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

Câu hỏi 4.1 trang 7 SBT Vật lí 10: Đối với một vật chuyển động, đặc điểm nào sau đây chỉ là của quãng đường đi được, không phải của độ dịch chuyển?

A. Có phương và chiều xác định.

B. Có đơn vị đo là mét.

C. Không thể có độ lớn bằng 0.

D. Có thể có độ lớn bằng 0.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Đối với một vật chuyển động (không phải vật đứng yên) thì quãng đường luôn có giá trị dương (khác 0).

Độ dịch chuyển là đại lượng vecto, có phương chiều xác định, có thể có giá trị âm, dương hoặc bằng 0.

Câu hỏi 4.2 trang 7 SBT Vật lí 10: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được của vật có độ lớn bằng nhau khi vật

A. chuyển động tròn.

B. chuyển động thẳng và không đổi chiều.

C. chuyển động thẳng và chỉ đổi chiều 1 lần.

D. chuyển động thẳng và chỉ đổi chiều 2 lần.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Độ dịch chuyển và quãng đường đi được của vật có độ lớn bằng nhau khi vật chuyển động thẳng và không đổi chiều.

Câu hỏi 4.3 trang 7 SBT Vật lí 10: Một người đi xe máy từ nhà đến bến xe bus cách nhà 6 km về phía đông. Đến bến xe, người đó lên xe bus đi tiếp 20 km về phía bắc.

a) Tính quãng đường đi được trong cả chuyến đi.

b) Xác định độ dịch chuyển tổng hợp của người đó.

Lời giải:

a) Quãng đường đi được: $s=s_1+s_2=6+20=26km.$

b) Độ dịch chuyển tổng hợp được biểu diễn như hình dưới.

Độ dịch chuyển: $d=\sqrt{d_1^2+d_2^2}=\sqrt{6^2+{20}^2}=20,88km.$

Câu hỏi 4.4 trang 7 SBT Vật lí 10: Hai anh em bơi trong bể bơi thiếu niên có chiều dài 25 m. Hai anh em xuất phát từ đầu bể bơi đến cuối bể bơi thì người em dừng lại nghỉ, còn người anh quay lại bơi tiếp về đầu bể mới nghỉ.

a) Tính quãng đường bơi được và độ dịch chuyển của hai anh em.

b) Từ bài tập này, hãy cho biết sự khác nhau giữa quãng đường đi được và độ dịch chuyển.

Lời giải:

a) Người em: chuyển động thẳng, không đổi chiều.

Người anh: chuyển động thẳng, có đổi chiều quay lại vị trí xuất phát.

 $\Rightarrow d_{em}=25m;d_{anh}=0;s_{em}=25m;s_{anh}=50m.$

b) Trong chuyển động thẳng không đổi chiều: s = d.

Trong chuyển động thẳng có đổi chiều: $s\ne d$.

Khi vật chuyển động trở lại vị trí ban đầu thì d = 0 (vị trí đầu trùng vị trí cuối).

Câu hỏi 4.5 trang 8 SBT Vật lí 10: Biết $\overrightarrow{d_1}$ là độ dịch chuyển 10 m về phía đông còn $\overrightarrow{d_2}$ là độ dịch chuyển 6 m về phía tây. Hãy xác định độ dịch chuyển tổng hợp $\overrightarrow{d}$ trong 2 trường hợp sau:

a) $\overrightarrow{d}=\overrightarrow{d_1}+\overrightarrow{d_2}$

b) $\overrightarrow{d}=\overrightarrow{d_1}+3\overrightarrow{d_2}$

Lời giải:

Biểu diễn độ dịch chuyển của chuyển động như hình dưới.

a) Độ dịch chuyển tổng hợp: $d=d_1-d_2=4m$(theo hướng đông).

b) Độ dịch chuyển tổng hợp: $d=d_1-3d_2=-8m\Rightarrow d=8m$ (theo hướng tây).

