Lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được sách Kết nối tri thức ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 4 từ đó học tốt môn Lí 10.

Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được 

Video bài giảng Độ dịch chuyển và quãng đường đi được  - Kết nối tri thức

Giải vật lí 10 trang 22 Tập 1 Kết nối tri thức

I. Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm 

Câu hỏi trang 22 Vật Lí 10: Hãy dùng bản đồ Việt Nam và hệ tọa độ địa lí, xác định vị trí của thành phố Hải Phòng so với vị trí của Thủ đô Hà Nội.

Phương pháp giải:

Sử dụng bản đồ Việt Nam và hệ tọa độ địa lí để xác định. 

Lời giải:

Vị trí của thành phố Hải Phòng so với vị trí của thủ đô Hà Nội

+ Tọa độ địa lí:

+ Thành phố Hải Phòng nằm ở phía Đông so với thành phố Hà Nội và cách khoảng 106 km.

Câu hỏi trang 22 Vật Lí 10: Xác định vị trí của vật A trên trục Ox vẽ ở Hình 4.3 tại thời điểm 12 h. Biết vật chuyển động thẳng, mỗi giờ đi được 40 km.

Phương pháp giải:

Thời gian đi của vật = Thời điểm đến – Thời điểm gốc 

Lời giải: 

Thời gian vật di chuyển là: 12 – 8 = 4 (h)

1 giờ vật di chuyển được 40 km

=> 4 giờ vật di chuyển được: 4 . 40 = 160 (km)

Giải vật lí 10 trang 23 Tập 1 Kết nối tri thức

II. Độ dịch chuyển 

Câu hỏi trang 23 Vật Lí 10: Hãy xác định các độ dịch chuyển mô tả ở Hình 4.5 trong tọa độ địa lí.

Phương pháp giải: 

Quan sát hình 4.5

Lời giải: 

Độ dịch chuyển mô tả trên Hình 4.5 là:

+ d1 = 200 m (Bắc)

+ d2 = 200 m (Đông Bắc)

+ d3 = 300 m (Đông)

+ d4 = 100 m (Tây).

III. Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được 

Hoạt động 1 trang 23 Vật Lí 10: Hãy so sánh độ lớn của quãng đường đi được và độ dịch chuyển của ba chuyển động ở Hình 4.6.

Phương pháp giải:

+ Quan sát hình 

+ Độ dịch chuyển là khoảng cách vị trí điểm đầu và điểm cuối.

Lời giải: 

Quãng đường đi được từ ngắn đến dài: 2 – 1 – 3

Độ dịch chuyển, ta thấy điểm đầu và điểm cuối của ba chuyển động đều như nhau nên độ dịch chuyển của ba chuyển động bằng nhau.

Hoạt động 2 trang 23 Vật Lí 10: Theo em, khi nào độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động bằng nhau.

Phương pháp giải:

Vận dụng khả năng tư duy sau khi trả lời hoạt động 1 mục III trang 23 sách giáo khoa Vật lí 10.

Lời giải:

Độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động bằng nhau khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều.

Bạn A đi xe đạp từ nhà qua trạm xăng, tới siêu thị mua đồ rồi quay về nhà cất đồ, sau đó đi xe đến trường (Hình 4.7).

Giải vật lí 10 trang 24 Tập 1 Kết nối tri thức

Câu hỏi 1 trang 24 Vật Lí 10: Chọn hệ tọa độ có gốc là vị trí nhà bạn A, trục Ox trùng với đường đi từ nhà bạn A tới trường

a) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của bạn A đi từ trạm xăng tới siêu thị

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của bạn A trong cả chuyến đi trên.

Phương pháp giải: 

+ Quãng đường đi được bằng tổng tất cả các chặng 

+ Độ dịch chuyển bằng khoảng cách vị trí điểm đầu và điểm cuối.

