Dưới đây là lời giải và đáp án cho các câu hỏi:
**Câu 19:**
Ô tô A chạy về hướng Tây với vận tốc \( \vec{v}_A = 40 \, \text{km/h} \) (hướng Tây).
Ô tô B chạy về hướng Bắc với vận tốc \( \vec{v}_B = 60 \, \text{km/h} \) (hướng Bắc).
Vận tốc của ô tô B so với người ngồi trên ô tô A là:
\[
\vec{v}_{BA} = \vec{v}_B - \vec{v}_A
\]
Vì \(\vec{v}_A\) về Tây, \(\vec{v}_B\) về Bắc, hai vector vuông góc với nhau, nên độ lớn vận tốc tương đối là:
\[
|\vec{v}_{BA}| = \sqrt{v_A^2 + v_B^2} = \sqrt{40^2 + 60^2} = \sqrt{1600 + 3600} = \sqrt{5200} \approx 72.11 \, \text{km/h}
\]
Gần với đáp án nào nhất? Đáp án gần nhất là D. 75 km/h.
---
**Câu 20:**
Chiều rộng sông \(d = 240 \, m\).
Xuồng chạy mũi vuông góc với bờ, nhưng do dòng nước chảy, xuồng đến bờ bên kia cách bến dự định 180 m về phía hạ lưu, thời gian đi \( t = 3 \, \text{phút} = 180 \, s \).
Gọi:
- \(v_x\) là vận tốc xuồng so với nước (vuông góc bờ sông),
- \(v_d\) là vận tốc dòng nước (theo hướng hạ lưu),
- \(v_s\) là vận tốc xuồng so với bờ.
Ta có:
\[
v_x = \frac{240}{180} = \frac{4}{3} = 1.33 \, m/s
\]
\[
v_d = \frac{180}{180} = 1 \, m/s
\]
Vận tốc xuồng so với bờ là hợp lực:
\[
v_s = \sqrt{v_x^2 + v_d^2} = \sqrt{(1.33)^2 + 1^2} = \sqrt{1.7689 + 1} = \sqrt{2.7689} \approx 1.66 \, m/s
\]
Tuy nhiên câu hỏi hỏi "Độ lớn vận tốc của xuồng so với bờ là", trong các đáp án có 6 m/s, 5 m/s, 9 m/s, Bm/s (có thể là 8 m/s?), có vẻ không phù hợp với tính toán trên. Nếu câu hỏi cho vận tốc xuồng so với nước là \(v_x\), thì độ lớn vận tốc xuồng so với bờ là khoảng 1.66 m/s.
Nhưng có thể câu hỏi muốn hỏi vận tốc xuồng so với nước (vuông góc bờ sông) tức là \(v_x\), ta lấy 6 m/s là đáp án gần đúng nhất (C).
---
**Câu 21:**
Vận tốc viên đá khi chạm mặt biển có vận tốc tổng:
\[
v = 24 \, m/s
\]
Thành phần vận tốc thẳng đứng:
\[
v_y = 17 \, m/s
\]
Cần tìm vận tốc thành phần ngang \(v_x\) và góc \(\alpha\) giữa vận tốc và phương thẳng đứng.
Ta có:
\[
v_x = \sqrt{v^2 - v_y^2} = \sqrt{24^2 - 17^2} = \sqrt{576 - 289} = \sqrt{287} \approx 16.94 \, m/s
\]
Góc \(\alpha\) là góc giữa vận tốc và phương thẳng đứng, tức là:
\[
\tan \alpha = \frac{v_x}{v_y} = \frac{16.94}{17} \approx 1
\Rightarrow \alpha \approx 45^\circ
\]
Đáp án đúng là A: \(16,94 \, m/s; 44^\circ - 54^\circ\) (gần 45 độ).
---
**Câu 22:**
1. Gió thổi với vận tốc \(v_g = 27 \, km/h\) theo hướng Bắc.
Hướng AB lệch với hướng Bắc \(60^\circ\) về phía Đông.
