Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều

•   Trong khoảng thời gian rất ngắn \(\Delta t\) , kể từ lúc ở M vật dời được một đoạn đường \(\Delta s\) rất ngắn thì đại lượng : \(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\) là độ lớn vận tốc tức thời của vật tại M.

•   Đơn vị vận tốc là m/s

1.1.2. Véc tơ vận tốc tức thời.

•   Véc tơ vận tốc tức thời của một vật tại một điểm là một véc tơ có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời theo một tỉ xích nào đó.

1.1.3. Chuyển động thẳng biến đổi đều

•   Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó vận tốc tức thời hoặc tăng dần đều hoặc giảm dần đều theo thời gian.

•   Vận tốc tức thời tăng dần đều theo thời gian gọi là chuyển động nhanh dần đều.

•   Vận tốc tức thời giảm dần đều theo thời gian gọi là chuyển động chậm dần đều.

  a) Khái niệm gia tốc.

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

  Với :\(\Delta v\) = \(v{\rm{ }}-{\rm{ }}{v_o}\) ;  \(\Delta t\) =  \(t{\rm{ }}-{\rm{ }}{t_o}\)

•   Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc \(\Delta v\)  và khoảng thời gian vận tốc biến thiên \(\Delta t\).

•   Đơn vị gia tốc là \(m/{s^2}\) .

  b) Véc tơ gia tốc.

•   Vì vận tốc là đại lượng véc tơ nên gia tốc cũng là đại lượng véc tơ :

\(\overrightarrow a  = \frac{{\overrightarrow v  - \overrightarrow {{v_0}} }}{{t - {t_0}}} = \frac{{\Delta \overrightarrow v }}{{\Delta t}}\)

•   Véc tơ gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều cùng phương, cùng chiều với véc tơ vận tốc.

1.2.2. Vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều.

  a) Công thức tính vận tốc.

\(v{\rm{ }} = {\rm{ }}{v_o} + {\rm{ }}at\)

• Đây là công thức tính vận tốc. Nó cho ta biết vận tốc của vật ở những thời điểm khác nhau

  b) Đồ thị vận tốc – thời gian.

1.2.3. Đường đi của chuyển động thẳng nhanh dần đều.

\(s = {v_0}t + \frac{1}{2}{t^2}\)

1.2.4. Công thức liên hệ giữa a, v và s của chuyển động thẳng nhanh dần đều.

\({v^2}--{\rm{ }}{v_o}^2 = {\rm{ }}2as\)

1.2.5. Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều.

\(x{\rm{ }} = {\rm{ }}{x_o} + {v_o}t{\rm{ }} + \frac{1}{2}a{t^2}\)

  a) Công thức tinh gia tốc.

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{v - {v_0}}}{t}\)

•     Nếu chọn chiều của các vận tốc là chiều dương thì v < vo. Gia tốc a có giá trị âm, nghĩa là ngược dấu với vận tốc.

  b) Véc tơ gia tốc.

•   Ta có :  \(\overrightarrow a  = \frac{{\Delta \overrightarrow v }}{{\Delta t}}\)

•   Vì véc tơ  \(\,\overrightarrow {v\,} \,\)  cùng hướng nhưng ngắn hơn véc tơ  \(\,\overrightarrow {v_0\,} \,\) nên \({\Delta \overrightarrow v }\) ngược chiều với các véc tơ  \(\,\overrightarrow {v\,} \,\)  và  \(\,\overrightarrow {v_0\,} \,\)

•   Véc tơ gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều ngược chiều với véc tơ vận tốc.

1.3.2. Vận tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều.

  a) Công thức tính vận tốc.

\(v{\rm{ }} = {\rm{ }}{v_o} + {\rm{ }}at\)

•   Trong đó a ngược dấu với v.

  b) Đồ thị vận tốc – thời gian.

1.3.3. Đường đi và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng chậm dần đều.

  a) Công thức tính đường đi

\(s{\rm{ }} = {\rm{ }}{v_o}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)

•   Trong đó a ngược dấu với vo.

  b) Phương trình chuyển động

\(x{\rm{ }} = {\rm{ }}{x_o} + {v_o}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)

•   Trong đó a ngược dấu với \(v_o\).

Hướng dẫn giải:

Chọn gốc tọa độ và gốc thời gian lúc ô tô bắt đầu tăng ga, chiều dương là chiều chuyển động. 

• Ta có   \(v_0 = 40 km/h =\frac{100}{9}m/s; v = 60km/h =\frac{100}{6}m/s\) 

\(s = 1 km = 1000 m\)

• Áp dụng công thức : \(v^2 - v_0^2 = 2as\)

   \(\Rightarrow a =\frac{v^{2}-v_{0}^{2}}{2s}=\frac{(\frac{100}{6})^{2}-\left ( \frac{100}{9} \right )^{2}}{2000}\)

 \(\Rightarrow a =\frac{\frac{10000}{36}-\frac{10000}{81}}{2000}=\frac{450000}{2000.36.81}\) 

\(a = 0,077 m/s^2.\)

Bài 2:

Một đoàn tàu rời ga chuyển động thẳng nhanh dần đều. Sau 1 phút tàu đạt tốc độ 40 km/h.

a) Tính gia tốc của đoàn tàu.

b) Tính quãng đường mà tàu đi được trong 1 phút đó.

c) Nếu tiếp tục tăng tốc như vậy thì sau bao lâu nữa tàu đạt tốc độ 60 km/h

Hướng dẫn giải:

Chọn gốc tọa độ, gốc thời gian là lúc tàu bắt đầu rời ga, chiều dương là chiều chuyển động.

