CÁC KHÁI NIỆM VÀ TÍNH TOÁN CĂN BẢN CỦA CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI
1. LÝ THUYẾT
a.Tính tương đối của chuyển động:
-Hình dạng quỹ đạo trong các hệ quy chiếu khác nhau là khác nhauÞquỹ đạo có tính tương đối
-Vận tốc trong các hệ quy chiếu khác nhau là khác nhauÞvận tốc có tính tương đối
ÞTrong các hệ quy chiếu khác nhau,vị trí và vận tốc của vật có thể có những giá trị khác nhau.Ta nói chuyển động
có tính tương đối.
Þtính tương đối của chuyển động là sự phự thuộc vào hệ quy chiếu của vị trí,quỹ đạo,tính chất chuyển động (nhanh,chậm,đều,đứng yên,…)của chất điểm.
VD:Ta nói:’’A chuyển động đối với B đang đứng yên ‘’cũng giống như ta nói’’B chuyển động đối với A đang đứng yên”
b. Công thức cộng vận tốc:
-Vật thứ nhất chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)đối với hệ quy chiếu gắn với vật thứ hai.\(\widehat{{}}\)
-Vật thứ hai chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\)đối với hệ quy chiếu gắn với vật thứ ba.
-Vật thứ nhấtchuyển động với vận tốc \(\overrightarrow{{{v}_{13}}}\)đối với hệ quy chiếu gắn với vật thứ ba.
Khi đó,ta có hệ thức liên hệ giữa \(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\),\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\),\(\overrightarrow{{{v}_{13}}}\) là:\(\overrightarrow{{{v}_{13}}}\)=\(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)+\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\)
Trong đó:
\(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\): vận tốc tương đối
\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\) : vận tốc kéo theo
\(\overrightarrow{{{v}_{13}}}\): vận tốc tuyệt đối
Chú ý: Công thức cộng vận tốc đang được thực hiện dưới dạng vec tơ.
*các trường hợp đặc biệt khi tiến hành tính vận tốc tương đối:\(\overrightarrow{{{v}_{13}}}\)=\(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)+\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\)
a)\(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\)
⇒ \({{v}_{13}}={{v}_{12}}+{{v}_{23}}\)
b)\(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)¯\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\)
⇒ \({{v}_{13}}=\left| {{v}_{12}}-{{v}_{23}} \right|\)
c)\(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)^\(\overrightarrow{{{v}_{23}}}\)
⇒ \({{v}_{13}}=\sqrt{v_{12}^{2}+v_{23}^{2}}\)
d)\(\left( \widehat{\overrightarrow{{{v}_{12}}}.\overrightarrow{{{v}_{23}}}} \right)\)=\(\alpha \)
⇒ \({{v}_{13}}=\sqrt{v_{12}^{2}+v_{23}^{2}+2.{{v}_{12}}.{{v}_{23}}.\cos \alpha }\)
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Chọn câu khẳng định đúng. Đứng ở Trái Đất ta sẽ thấy
A. Mặt Trời đứng yên, Trái Đất quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
B. Mặt Trời và Trái Đất đứng yên, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
C. Mặt Trời đứng yên, Trái Đất và Mặt Trăng quay quanh Mặt Trời.
D. Trái Đất đứng yên, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Khi đứng ở Trái Đất, ta sẽ thấy Trái Đất đứng yên, mặt Trời và mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
Bài 2: Một ca nô đi trong mặt nước yên lặng với vận tốc 16 m/s, vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 2 m/s. Góc giữa vectơ vận tốc của ca nô đi trong nước yên lặng và vectơ vận tốc của dòng nước là α (0 < α < 180o). Độ lớn vận tốc của ca nô so với bờ có thể là
A. 20 m/s.
B. 2 m/s.
C. 14 m/s.
D. 16 m/s.
Hướng dẫn giải
Chọn D.
