Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 1 Bài 10 Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc

Hãy tìm phát biểu sai.

A. Qũy đạo của một vật là tương đối, đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì quỹ đạo của vật là khác nhau.

B. Vận tốc của vật là tương đối. Trong các hệ quy chiếu khác nhau thì vận tốc của cùng một vật là khác nhau.

C. Khoảng cách giữa hai điểm trong không gian là tương đối.

D. Tọa độ của một chất điểm phụ thuộc hệ quy chiếu.

Hướng dẫn giải:

Khoảng cách giữa hai điểm trong mặt phẳng, trên đường thẳng và trong không gian là tuyệt đối, không thay đổi trong mọi hệ quy chiếu → C không đúng

Chọn đáp án C.

Một chiếc thuyền chuyển động ngược dòng với vận tốc 14km/h so với mặt nước. Nước chảy với tốc độ 9km/h so với bờ. Hỏi vận tốc của thuyền so với bờ? Một em bé đi từ đầu thuyền đến cuối thuyền với vận tốc 6km/h so với thuyền. Hỏi với vận tốc của em bé so với bờ?

Hướng dẫn giải:

Gọi thuyền là vật 1; nước là vật 2; bờ là vật 3, em bé là vật 4.

Ta có \({v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}\) (1)

\(\begin{array}{l} {v_{14}} = {v_{12}} + {v_{23}} + {v_{34}}\\ \Leftrightarrow - {v_{41}} = {v_{12}} + {v_{23}} - {v_{43}} \end{array}\)${\mathrm{}}_{}$

\(\Rightarrow {v_{43}} = {v_{12}} + {v_{23}} + {v_{41}}\) (2)

Chọn chiều dương ngược chiều dòng nước thì: 

\(\begin{array}{l} {v_{12}} = 14km/h\\ {v_{23}} = - 9km/h\\ {v_{41}} = - 6km/h \end{array}\)$$

a) Vận tốc của thuyền so với bờ :

\({v_{13}} = 14 - 9 = 5(km/h)\)

b) Vận tốc của em bé so với bờ : 

\({v_{43}} = 14 - 9 - 6 =  - 1(km/h)\)

\(\Leftrightarrow {v_{43}} < 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {{v_{43}}} \) hướng theo chiều dòng chảy

Hai bến sông A và B cách nhau 18km theo đường thẳng. Mộ chiếc canô phải mất bao nhiêu thời gian để đi từ A đến B rồi trở lại ngay từ B về A? Biết rằng vận tốc của canô khi nước không chảy là 16,2 km/h và vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 1,5m/s.

Hướng dẫn giải:

Gọi Ca nô là vật 1, nước là vật 2, bờ là vật 3

Chọn chiều dương như hình vẽ

Khi xuôi dòng : Ta có \({v_{12}} = 16,2km/h;{v_{23}} = 5,4km/h\)

Khi ngược dòng : Ta có \({v_{12}} = 16,2km/h;{v_{23}} =  - 5,4km/h\)

• Áp dụng công thức vận tốc trong chuyển động thẳng đều và công thức cộng vận tốc :

- Khi xuôi: 

\(\begin{array}{l} \frac{{AB}}{{{t_1}}} = {v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}\\ \Rightarrow {t_1} = \frac{{AB}}{{{v_{12}} + {v_{23}}}} = \frac{{18}}{{16,2 + 5,4}} = \frac{5}{6}(h) \end{array}\)

- Khi ngược :

\(\begin{array}{l} \frac{{AB}}{{{t_2}}} = {v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}\\ = > {t_2} = \frac{{18}}{{16,2 - 5,4}} = \frac{5}{3}(h) \end{array}\)

• Thời gian tổng cộng cả đi và về là:

\(t = {t_1} + {t_2} = 2,5h\)

Một người lái xuồng máy dự định mở máy cho xuồng chạy ngang con sông rộng 240m, mũi xuồng luôn luôn vuông góc với bờ sông. Nhưng do nước chảy nên xuồng sang đến bờ bên kia tại một địa điểm cách bến dự định 180m về phía hạ lưu và xuồng đi hết 1 phút. Xác định vận tốc của xuồng so với bờ sông.

Hướng dẫn giải:

Gọi xuồng là vật 1; nước là vật 2; bờ là vật 3.

\(\overrightarrow {{v_{12}}} \) là vận tốc của xuồng so với nước:

\({{v_{12}} = \frac{{AB}}{t} = \frac{{240}}{{60}} = 4m/s}\)

\({\overrightarrow {{v_{23}}} }\) là vận tốc của nước so với bờ:

\({{v_{23}} = \frac{{BC}}{t} = \frac{{180}}{{60}} = 3m/s}\)

\({\overrightarrow {{v_{13}}} }\) là vận tốc của xuồng so với bờ.

Ta có: \(\overrightarrow {{v_{13}}}  = \overrightarrow {{v_{12}}}  + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

Từ hình vẽ ta có:

\({{v_{13}} = \sqrt {v_{12}^2 + v_{23}^2}  = \sqrt {{4^2} + {3^2}}  = 5m/s}\)

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 1 Bài 10 Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!