Câu hỏi 4.6 trang 8 SBT Vật lí 10: Biết $\overrightarrow{d_1}$ là độ dịch chuyển 3 m về phía đông còn $\overrightarrow{d_2}$ là độ dịch chuyển 4 m về phía bắc.

a) Hãy vẽ các vectơ độ dịch chuyển $\overrightarrow{d_1},\overrightarrow{d_2}$ và vectơ độ dịch chuyển tổng hợp $\overrightarrow{d}$.

b) Hãy xác định độ lớn, phương và chiều của độ dịch chuyển $\overrightarrow{d}$.

Lời giải:

a) Giản đồ các vectơ độ dịch chuyển.

b) Độ dịch chuyển tổng hợp: $d=\sqrt{d_1^2+d_2^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5m$ 

Góc $\alpha$ thỏa mãn: $\tan \alpha =\frac{d_2}{d_1}=\frac{4}{3}\Rightarrow \alpha ={53}^{0}7\text{'}$ 

Tức là độ dịch chuyển có hướng đông - bắc 53°.

Câu hỏi 4.7 trang 8 SBT Vật lí 10: Em của An chơi trò chơi tìm kho báu ở ngoài vườn với các bạn của mình. Em của An giấu kho báu của mình là một chiếc vòng nhựa vào trong một chiếc giày rồi viết mật thư tìm kho báu như sau: Bắt đầu từ gốc cây ổi, đi 10 bước về phía bắc, sau đó đi 4 bước về phía tây, 15 bước về phía nam, 5 bước về phía đông và 5 bước về phía bắc là tới chỗ giấu kho báu.

a) Hãy tính quãng đường phải đi (theo bước) để tìm ra kho báu.

b) Kho báu được giấu ở vị trí nào?

c) Tính độ dịch chuyển (theo bước) để tìm ra kho báu.

Lời giải:

a) Vẽ sơ đồ vectơ độ dịch chuyển

Quãng đường phải đi theo bước: s = 10 + 4 + 15 + 5 + 5 = 39 bước.

b) Vị trí kho báu cách cây ổi 1 bước theo hướng đông.

c) Độ dịch chuyển d = 1 bước (theo hướng đông).

Câu hỏi 4.8 trang 8 SBT Vật lí 10: Một người đi thang máy từ tầng G xuống tầng hầm cách tầng G 5 m, rồi lên tới tầng cao nhất của toà nhà cách tầng G 50 m. Tính độ dịch chuyển và quãng đường đi được của người đó:

a) Khi đi từ tầng G xuống tầng hầm.

b) Khi đi từ tầng hầm lên tầng cao nhất.

c) Trong cả chuyến đi.

Lời giải:

a) Khi đi từ tầng G xuống tầng hầm.

Quãng đường s = 5m; độ dịch chuyển d = 5m (xuống dưới).

b) Khi đi từ tầng hầm lên tầng cao nhất.

Quãng đường s = 5 + 50 = 55 m; độ dịch chuyển d = 5 + 50 = 55 m (lên trên).

c) Trong cả chuyến đi.

Quãng đường s = 5 + 5 + 50 = 60 m; độ dịch chuyển d = 5 – 5 + 50 = 50 m (lên trên).

Câu hỏi 4.9 trang 8 SBT Vật lí 10: Một người bơi từ bờ này sang bờ kia của một con sông rộng 50 m theo hướng vuông góc với bờ sông. Do nước sông chảy mạnh nên quãng đường người đó bơi gấp 2 lần so với khi bơi trong bể bơi.

a) Hãy xác định độ dịch chuyển của người này khi bơi sang bờ sông bên kia.

b) Vị trí điểm tới cách điểm đối diện với điểm khởi hành của người bơi là bao nhiêu mét?

Lời giải:

a) Coi độ rộng của bể bơi bằng độ rộng của con sông và bằng OA = 50 m. Do quãng đường người đó bơi trên sông gấp 2 lần khi bơi trong bể bơi có nước đứng yên nên:

OB = 2.OA.

Suy ra OB = 100 m và độ dịch chuyển d = 100 m theo hướng hợp với bờ sông một góc

$\alpha ={90}^0-{60}^0={30}^0$.

b) Vị trí điểm tới cách điểm đối diện với điểm khởi hành của người bơi chính là điểm B. Nên $AB=\sqrt{{100}^2-{50}^2}\approx 86,6m$.