Vận tốc của ca nô so với bờ lớn nhất khi α = 0 => vmax = 16 + 2 = 18 m/s;
và nhỏ nhất khi α = 180°
⟹ vmin = 16 – 2 = 14 m/s
Do vậy khi 0 < α < 180° thì 14 m/s < v < 18 m/s
=> v = 16 m/s là giá trị có thể có của độ lớn vận tốc ca nô so với bờ.
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Người quan sát ở trên mặt đất thấy “mặt trời mọc ở đằng đông và lặng ở đằng tây ”, nguyên nhân là
A. Trái đất tự quay theo chiều từ tây sang đông.
B. Trái đất tự quay từ đông sang tây
C. Mặt trời chuy ển động quanh trái đất theo chiều từ đông sang tây
D. Trái đất chuyển động quanh mặt trời theo chiều từ tây sang đông .
Câu 2. Tại sao trạng thái đứng yên hay chuyển động của một có tính tương đối
A. Vì trạng thái của vật đó được quan sát ở các thời điểm khác nhau
B. Vì trạnh thái của vật đó được xác định bởi những người quan sát khác nhau
C. Vì trạng thái của vật đó được quan sát trong các hệ quy chiếu khác nhau
D. Vì trạng thái của vật đó không ổn định: lúc đứng yên, lúc chuyển động
Câu 3. Từ công thức cộng vận tốc: \({{\vec{v}}_{1,3}}\)= \({{\vec{v}}_{1,2}}\)+\({{\vec{v}}_{2,3}}\) kết luận nào là đúng?
A. Khi \({{\vec{v}}_{1,2}}\) và \({{\vec{v}}_{2,3}}\) cùng hướng thì v1,3 = v1,2 + v2,3
B. Khi \({{\vec{v}}_{1,2}}\) và \({{\vec{v}}_{2,3}}\) ngược hướng thì v1,3 = |v1,2 - v2,3|
C. Khi \({{\vec{v}}_{1,2}}\) và \({{\vec{v}}_{2,3}}\) vuông góc nhau thì v13 = \(\sqrt{v_{12}^{2}+v_{23}^{2}}\)
D. Các kết luận A, B và C đều đúng
Câu 4. Chọn câu trả lời sai
A. Quỹ đạo của một vật trong hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau
B. Vận tốc của cùng một vật trong những hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau
C. Quỹ đạo và vận tốc của một vật không thay đổi trong những hệ quy chiếu khác nhau
D. Quỹ đạo và vận tốc của một vật có tính tương đối
Câu 5. Chọn câu trả lời sai Một hành khách A đứng trong toa tàu và một hành khách B đứng trên sân ga. Khi tàu chuyển động thì hành khách B chạy trên sân ga với cùng vận tốc của tàu và theo chiều chuyển động của tàu
A. Hành khách A đứng yên so với hành khách B
B. Hành khách A chuyển động so với sân ga
C. Hành khách B chuyển động so với sân ga
D. Hành khách B chuyển động so với hành khách A
Câu 6: Một con thuyền đi dọc con sông từ bến A đến bến B rồi quay ngay lại ngay bến A mất thời gian 1h, AB = 4km, vận tốc nước chảy không đổi bằng 3 km. Vận tốc của thuyền so với nước.
A. 6 km/h.
B. 7 km/h
C. 8 km/h.
D. 9 km/h.
Câu 7: Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dòng sông, sau 1 giờ đi được 10 km. Một khúc gỗ trôi theo dòng sâu, sau 1 phút trôi được 100/3 m. tính vận tốc của thuyền buồm so với nước?
A. 8 km/h
B. 12 km/h
C. 10 km/h
D. một đáp án khác
Câu 8: Hai vật A và B chuyển động ngược chiều nhau với vận tốc lần lượt là v1 = 1,1m/s; v2 = 0,5m/s. Hỏi sau 10s khoảng cách giữa hai vật giảm đi bao nhiêu
A. 5m
B. 6m
C. 11m
D. 16m.
Câu 9: Một máy bay bay từ điểm A đến điểm B cách nhau 900km theo chiều gió mất 2,5h. Biết khi không có gió máy bay bay với vận tốc 300km/h. Hỏi vận tốc của gió là bao nhiêu?
