn chinh phục các đề thi học kì, đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia. Cùng nhau tìm hiểu nhé.
1.1. Định nghĩa
a) Chuyển động tròn
Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.
Ví dụ: Chuyển động của một chiếc ghế trong đu quay
b) Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn
Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn là đại lượng đo bằng thương số giữa độ dài cung tròn mà vật đi được và thời gian đi hết cung tròn đó.
c) Chuyển động tròn đều
Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.
Ví dụ: Chuyển động của điểm đầu cánh quạt
1.2. Tốc độ dài và tốc độ góc
a) Tốc độ dài
Gọi Δs là độ dài của cung tròn mà vật đi được trong khoảng thời gian rất ngắn
Ta có:
là tốc độ dài của vật.
Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài của vật có độ lớn không đổi.
b) Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều
Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.
Trong chuyển động tròn đều, vectơ vận tốc có phương luôn luôn thay đổi.
c) Tốc độ góc, chu kì, tần số
* Tốc độ góc
+ Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quay quét được trong một đơn vị thời gian.
+ Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi.
+ Đơn vị đo tốc độ góc: rad/s.
* Chu kì
+ Chu kì T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng.
+ Công thức liên hệ giữa tốc độ góc và chu kì:
+ Đơn vị chu kì là giây (s).
* Tần số
+ Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây.
+ Công thức liên hệ giữa chu kì và tần số: f = 1/T
+ Đơn vị tần số là vòng trên giây (vòng/s) hoặc héc (Hz).
* Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r.ω
1.3. Gia tốc hướng tâm
a) Hướng của véctơ gia tốc trong chuyển động tròn đều
Trong chuyển động tròn đều, tuy vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng có hướng luôn thay đổi, nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.
b) Độ lớn của gia tốc hướng tâm
2. GỢI Ý GIẢI VẬT LÝ 10 TRANG 34 SGK
Qua phần hệ thống kiến thức trên, chắc hẳn các bạn đã nhớ hơn kiến thức về chuyển động tròn đều rồi nhỉ? Vậy bây giờ, chúng ta hãy cùng bắt tay vào giải cụ thể các bài tập liên quan trong sách bài tập để ứng dụng lý thuyết cùng nhau nhé!
2.1. Bài 11 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Một quạt máy quay với tần số 400 vòng/ phút. Cách quạt dài 0,8m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt.
Lời giải:
Ta có:
Tốc độ góc của một điểm bất kì ở đầu cánh quạt là:
Tốc độ dài của điểm trên đầu cánh quạt là: V = R.ω = 33,5 m/s.
2.2. Bài 2 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Nêu những đặc điểm của vecto vận tốc của chuyển động tròn đều.
Lời giải:
Đặc điểm của vecto vận tốc là:
– Phương của vecto tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.
– Độ lớn (tốc độ dài):
2.3. Bài 3 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Tốc độ góc là gì? Tốc độ góc được xác đinh như thế nào?
Lời giải:
Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ của chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi:
2.4. Bài 4 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.
Lời giải:
2.5. Bài 5 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Chu kì của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tốc độ góc.
Lời giải:
Chu kì của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng
chu kì kí hiệu là T, đơn vị: giây.
Công thức liên hệ giữa chu kì và tốc độ góc là: T = 2π/ω
2.6. Bài 6 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Tần số của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tần số.
Lời giải:
Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. Tần số kí hiệu là f, đơn vị: Héc (Hz); vòng/giây.
Công thức liên hệ giữa chu kì và tần số là: f = 1/T
2.7. Bài 7 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Nêu những đặc điểm và viết công thức tính gia tốc trong chuyển động tròn đều.
Lời giải:
Đặc điểm của gia tốc trong chuyển động tròn đều ( mang tính chất của gia tốc hướng tâm): Luôn hướng vào tâm quỹ đạo.
(R: bán kính quỹ đạo)
2.8. Bài 8 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Chuyển động của vật nào dưới đây là chuyển động tròn đều?
A. Chuyển động của một con lắc đồng hồ.
B. Chuyển động của một mắt xích xe đạp.
C. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với người ngồi trên xe, xe chạy đều.
D. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với mặt đường, xe chạy đều.
Lời giải:
Chọn C.
Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với người ngồi trên xe, xe chạy đều là chuyển động tròn đều.
2.9. Bài 9 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Câu nào đúng?
A. Tốc độ dài của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo.
B. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo.
C. Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo.
D. Cả ba đại lượng trên không phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo.
Lời giải:
A sai vì tốc độ dài của chuyển động tròn đều không phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo.
B sai vì tốc độ góc là góc vật quét được trong 1s nên trong chuyển động tròn đều nó không phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo.
→ D sai
Chọn C. Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo vì:
2.10. Bài 10 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Chỉ ra câu sai.
Chuyển động tròn đều có đặc điểm sau:
A. Quỹ đạo là đường tròn.
B. Vectơ vận tốc không đổi.
C. Tốc độ góc không đổi.
D. Vectơ gia tốc luôn hướng vào tâm.
Lời giải:
Chọn B.
Vecto vận tốc trong chuyển động tròn đều có độ lớn không đổi nhưng có hướng luôn thay đổi, do đó vecto vận tốc thay đổi.
2.11. Bài 11 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Một quạt máy quay với tần số 400 vòng/ phút. Cách quạt dài 0,8m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt.
Lời giải:
Ta có:
Tốc độ góc của một điểm bất kì ở đầu cánh quạt là:
Tốc độ dài của điểm trên đầu cánh quạt là: V = R.ω = 33,5 m/s.
2.12. Bài 12 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Bánh xe đạp có đường kính 0,66 m. Xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc 12 km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe .
Lời giải:
Bán kính của bánh xe đạp là:
Khi xe đạp chuyển động thẳng đều, một điểm M trên vành bánh xe đối với người quan sát ngồi trên xe chỉ chuyển động tròn đều. (Đối với mặt đất, điểm M còn tham gia chuyển động tịnh tiến) khi đó tốc độ dài của M bằng tốc độ dài của xe: v = 12 km/h = 10/3 m/s.
Tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe là:
2.13. Bài 13 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Một đồng hồ treo tường có kim phút dài 10 cm và kim giờ dài 8 cm. Cho rằng các kim quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đầu hai kim.
Lời giải:
Kim phút quay 1 vòng được 1h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim phút là: Tp = 1h = 3600 s
Kim giờ quay 1 vòng hết 12 h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim giờ là: Tg = 12h = 43200 s.
Áp dụng công thức liên hệ giữa tố độ dài và tốc độ góc:
Ta có:
• Tốc độ dài của kim phút là:
• Tốc độ góc của kim phút là:
• Tốc độ góc của kim giờ là:
Tốc độ dài của kim giờ là:
Vg = Rg.ωg = 0,08. 1,45.10-4 = 0,116.10-4 m/s = 0,0116 mm/s.
2.14. Bài 14 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục của xe 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi bánh xe phải quay bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với 1 km.
Lời giải:
Khi bánh xe quay được một vòng thì xe đi được quãng đường bằng chu vi của bánh xe. Quãng đường mà một vòng đi được là chu vi của vòng tròn:
S = C = 2πR = 2. 3,14. 0,3 = 1,884m.
Vậy để đi được 1 km = 1000m thì bánh xe phải quay
2.15. Bài 15 (trang 34 SGK Vật Lý 10)
Một chiếc tàu thủy neo tại một điểm trên đường xích đạo. Hãy tính tốc độ góc và tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất . Biết bán kính của Trái Đất là 6400 km.
Lời giải:
Bán kính của Trái Đất là: R = 6400 km = 6400000 m.
Trái đất quay một vòng quanh trục hết 24h → Chu kì quay của 1 điểm nằm trên đường xích đạo quanh trục Trái Đất là: T = 24h = 24.3600 = 86400 (s).
Tốc độ góc của tàu đối với trục quay của Trái Đất là:
Tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất là:
V = ω.R = 7,3.10-5. 6400000 = 467,2 m/s.
3. HƯỚNG DẪN GIẢI ĐÁP CÁC BÀI TẬP LIÊN QUAN
Với việc hỗ trợ giải cụ thể những bài tập trong sách giáo khoa, các em đã nắm được phương pháp cũng như cách giải quyết bài toán cụ thể rồi đúng không nào. Và để nhuần nhuyễn hơn trong việc áp dụng kiến thức đã học, chúng ta hãy cùng nhau giải những bài tập có liên quan trong nội dung môn học này nhé !
3.1. Bài 5.10 trang 18 Sách bài tập Vật Lí 10
Vành ngoài của một bánh xe ô tô có bán kính là 25 cm. Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành ngoài của bánh xe khi ô tô đang chạy với tốc độ dài 36 km/h.
Lời giải:
Tốc độ góc ω và gia tốc hướng tâm aht của một điểm trên vành ngoài của bánh xe có bán kính r = 25 cm = 0,25 m khi ô tô đang chạy với tốc độ dài v = 36 km/h = 10 m/s bằng
ω = v/r = 10/0.25 = 40 (rad/s)
aht = v2/r = 102/0.25 = 400 (m/s2)
3.2. Bài 5.11 trang 18 Sách bài tập Vật Lí 10
Mặt Trăng quay 1 vòng quanh Trái Đất hết 27 ngày – đêm. Tính tốc độ góc của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
Lời giải:
Chu kì quay của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất bằng :
T = 27 (ngày – đêm) = 27.24.3 600 ≈ 2,33.1 106 s
Tốc độ góc của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất bằng :
3.3. Bài 5.12 trang 18 Sách bài tập Vật Lí 10
Kim phút của một đồng hồ dài gấp 1,5 lần kim giờ. Hỏi tốc độ dài của đầu kim phút lớn gấp mấy lần tốc độ dài của đầu kim giờ?
Lời giải:
Tốc độ dài của đầu kim phút và kim giờ được tính theo công thức:
Từ đó suy ra
Thay r1 = 1,5r2; T1 = 3600 s; T2 = 43200 s vào công thức trên ta tìm được
3.4. Bài 5.13 trang 18 Sách bài tập Vật Lí 10
Một vệ tinh nhân tạo ở độ cao 250 km bay quanh Trái Đất theo một quỹ đạo tròn. Chu kì quay của vệ tinh là 88 phút. Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của vệ tinh. Cho bán kính Trái Đất là 6 400 km.
Lời giải:
Tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của vệ tinh được tính theo các công thức
ω = 2π/T = (2.3.14)/(88.60) ≈ 1.19.10-3(rad/s)
aht = ω2(R + h) = (1.19.10-3)2.6650.103 = 9,42 m/s2.
IV. KẾT LUẬN
Trên đây là tổng hợp của Kiến Guru về chuyển động tròn đều và hướng dẫn chi tiết giải môn Vật lí 10 trang 34. Hy vọng qua bài viết, các bạn sẽ tự ôn tập củng cố lại kiến thức bản thân, đòng thời, rèn luyện tư duy tìm tòi, phát triển lời giải cho từng bài tập.
Học tập là một quá trình không ngừng tích lũy và cố gắng. Để cập nhật thêm nhiều điều bổ ích, mời các bạn tham khảo thêm các bài viết khác trên trang của Kiến Guru.
Chúc các bạn học tập tốt !
