Bài IV. 1, IV. 2, IV. 3, IV. 4 trang 63 SBT Vật lí 10

Câu hỏi:

IV. 1.​

Xác định lực đẩy trung bình của hơi thuốc súng tác dụng lên một đầu đạn ở trong nòng súng trường, biết rằng đầu viên đạn có khối lượng 10 g, chuyển động trong nòng súng nằm ngang trong khoảng thời gian 0,001 s, với vận tốc đầu bằng không và vận tốc tại đầu nòng súng là 865 m/s.
A. 86,5N.
B. 8650 N.
C. 8,65 N.
D. 865 N.
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng
\(m\Delta v = m(v - {v_0}) = \overrightarrow F \Delta t\)
Lời giải chi tiết:
Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng
\(m\Delta v = m(v - {v_0}) = \overrightarrow F \Delta t\)
Vì vận tốc ban đầu bằng 0, suy ra độ lớn trung bình của lực đẩy
\(F = \dfrac{{mv}}{{\Delta t}} = \dfrac{{{{10.10}^{ - 3}}. 865}}{{0,001}} = 8650N\)
Chọn đáp án B

IV. 2.​

Một quả bóng khối lượng 0,20 kg đang bay với vận tốc 5,0 m/s tới đập vuông góc với mặt bức tường thẳng đứng trong khoảng thời gian 0,1 s. Ngay sau va đập, quả bóng bị bật ngược lại với cùng độ lớn của vận tốc đầu. Xác định độ lớn của lực do bức tường tác dụng vào quả bóng khi va đập.
A. 2.0N.                  B. 10 N.
C. 20 N.                  D. 100 N.
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng
\(m\Delta v = m(v - {v_0}) = \overrightarrow F \Delta t\)
Lời giải chi tiết:
Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng
\(m\Delta \overrightarrow v  = m(\overrightarrow {v'}  - \overrightarrow v) = \overrightarrow F \Delta t\)
Chọn chiều dương là chiều của lực \(\overrightarrow F \)do bức tường tác dụng vào quả bóng. Vì các vận tốc \(\overrightarrow v \)và \(\overrightarrow v '\) của quá bóng trước và sau và đập có cùng độ lớn, nhưng hướng ngược nhau, nên \(v =  - v' < 0\)
\(\to F\Delta t = mv' - mv = 2mv'\)
\(\to F = \dfrac{{2mv'}}{{\Delta t}} = \dfrac{{2.0,2.5}}{{0,1}} = 20N\)
Chọn đáp án C

IV. 3.​

Một vật khối lượng 200 g được ném thẳng đứng từ độ cao 15 m xuống đấi với vận tốc đầu là 5 m/s. Khi chạm đất, vật xuyên sâu vào đất 5 cm và nằm yên tại đó. Lấy g ≈10 m/s2​. Bỏ qua lực cản của không khí. Xác định lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật.
A. 648 N.              B. 349 N.
C. 6,490 N.           D. 34,9 N
Phương pháp giải:
Áp dụng:
+ Công thức chuyển động nhanh dần đều \({v^2} - v_0^2 = 2gh\)
+ Công thức về độ biến thiên động năng:
\(\dfrac{{mv{'^2}}}{2} - \dfrac{{m{v^2}}}{2} = A =  - {F_c}. S\)
Lời giải chi tiết:
Vì vật rơi nhanh dần đều từ độ cao h = 15 m xuống đất với vận tốc đầu \({v_0} = 5m/s\)và gia tốc \(g \approx 10m/{s^2}\), nên ta có phương trình
\({v^2} - v_0^2 = 2gh\)
Suy ra vận tốc của vật ngày tước khi chạm đất bằng:
\(v = \sqrt {2gh + v_0^2}  = \sqrt {2.10.15 + {5^2}}  \approx 18m/s\)
Áp dụng công thức về độ biến thiên động năng:
\(\dfrac{{mv{'^2}}}{2} - \dfrac{{m{v^2}}}{2} = A =  - {F_c}. S\)
Thay \(v \approx 18m/s; v' = 0; S = 5cm\), lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật là
\({F_c} = \dfrac{{m{v^2}}}{{2S}} = \dfrac{{{{200.10}^{ - 3}}{{. 18}^2}}}{{{{2.5.10}^{ - 2}}}} \approx 648N\)
Chọn đáp án A

IV. 4.​

Ba quả bóng được ném đi từ cùng một độ cao với vận tốc đầu có cùng độ lớn nhưng theo ba hướng khác nhau: 1. Lên cao; 2. Nằm ngang; 3. Xuống thấp. Nếu gọi vận tốc của ba quả bóng ngay trước khi chạm đất là \({v_1}\), \({v_2}\), \({v_3}\) và bỏ qua sức cản của không khí thì
A. \({v_1} > {v_2} > {v_3}\)
B. \({v_2} > {v_1} > {v_3}\)
C. \({v_1} = {v_2} = {v_3}\)
D. \({v_3} > {v_1} > {v_2}\)
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng \({\rm{W}} = \dfrac{{mv_0^2}}{2} + mgh = \dfrac{{m{v^2}}}{2}\)
Lời giải chi tiết:
Với ba quả bóng ta đều có \({\rm{W}} = \dfrac{{mv_0^2}}{2} + mgh = \dfrac{{m{v^2}}}{2}\)
Trong đó v được thay tương ứng bởi \({v_1};{v_2};{v_3}\)
Do đó \({v_1} = {v_2} = {v_3}\)
Chọn đáp án C