Một số bài toán Vật lý 10 có đáp số hoặc lời giải sai

 Trích sáng kiến kinh nghiệm năm học 2006-2007
“ Một số bài toán có đáp số hoặc lời giải sai”- Sở GD- ĐT Hà tĩnh
Sách giáo khoa và sách bài tập là các tài liệu chuẩn cho giáo viên và học sinh, tuy nhiên lại có nhiều bài có đáp số sai hoặc lời giải sai, thậm chí sách hướng dẫn cho giáo viên cũng giải sai.
- Bài tập số 3 ( bài 28- Quy tắc hợp lực song song VL 10 Nang cao). Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song):
	- Đề bài: Một người gánh hai thúng, một thúng gạo nặng 300N, một thúng ngô nặng 200N. Đòn gánh dài 1,5m. Hỏi vai người ấy phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng và vai chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh. 
	- Đáp số sai: vai đặt cách đầu thúng gạo 40 cm và chịu một lực bằng 500N.
Bài giải có đỏp số đúng: 
 F1 = 300N, F2 = 200N
 áp dụng qui tắc hợp lực song song cùng chiều ta có
 F1/ F2 = d2/ d1 = 1,5 (1) 
Mặt khác, theo bài ra ta có: d1 + d2 = 1,5 m(2)
Từ ( 1) và (2) ta có d1 = 0,6m = 60cm, d2 = 0,9m = 90cm
Trả lời: vai đặt cách đầu thúng gạo 60 cm và chịu một lực bằng 500N.
Nhận xét: 
Bài toán này nếu đổi dữ kiện đòn gánh dài 1m thì sẽ có đáp số như sách giáo khoa đã đưa ra.
Bài tập số 7 : ( bài 31 - Định luật bảo toàn động lượng) 
	- Đề bài: Một người có khối lượng 60 kg thả mình rơi tự do từ một cầu nhảy ở độ cao 3m xuống nước và sau khi chạm mặt nước được 0,55s thì dừng chuyển động. Tìm lực cản mà nước tác dụng lên người.
	- Bài giải sai: 
Vận tốc của người khi chạm nước:
v = \/ 2gh = \/ 2.10.3 = 7,74m/s
Xung của lực cản của nước bằng độ biến thiên động lượng của người:
F. Dt = DP = 0 - mv = - mv
Suy ra F = - mv/Dt = - 60. 7,74/ 0,55 = - 845N.
	- Bài giải đúng :
	Vận tốc của người khi chạm nước:
 v = \/ 2gh = \/ 2.10.3 = 7,74m/s
Xung của hợp lực ( lực cản của nước và trọng lực) bằng độ biến thiên động lượng của người:
F. Dt = DP = 0 - mv = - mv
Suy ra F = - mv/Dt = - 60. 7,74/ 0,55 = - 845N
Mà: F = P + Fc
 ( giả thiết lực cản không thay đổi cả về hướng và độ lớn)
 Suy ra 
Fc = F - P
 Thay số vào ta có: Fc = - 845 - 600 = - 1445 N.
	- Nhận xét: 
Khi vận dụng dạng khác của định luật II Niu - tơn thì cần phải chú ý xem xét các lực tác dụng lên vật. Trong bài toán nay có hai lực tác dụng lên vật đó là trọng lực và lực cản của nước.
Bài tập 4.8 ( trang 47 - Sách bài tập vật lý 10 nâng cao):
	- Đề bài: Một xe cát có khối lượng M đang chuyển động với vận tốc V trên mặt nằm ngang. Người ta bắn một viên đạn có khối lượng m vào xe với vận tốc v hợp với phương ngang một góc a và ngược hướng chuyển động của xe ( hình vẽ 1). Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt dường.
Tìm vận tốc u của xe sau khi đạn đã nằm yên trong bao cát.
N
P
0
x
y
Hình 2
V
v
a
Tính ngoại lực ( hướng và độ lớn) tác dụng lên hệ đạn - xe trong thời gian Dt xảy ra va chạm.
Hình 1
V
v
a
Bài giải sai: ( câu b)
a)Xe chỉ chịu tác dụng của trọng lực P và phản lực N hướng vuông góc với mặt đường. Chọn hệ trục toạ độ x0y như hình vẽ 2.
