Vật Lí 10 Bài 5: Chuyển động tròn đều

Vật Lí 10 Bài 5: Chuyển động tròn đều

Video Giải Vật Lí 10 Bài 5: Chuyển động tròn đều - Thầy Lê Xuân Vượng (Giáo viên VietJack)

C1 ( trang 29 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 5:18 Hãy nêu một vài ví dụ về chuyển động tròn đều.

Lời giải:

Đối với người quan sát ngồi trên xe đạp đang chạy thẳng đều thì đầu van bánh xe chuyển động tròn đều; Điểm đầu mút của kim giây đồng hồ là chuyển động tròn đều…

C2 ( trang 30 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 11:48 Một chiếc xe đạp chuyển động đều trên một đường tròn bán kính 100m. Xe chạy một vòng hết 2 phút. Tính tốc độ dài của xe.

Lời giải:

1 vòng hết 2 phút = 120s

⇒ Thời gian quay xe đi được một quảng đường bằng chu vi của đường tròn là: t = T = 120(s) (T được gọi chu kỳ quay)

Tốc độ dài của xe là:

C3 ( trang 31 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 23:08 Có loại đồng hồ treo tường mà kim giây quay đều liên tục. Hãy tính tốc độ góc của kim giây trong đồng hồ này.

Lời giải:

C4 ( trang 31 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 25:50 Hãy chứng minh công thức

Lời giải:

Theo định nghĩa tốc độ góc:

Xét 1 vòng tròn của chuyển động tròn đều ta có: Δα = 2π

C5 ( trang 31 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 28:51 Hãy chứng minh công thức f = 1/T.

Lời giải:

C6 ( trang 31 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 34:35 Hãy tính tốc độ góc của chiếc xe đạp trong câu C2

Lời giải:

Ta có tốc độ dài được tính bằng:

⇒ Tốc độ góc của xe đạp là:

Hoặc:

C7 ( trang 33 sgk Vật Lý 10) - Video giải tại 49:56 Hãy chứng minh công thức: a_ht = ω²R.

Lời giải:

Bài 1 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 54:00 Chuyển động tròn đều là gì?

Lời giải:

Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.

Bài 2 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 55:34 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):

Bài 3 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 58:16 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:

Bài 4 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:00:56 Viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.

Lời giải:

Bài 5 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:02:32 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

Bài 6 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:03:57 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

Bài 7 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:06:00 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 quĩ đạo)

Bài 8 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:08:24 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.

Bài 9 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:10:58 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:

Bài 10 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:15:22 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.

Bài 11 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:17:20 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.

Bài 12 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:21:22 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:

Bài 13 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:25:25 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: T_p = 1h = 3600 s

Kim giờ quay 1 vòng hết 12 h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim giờ là: T_g = 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:

V_g = R_g.ω_g = 0,08. 1,45.10^-4 = 0,116.10^-4 m/s = 0,0116 mm/s.

Bài 14 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:34:30 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

Bài 15 (trang 34 SGK Vật Lý 10) - Video giải tại 1:38:55 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.

Xem thêm các bài Giải bài tập Vật Lí 10 (có video) hay khác:

• Bài 6: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc
• Bài 7: Sai số của phép đo các đại lượng vật lí
• Bài 8: Thực hành: Khảo sát chuyển động rơi tự do. Xác định gia tốc rơi tự do
• Bài 9 : Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm
• Bài 10 : Ba định luật Niu-tơn

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---