Vận tốc tổng hợp cần đạt \(v = 54 \, km/h\).
Gọi vận tốc thiết bị so với không khí (vận tốc đối kháng gió) là \(\vec{v}_d\).
Ta phân tích vận tốc thiết bị so với mặt đất:
\[
\vec{v} = \vec{v}_d + \vec{v}_g
\]
Hướng gió: Bắc (phía trên).
Hướng AB: lệch 60 độ về Đông, tức là góc 60 độ so với Bắc.
Muốn bay đúng hướng AB, vận tốc tổng hợp \(\vec{v}\) phải có góc 60 độ so với Bắc.
Gọi:
\[
v = 54\, km/h
\]
Chiếu lên các trục Bắc - Đông:
\[
v_N = v \cos 60^\circ = 54 \times 0.5 = 27 \, km/h
\]
\[
v_E = v \sin 60^\circ = 54 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 46.76 \, km/h
\]
Vận tốc gió \(v_g\) chỉ có thành phần Bắc là 27 km/h.
Vậy:
\[
v_{dN} = v_N - v_g = 27 - 27 = 0
\]
\[
v_{dE} = v_E = 46.76
\]
Vậy vận tốc thiết bị phải hướng Đông để bay đúng hướng AB.
Đáp án: C. Đông.
2. Bay 6 km theo hướng AB (góc 60 độ), rồi quay về A với vận tốc tổng hợp 45 km/h hướng BA.
Tính tốc độ trung bình trên cả quãng đường.
Quãng đường đi và về: \(6 + 6 = 12 \, km\).
Thời gian đi:
\[
t_1 = \frac{6}{54} = \frac{1}{9} \, h \approx 0.1111\, h
\]
Thời gian về:
\[
t_2 = \frac{6}{45} = \frac{2}{15} \, h \approx 0.1333\, h
\]
Tổng thời gian:
\[
t = t_1 + t_2 = 0.1111 + 0.1333 = 0.2444 \, h
\]
Tốc độ trung bình:
\[
v_{tb} = \frac{12}{0.2444} \approx 49.1 \, km/h
\]
Trong các đáp án cho, gần nhất là A. 40,68 km/h (nhưng không khớp chính xác).
Nếu thay vận tốc về 36 km/h thì thời gian về \(t_2 = \frac{6}{36} = 0.1667\), tổng thời gian \(0.1111 + 0.1667=0.2778\), tốc độ trung bình \(= 12/0.2778=43.2\).
Không có đáp án khớp chính xác.
Có thể chọn đáp án gần đúng nhất: A. 40,68 km/h.
---
**Câu 23:**
Người bơi trong bể yên lặng có vận tốc tối đa \(v_b = 1\, m/s\).
Dòng sông chảy với vận tốc \(v_d = 1\, m/s\).
Nếu bơi xuôi dòng thì tốc độ tối đa:
\[
v_{max} = v_b + v_d = 1 + 1 = 2 \, m/s
\]
Đáp án D. 2 m/s.
---
**Câu 24:**
Canô chạy trên mặt nước yên lặng với tốc độ tối đa \(v_c = 21.5 \, km/h\).
Chạy xuôi dòng 1 giờ, rồi ngược dòng mất 2 giờ về vị trí ban đầu.
Gọi vận tốc dòng sông là \(v_s\).
Vận tốc xuôi dòng:
\[
v_1 = v_c + v_s
\]
Vận tốc ngược dòng:
\[
v_2 = v_c - v_s
\]
Quãng đường \(d\) đi:
\[
d = v_1 \times 1 = v_1
\]
Thời gian về:
\[
t = 2 = \frac{d}{v_2} = \frac{v_1}{v_2}
\]
\[
v_2 = \frac{v_1}{2}
\]
Thay \(v_1 = v_c + v_s\), \(v_2 = v_c - v_s\):
\[
v_c - v_s = \frac{v_c + v_s}{2}
\]
\[
2 v_c - 2 v_s = v_c + v_s
\]
\[
2 v_c - v_c = 2 v_s + v_s
\]
\[
v_c = 3 v_s \implies v_s = \frac{v_c}{3} = \frac{21.5}{3} \approx 7.17 \, km/h
\]
Đáp án C. 7,17 km/h.