A. 360km/h
B. 60km/h.
C. 420km/h
D. 180km/h
Câu 10: Một ca nô đi ngược chiều từ A đến B mát thời gian 15 phút. Nếu ca nô tắt máy và thả trôi theo dòng nước thì nó đi từ B đến A mất thời gian 60 phút. Ca nô mở máy đi từ A đến B mất thời gian
A. 10 phút
B. 30 phút
C. 45 phút
D. 40 phút
Câu 11: Hai bến sông A và B cách nhau 18km. Tính khoảng thời gian t để một ca nô xuôi dòng nước từ A đến B rồi lại ngay lập tức chạy ngược dòng trở về A. Cho biết vận tốc của ca nô đối với dòng nước là 16,2 km/h và vận tốc dòng nước đối với bờ sông là 1,5m/s.
A. 1h 40ph
B. 1h 20ph
C. 2h30ph
D. 2h10ph
Câu 12.Chọn câu đúng Hai bến sông A và B cách nhau 36 km theo đường thẳng.Biết vận tốc của canô khi nước không chảy là 20 km/h và vận tốc của dòng nước đối với bờ sông là 4 km/h.Thời gian canô chạy từ A đến B rồi trở ngay lại A là:
A. 3 giờ
B. 3giờ 45phút
C. 2 giờ 45 phút
D. 4 giờ
Câu 13. Chọn câu trả lời đúng Một xe máy chuyển động thẳng đều với vận tốc 36 km/h.Một ôtô cũng chuyển động thẳng đều đuổi theo xe máy với vận tốc 54 km/h.Xác định vận tốc của ôtô đối với xe máy
A. 10m/s
B. 15m/s
C. 5m/s
D. 25m/s
Câu 14. Chọn câu trả lời đúng Một canô chuyển động từ bến A đi tới bến B với vận tốc 21,6 km/h.Một chiếc thuyền chuyển động từ bến B về bến A với vận tốc 7,2 km/h. Cho rằng nước yên lặng. Vận tốc của canô đối với chiếc thuyền là
A. 14,4 km/h
B. 28,8 km/h
C. 17,6 km/h
D. 25,2 km/h
Câu 15. Một bè gỗ trôi theo dòng nước chảy với vận tốc 1m/s. Một người đi bộ trên bè gỗ ngược chiều với dòng nước. Tìm vận tốc của người này theo km/h để người đứng trên bờ thấy như người đó đứng yên so với bờ
A. 3,6 km/h
B. 5,4 km/h
C. 1 km/h
D. - 3,6 km/h
Câu 16. Một chiếc thuyền chuyển động ngược dòng với vận tốc 14km/h so với mặt nước. Nước chảy với vận tốc 9km/h so với bờ. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền. Một em bé đi từ đầu mũi thuyền đến lái thuyền với vận tốc 6km/h so với thuyền. Vận tốc của em bé so với bờ là
A. 6km/h.
B. -1 km/h.
C. 9km/h.
D. 1km/h.
Câu 17. Hai bến sông A và B cách nhau 18km theo đường thẳng. Biết vận tốc của canô khi nước không chảy là 16,2km/h và vận tốc của nước so với bờ sông là 1,5m/s. Thời gian canô đi từ A đến B rồi quay trở lại A là
A. \(1h30'\). B. \(2h15'\). C. \(2h30'\). D. \(3h30'\).
Câu 18. Lúc trời không gió, một máy bay bay từ địa điểm A đến địa điểm B theo một đường thẳng với vận tốc không đổi 100m/s hết \(2\) giờ \(20\) phút. Khi bay trở lại, gặp gió nên từ B về A máy bay bay hết \(2\) giờ \(30\) phút. Vận tốc của gió là
A. 6,66m/s. B. 10m/s. C. 5,4m/s. D. 5m/s.
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Các khái niệm và tính toán căn bản của chuyển động tương đối môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