Lời giải:

a) Quãng đường bạn A đi từ trạm xăng đến siêu thị là: 800 – 400 = 400 (m)

Độ dịch chuyển của bạn A từ trạm xăng đến siêu thị là: 800 – 400 = 400 (m)

b) Quãng đường đi được của bạn A trong cả chuyến đi:

+ Quãng đường bạn A đi từ nhà đến siêu thị là: 800 m

+ Quãng đường bạn A quay về nhà cất đồ là: 800 m

+ Quãng đường bạn A đi từ nhà đến trường là: 1200 m

=> Quãng đường đi được của bạn A trong cả chuyến đi là: 800 + 800 + 1200 = 2800 (m)

Điểm đầu xuất phát của bạn A là nhà, điểm cuối của bạn A là trường

=> Độ dịch chuyển của bạn A là 1200 m.

Câu hỏi 2 trang 24 Vật Lí 10: Vẽ bảng 4.1 vào vở và ghi kết quả tính được ở câu 1 vào các ô thích hợp

Bảng 4.1

Phương pháp giải:

Lấy kết quả câu 1 trên ghi vào bảng

Lời giải: 

Câu hỏi 3 trang 24 Vật Lí 10: Hãy dựa vào kết quả trên để kiểm tra dự đoán của em trong câu hỏi 2 cuối trang 23 là đúng hay sai
Phương pháp giải:

Dựa vào bảng kết quả để kiểm tra

Lời giải:

Dự đoán trong câu hỏi 2 cuối trang 23 là độ dịch chuyển và quãng đường đi được bằng nhau khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều

Từ bảng kết quả ta thấy dự đoán trên là đúng.

Giải vật lí 10 trang 25 Tập 1 Kết nối tri thức

IV. Tổng hợp độ dịch chuyển 

Câu hỏi 1 trang 25 Vật Lí 10: Một người lái xe ô tô đi thẳng 6 km theo hướng Tây, sau đó rẽ trái đi thẳng theo hướng nam 4 km rồi quay sang hướng Đông đi 3 km. Xác định quãng đường đi được và độ dịch chuyển của ô tô.
Phương pháp giải:

Quãng đường đi được bằng tổng tất cả các chặng

Lời giải:

Quãng đường đi được của ô tô là: 6 + 4 + 3 = 13 (km)

Độ dịch chuyển: AD

Ta có: BH = CD = 3 km; HD = BC = 4 km; AH = AB - BH = 6 - 3 = 3 km

=> $AD=\sqrt{A{H}^2+H{D}^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5(km)$

Câu hỏi 2 trang 25 Vật Lí 10: Một người bơi ngang từ bờ bên này sang bờ bên kia của một dòng sông rộng 50 m có dòng chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam. Do nước sông chảy mạnh nên khi sang đến bờ bên kia thì người đó đã trôi xuôi theo dòng nước 50 m. Xác định độ dịch chuyển của người đó.

Phương pháp giải:

Độ dịch chuyển bằng khoảng cách vị trí điểm đầu và điểm cuối

Lời giải:

Người bơi ngang từ bờ bên này sang bên kia theo dự định là OA = 50 m.

Thực tế, do nước sông chảy mạnh nên vị trí của người đó ở vị trí B, ta có AB = 50 m

=> Độ dịch chuyển:  $OB=\sqrt{O{A}^2+A{B}^2}=\sqrt{{50}^2+{50}^2}=70,7(m)$.

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 3: Thực hành tính sai số trong phép đo. Ghi kết quả đo

Bài 5: Tốc độ và vận tốc

Bài 6: Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động

Bài 7: Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

Lý thuyết Độ dịch chuyển và quãng đường đi được

I. Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm

- Khi vật chuyển động thì vị trí của vật so với vật được chọn làm mốc thay đổi theo thời gian.

Chuyển động của thuyền là sự thay đổi vị trí theo thời gian của thuyền

so với vật làm mốc là cây cối ven sông

- Để xác định vị trí của vật, người ta dùng hệ tọa độ vuông góc có gốc là vị trí của vật làm mốc, trục hoành Ox và trục tung Oy. Các giá trị trên các trục tọa độ được xác định theo một tỉ lệ xác định.

