Sách bài tập Vật lí 10 Bài 32 (Kết nối tri thức): Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

Giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm - Kết nối tri thức

Câu hỏi 32.1 trang 60 SBT Vật lí 10:

A. Vectơ gia tốc luôn hướng vào tâm quỹ đạo.

B. Độ lớn của gia tốc $a=\frac{v^2}{R}$, với v là tốc độ, R là bán kính quỹ đạo.

C. Gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên về độ lớn của vận tốc.

D. Vectơ gia tốc luôn vuông góc với vectơ vận tốc ở mọi thời điểm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

C – sai vì gia tốc đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc, còn độ lớn của vận tốc trong chuyển động tròn đều không đổi.

Câu hỏi 32.2 trang 61 SBT Vật lí 10:

Trong chuyển động tròn đều

A. vectơ vận tốc luôn không đổi, do đó gia tốc bằng 0.

B. gia tốc hướng vào tâm quỹ đạo, độ lớn tỉ lệ nghịch với bình phương tốc độ.

C. phương, chiều và độ lớn của vận tốc luôn thay đổi.

D. gia tốc hướng vào tâm quỹ đạo, độ lớn tỉ lệ với bình phương tốc độ góc.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

A – sai vì vận tốc trong chuyển động tròn đều có phương thay đổi, tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động, còn độ lớn không đổi. Nên chuyển động tròn đều có gia tốc và độ lớn không đổi.

B – sai vì gia tốc hướng tâm có độ lớn $a_{ht}={\omega }^{2}r=\frac{v^2}{r}$tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ.

C – sai vì vận tốc có độ lớn không đổi.

D – đúng.

Câu hỏi 32.3 trang 61 SBT Vật lí 10:

A. 8π (s).

B. 6π (s).

C. 12π (s).

D. 10π (s).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Công thức: $T=\frac{2\pi r}{v};a_{ht}=\frac{v^2}{r}$

$\Rightarrow T=2\pi \sqrt{\frac{r}{a_{ht}}}=10\pi \left(s\right)$

Câu hỏi 32.4 trang 61 SBT Vật lí 10:

A. 7792 m/s; 9,062 m/s².

B. 7651 m/s; 8,120 m/s².

C. 6800 m/s; 7,892 m/s².

D. 7902 m/s; 8,960 m/s².

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Đổi 90 phút = 5400 s

Tốc độ góc: $\omega =\frac{2\pi }{5400}rad/s$

$\Rightarrow v=\omega \left(6380+320\right).1000\approx 7792m/s{a}_{ht}={\omega }^2\left(6380+320\right).1000\approx \mathrm{9,062}m/s^2$

Câu hỏi 32.5 trang 61 SBT Vật lí 10:

A. $F_{ht}=m{\omega }^{2}r$.

B. $F_{ht}=\frac{mr}{\omega }$.

C. $F_{ht}=r{\omega }^2$.

D. $F_{ht}=m{\omega }^2$.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Lực hướng tâm: $F_{ht}=m{a}_{ht}=m{\omega }^{2}r$

Câu hỏi 32.6 trang 61 SBT Vật lí 10:

A. giảm 8 lần.

B. giảm 4 lần.

C. giảm 2 lần.

D. không thay đổi.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Lực hướng tâm: $F_{ht}=m{a}_{ht}=m\frac{v^2}{r}$

Tăng bán kính quỹ đạo gấp hai lần so với trước và đồng thời giảm tốc độ còn một nửa thì:

$F{\text{'}}_{ht}=m\frac{v{\text{'}}^2}{r\text{'}}=m\frac{{\left(\frac{v}{2}\right)}^2}{2r}=\frac{1}{8}.m\frac{v^2}{r}$

Câu hỏi 32.7 trang 61 SBT Vật lí 10:

A. 0,13 N.

B. 0,2 N.

C. 1,0 N.

D. 0,4 N.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Lực hướng tâm: $F_{ht}=m{a}_{ht}=m\frac{v^2}{r}=\mathrm{0,15.}\frac{2^2}{\mathrm{1,5}}=\mathrm{0,4}N$

Câu hỏi 32.8 trang 61 SBT Vật lí 10:

Lời giải:

Gia tốc hướng tâm: $a_{ht}=\frac{v^2}{R}=R{\omega }^2$

$\Rightarrow a_{ht}=v\omega =3.10=30m/s^2$

Câu hỏi 32.9 trang 61 SBT Vật lí 10:

Lời giải:

Ta có: $v=36km/h=10m/s\Rightarrow a_{ht}=\frac{v^2}{R}=\frac{{10}^2}{100}=1m/s^2$

Câu hỏi 32.10 trang 62 SBT Vật lí 10:

Lời giải:

Hợp lực tác dụng lên ô tô: $\overrightarrow{F}=\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}$

Chiếu lên phương hướng tâm:

$F_{ht}=m\frac{v^2}{r}=P-N\Rightarrow N=P-m\frac{v^2}{r}=mg-m\frac{v^2}{r}=4000\left(10-\frac{{20}^2}{50}\right)=8000N$

Câu hỏi 32.11 trang 62 SBT Vật lí 10:

Lời giải:

Tốc độ góc: $\omega =2\pi f=2\pi \frac{n}{t}=\frac{2\pi .120}{60}=4\pi \left(rad/s\right)$

$\Rightarrow F_{ht}=m{\omega }^{2}R=\mathrm{0,2}{\left(4\pi \right)}^2.1\approx \mathrm{31,6}N$

Câu hỏi 32.12 trang 62 SBT Vật lí 10:

Lời giải:

Gia tốc rơi tự do ở độ cao h: $g_h=\frac{R^2}{{\left(R+h\right)}^2}g$

Lực hấp dẫn (trọng lực) đóng vai trò lực hướng tâm: $F_{hd}=F_{ht}$

$\Rightarrow m{g}_h=\frac{m{v}^2}{\left(R+h\right)}\Rightarrow \frac{R^2}{{\left(\mathrm{1,5}R\right)}^2}g=\frac{v^2}{\mathrm{1,5}R}\Rightarrow v=\sqrt{\frac{gR}{\mathrm{1,5}}}=\sqrt{\frac{10.6400000}{\mathrm{1,5}}}=6532m/s$