Theo phương ngang, tổng động lượng của hệ xe - đạn được bảo toàn vì không có ngoại lực tác dụng.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của xe, ta viết được:
MV - mv cosa = (M + m) u
u = (MV - mv cosa) / (M + m)
Vận tốc u của xe ( có đạn nằm ở trong) sau va chạm có phương ngang và có chiều tuỳ thuộc dấu của hiệu MV - mvcosa.
Giả thiết thời gian va chạm là Dt. Theo phương y, động lượng của hệ xe - đạn sẽ biến thiên vì có ngoại lực tác dụng. Ta có đẳng thức về xung của lực : F. Dt = DP
Từ đó : (N - P ) Dt = - mvsina
Suy ra: N - P = - mvsina/Dt < 0
Kết quả trên cho biết N < P và tổng hợp lực F có hướng thẳng đứng xuống dưới. Có thể xét thêm: nếu bắn viên đạn theo phương nằm ngang vào xe, tức sina = 0 thì ta lại có N = P.
Bài giải đúng:
b)Giả thiết thời gian va chạm là Dt. Theo phương y, động lượng của hệ xe - đạn sẽ biến thiên vì có ngoại lực tác dụng. Ta có đẳng thức về xung của lực : F. Dt = DP
Từ đó : (N - P ) Dt = 0 - ( - mvsina) = mvsina
Suy ra: N - P = mvsina/Dt > 0
Kết quả trên cho biết N > P và tổng hợp lực F có hướng thẳng đứng lên trên. 
	- Nhận xét:
	Câu b sai ở chổ khi tính độ biến thiên động lương của hệ đạn - xe trước và sau va chạm.
Có thể thấy rằng, nếu bắn viên đạn theo phương từ dưới lên vào xe thì ta lại có N < P ( kết quả của bài giải sai )
Bài 4.40 : ( trang 53 - Sách bài tập vật lý 10 nâng cao)
- Đề bài: Một lò xo có độ cứng k = 10 N/m và chiều dài tự nhiên l0 =10 cm. Treo vào nó một quả cân khối lượng m = 100g. Lấy vị trí cân bằng của quả cân làm gốc toạ độ. Tính thế năng tổng cộng của hệ lò xo - quả cân khi quả cân được giữ ở vị trí sao cho lò xo có chiều dài bằng 5, 10, 20, 30 cm. Lấy g = 10m/s2 và bỏ qua khối lượng của lò xo.
Đáp số sai:
Khi chiều dàilò xo 5cm: Wt = 0,625J.
Khi chiều dài lò xo 10cm: Wt = 0,15J.
B
A
0'
l0
x
m
0
Khi chiều dài lò xo 20 cm: Wt = 0 J
Khi chiều dài lò xo 30cm: Wt = - 0,05J.
- Bài giải có kết quả đúng:
 Gọi 0 là vị trí cân bằng, 0' là vị trí lò xo có độ dài tự nhiên.
Chọn mốc tính thế năng ( gồm hấp dẫn và đàn hồi) tại vị trí cân bằng 0.
Khi vật ở vị trí cân bằng 0 lò xo giản ra một đoạn
x0 = mg/k = 0,1.10/10 = 0,1m = 10cm.
 Chiều dài của lò xo lúc này là 20 cm. 
Khi vật được giữ sao cho chiều dài bằng 5cm ( ở vị trí A), tức vật có li độ x = - 15cm, áp dụng công thức: Wt = (1/2 )kx2
Ta có: Wt = 1/2.10.(- 0,15)2 = 0,1125 J
 Khi vật được giữ sao cho chiều dài bằng 10cm ( ở vị trí 0' ), tức vật có li độ x = - 10cm: Wt = 1/2.10.(- 0,10)2 = 0,05 J
 Khi vật được giữ sao cho chiều dài bằng 20cm ( ở vị trí 0 ), tức vật có li độ x = 0cm : Wt = 0 J
Khi vật được giữ sao cho chiều dài bằng 30cm ( ở vị trí B đối xứng với 0' qua vị trí cân bằng ), tức vật có li độ x = 10cm: Wt = 1/2.10. 0,102 = 0,05 J
-Nhận xét: Bài toán này, tuy trong sách bài tập không có lời giải, mà chỉ có đáp số, nhưng theo kết quả khi lò xo có độ dài 20cm thì vật ở vị trí cân bằng và có thế năng bằng 0, chứng tỏ mốc tính thế năng ( hấp dẫn và đàn hồi) đã chọn tại vị trí cân bằng. Nếu mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng thì kết quả phải là như "bài giải có kết quả đúng".