Câu a:

Ta có:  \(a=\frac{v -v_{0}}{t}\)   \((v = 40 km/h =\frac{40 . 1000}{3600} m/s)\) 

v0 = 0; t = 1 phút = 60s

 \(\Rightarrow a =\frac{40000}{60.3600} = 0, 185 m/s^2\)

Câu b:

Ta có

 \(s = v_0t +\frac{at^{2}}{2}=\frac{0,185}{2}.(60)^{2}= 333m\) 

Câu c:

Áp dụng công thức: 

\(v = v_0 + at\)

 \(\Rightarrow t=\frac{v -v_{0}}{a}(v=60km/h =60.\frac{1000}{3600}m/s=\frac{100}{6} m/s)\) 

\(\Rightarrow t=\frac{100}{6.0,185}\approx 90s.\) 

Qua bài giảng Chuyển động thẳng biến đổi đều này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Nắm được khái niệm vận tốc tức thời về mặt ý nghĩa của khái niệm , công thức tính,đơn vị đo, chuyển động thẳng chậm dần đều , nhanh dần đều .

• Nắm được khái niệm gia tốc về mặt ý nghĩa của khái niệm , công thức tính , đơn vị đo. Giải được bài toán đơn giản về chuyển động thẳng biến đổi đều .

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 3 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một xe lửa dừng lại hẳn sau 20s kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó xe chạy được 120m. Tính vận tốc của xe lúc bắt đầu hãm phanh và gia tốc của xe.
  
   

  • A. \(a{\rm{ }} =  - 0,6m/{s^2},{\rm{ }}{v_0} = 12m/s\)
  • B. \(a{\rm{ }} =  0,6m/{s^2},{\rm{ }}{v_0} = 12m/s\)
  • C. \(a{\rm{ }} =  - 0,6m/{s^2},{\rm{ }}{v_0} = -12m/s\)
  • D. \(a{\rm{ }} =  - 0,6m/{s^2},{\rm{ }}{v_0} = 24m/s\)

• Câu 2:

  Một đoàn tàu rời ga chuyển động thẳng nhanh dần đều. Sau 1 phút tàu đạt tốc độ 40 km/h. Tính gia tốc của đoàn tàu.

  • A. 0, 165 \(m/{s^2}\) .
  • B. 0, 185 \(m/{s^2}\) .
  • C. 0, 115 \(m/{s^2}\) .
  • D. 0, 285 \(m/{s^2}\) .

• Câu 3:

  Một ô tô đang chạy thẳng đều với tốc độ 40 km/h bỗng tăng ga chuyển động nhanh dần đều. Tính gia tốc của xe biết rằng sau khi chạy được quãng đường 1km thì ô tô đạt tốc độ 60 km/h.

  • A. \(a = 0,077 m/s^2.\)
  • B. \(a = 0,77 m/s^2.\)
  • C. \(a = 0,007 m/s^2.\)
  • D. \(a = 0,127 m/s^2.\)

• Câu 4:

  Câu nào đúng?

  • A. Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều.
  • B. Chuyển động thẳng nhanh dần đều có gia tốc lớn thì có vận tốc lớn.
  • C. Chuyển động thẳng biến đổi đều có gia tốc tăng, giảm theo thời gian.
  • D. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều có phương, chiều và độ lớn không đổi.

• Câu 5:

  Trong công thức tính vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều v = v₀ + at thì: 

  • A. v luôn luôn dương.
  • B.  a luôn luôn dương.
  • C. a luôn luôn cùng dấu với v.
  • D. a luôn luôn ngược dấu với v.

• Câu 6:

  Chọn đáp án sai: Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều thì 

  • A. vectơ gia tốc ngược chiều với vectơ vận tốc.
  • B. vận tốc tức thời tăng theo hàm số bậc nhất của thời gian.
  • C. quãng đường đi được tăng theo hàm số bậc hai của thời gian.
  • D.  gia tốc là đại lượng không đổi.

• Câu 7:

  Chọn đáp án sai: 

  • A. Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi đều có độ lớn tăng hoặc giảm đều theo thời gian.
  • B. Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều không đổi theo thời gian.
  • C. Vectơ gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với vectơ vận tốc.
  • D. Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, quãng đường đi được trong những khoảng thời gian bằng nhau thì bằng nhau.

Câu 8- Câu 20: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 3 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 3.7 trang 12 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.8 trang 12 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.9 trang 12 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.10 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.11 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.12 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.13 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.14 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.15 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.16 trang 13 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.10 trang 17 SBT Vật lý 10

Bài tập 3.18 trang 13 SBT Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!