- Trong thực tế, người ta thường chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lí, có gốc là vị trí của vật mốc, trục hoành là đường nối hai hướng địa lí Tây – Đông, trục tung là đường nối hai hướng địa lí Bắc – Nam

Ví dụ: Nếu OA = 2cm và tỉ lệ là $\frac{1}{1000}$ thì vị trí của điểm A cách điểm gốc 20 m theo hướng 45⁰ Đông -  Bắc $\mathrm{A}(\mathrm{d}=20\mathrm{m};{45}^{\mathrm{o}}$ Đông – Bắc).

Hệ tọa độ địa lí

- Để xác định thời điểm, người ta phải xác định một mốc thời gian, đo khoảng thời gian từ thời điểm được chọn làm mốc đến thời điểm cần xác định.

Ví dụ: Nếu chọn mốc thời gian là ${\mathrm{t}}_{\mathrm{o}}=8\mathrm{h}$ và thời gian chuyển động là $\mathrm{\Delta t}=2\mathrm{h}$, thì thời điểm khi kết thúc chuyển động là ${\mathrm{t}}_{\mathrm{n}}={\mathrm{t}}_{\mathrm{o}}+\mathrm{\Delta t}=10\mathrm{h}$

- Hệ tọa độ kết hợp với mốc thời gian và đồng hồ đo thời gian được gọi là hệ quy chiếu.

- Khi vật chuyển động trên đường thẳng thì chỉ cần hệ tọa độ có điểm gốc O (vị trí của vật mốc) và trục x trùng với quỹ đạo chuyển động của vật.

II. Độ dịch chuyển

- Độ dịch chuyển là đại lượng vừa cho biết độ dài vừa cho biết hướng của sự thay đổi vị trí của vật.

- Độ dịch chuyển được biểu diễn bằng một mũi tên nối vị trí đầu và vị trí cuối của chuyển động, có độ dài tỉ lệ với độ lớn của độ dịch chuyển. Kí hiệu của độ dịch chuyển là $\overrightarrow{\mathrm{d}}$

III. Phân biệt quãng đường đi được và độ dịch chuyển

- Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật. Trong nhiều trường hợp, quãng đường đi được không thể dùng để mô tả sự thay đổi vị trí của vật.

- Trong bản đồ, khi di chuyển từ Thành phố Cà Mau đến Quảng Trị bằng xe ô tô, chúng có có quãng đường đi được (đường màu xanh) là 1394 km, trong khi độ dịch chuyển (mũi tên màu đỏ) thì ngắn hơn rất nhiều.

Ví dụ: Hình dưới đây mô tả quãng đường đi từ A đến B (đường nét đứt màu xanh) lớn hơn độ dịch chuyển (đường nét liền màu đỏ).

- Độ dịch chuyển và quãng đường đi được trùng nhau khi vật chuyển động thẳng và không đổi chiều chuyển động.

IV. Tổng hợp độ dịch chuyển

Có thể dùng phép cộng vectơ để biểu diễn độ dịch chuyển của vật.

Ví dụ: Hai người đi xe đạp từ A đến C, người thứ nhất đi theo đường từ A đến B, rồi từ B đến C; người thứ 2 đi thẳng từ A đến C. Cả hai đều về đích cùng một lúc.

Hãy tính quãng đường đi được và độ lớn độ dịch chuyển của người thứ nhất và người thứ hai. So sánh và nhận xét kết quả.

- Dựa vào tính toán ta có bảng số liệu sau:

- Nhận xét kết quả thu được

+ Sự dịch chuyển của người thứ nhất và thứ hai là như nhau, từ A đến C nên cả hai người có cùng độ dịch chuyển.

+ Tuy về đích cùng một lúc, nhưng người thứ nhất đi nhanh hơn vì phải đi quãng đường dài hơn.

+ Nếu chỉ chú ý đến sự thay đổi vị trí thì phải coi cả hai đều thay đổi vị trí nhanh như nhau.