---
**Phần 2: Câu hỏi đúng sai**
**Câu 1:**
a. Quãng đường đi được của con kiến quanh miệng chén một vòng là chu vi vòng tròn:
\[
S = 2\pi r = 2 \times 3.14 \times 3 = 18.84 \, cm
\]
=> Đúng.
b. Độ dịch chuyển khi bò một vòng là 0 vì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau.
=> Sai.
c. Vận tốc trung bình (vận tốc vector) bằng độ dịch chuyển chia thời gian, bằng 0.
=> Sai.
d. Tốc độ trung bình (vận tốc vô hướng) là quãng đường chia thời gian:
\[
v = \frac{18.84}{3} = 6.28 \, cm/s
\]
=> Sai vì 21 cm/s không đúng.
---
**Câu 2:**
4 phút đầu:
\[
S_1 = 4 \times 60 \times 4 = 960 \, m
\]
6 phút còn lại:
\[
S_2 = 6 \times 60 \times 3 = 1080 \, m
\]
Tổng quãng đường:
\[
S = 960 + 1080 = 2040 \, m
\]
Độ dịch chuyển bằng tổng quãng đường vì chuyển động thẳng một chiều:
\[
\Delta x = 2040 \, m
\]
Tốc độ trung bình (vô hướng):
\[
v = \frac{2040}{10 \times 60} = 3.4 \, m/s
\]
Vận tốc trung bình (vector):
\[
\vec{v} = \frac{\Delta x}{t} = 3.4 \, m/s
\]
a. Quãng đường 6 phút còn lại là 1080 m: Đúng.
b. Quãng đường 10 phút là 2040 m, không phải 2100 m: Sai.
c. Độ dịch chuyển là 2040 m: Đúng.
d. Tốc độ trung bình là 3.4 m/s: Đúng.
---
**Câu 3:**
a. Bơi từ đầu đến cuối bể dài 50 m, thời gian 20 s:
\[
v = \frac{50}{20} = 2.5 \, m/s
\]
Đúng.
b. Bơi từ cuối bể về đầu hết 22 s:
\[
v = \frac{50}{22} = 2.27 \, m/s
\]
Đúng.
c. Vận tốc trung bình cả đi và về:
\[
\Delta x = 0 \Rightarrow v_{tb} = 0
\]
Đúng.
d. Tốc độ trung bình cả đi và về:
\[
v = \frac{100}{20+22} = \frac{100}{42} \approx 2.38 \, m/s
\]
Sai vì đề cho là 2.5 m/s.
---
**Câu 4:**
a. Lần bơi đi vận tốc trung bình bằng tốc độ trung bình: đúng vì chuyển động thẳng đều.
b. Lần bơi về vận tốc trung bình là \( \frac{80}{32} = 2.5 \, m/s \): đúng.
c. Tốc độ trung bình khi bơi về là cũng 2.5 m/s (vô hướng): đúng.
d. Vận tốc trung bình cả đi và về:
\[
\Delta x = 0 \Rightarrow v_{tb} = 0
\]
Sai vì đề cho 2.8 m/s.
---
**Câu 5:**
a. 50 m đầu chạy trong 10 s, vận tốc:
\[
v = \frac{50}{10} = 5 \, m/s
\]
Đúng.
b. Độ dịch chuyển quãng đường là 50 m (vì chạy thẳng): đúng.
---
Nếu bạn cần giải chi tiết cho câu nào hoặc phần nào, hãy hỏi tiếp nhé!