Chuyên đề Chuyển động tương đối theo hai phương vuông góc môn Vật Lý 10 năm 2021

CHUYÊN ĐỀ CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI THEO HAI PHƯƠNG VUÔNG GÓC

 

Vận dụng công thức cộng vận tốc

\(\overrightarrow{{{v}_{13}}}=\overrightarrow{{{v}_{12}}}+\overrightarrow{{{v}_{23}}}\text{ }\)

Áp dụng định lý Pi-ta-go:

\(\begin{align} & {{v}_{13}}^{2}={{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2} \\ & \Rightarrow {{v}_{13}}=\sqrt{{{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2}} \\ \end{align}\)

Quãng đường: \(s = {v_{13}}.t\)  

Bài 1: Một cái phà chuyển động sang một con sông rộng 1 km, thân phà luôn vuông góc với bờ sông. Thời gian để phà sang sông là 15 phút. Vì nước chảy nên phà trôi xuôi 500 m về phía hạ lưu so với vị trí ban đầu. Tính vận tốc của dòng nước, vận tốc của phà đối với nước và vận tốc của phà đối với bờ?

Hướng dẫn giải:

Gọi vận tốc của phà so với bờ là v₁₃, vận tốc của phà so với nước là v₁₂, vận tốc của nước so với bờ là v₂₃.

Theo công thức cộng vận tốc ta có: \(\overrightarrow{{{v}_{13}}}=\overrightarrow{{{v}_{12}}}+\overrightarrow{{{v}_{23}}}\text{ }\)

Trong đó, vận tốc phà so với nước:

\({{v}_{12}}=\frac{AB}{t}=\frac{1000}{15.60}=\frac{10}{9}m/s\)

vận tốc của nước so với bờ

\({{v}_{23}}=\frac{BC}{t}=\frac{500}{15.60}=\frac{5}{9}m/s\)

Vì phà luôn chuyển động vuông góc với bờ sông nên v₁₂→ vuông góc với v₂₃→. Do đó:

vận tốc của phà so với bờ

\(\begin{align} & {{v}_{13}}^{2}={{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2} \\ & \Rightarrow {{v}_{13}}=\sqrt{{{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2}}=\sqrt{{{\left( \frac{10}{9} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{5}{9} \right)}^{2}}}=\frac{5\sqrt{5}}{9}=1,24m/s \\ \end{align}\)

Bài 2: Một dòng sông rộng 100 m và dòng nước chảy với vận tốc 3m/s so với bờ. Một chiếc thuyền đi sang ngang sông với vận tốc 4 m/s so với dòng nước.

a. Tính vận tốc của thuyền so với bờ sông

b. Tính quãng đường mà thuyền đã chuyển động được khi sang được đến bờ bên kia

c. Thuyền bị trôi về phía hạ lưu một đoạn bao xa so với điểm dự định đến?

Hướng dẫn giải:

Gọi vận tốc của thuyền so với bờ là v₁₃, vận tốc của thuyền so với nước là v₁₂, vận tốc của nước so với bờ là v₂₃, điểm A là điểm thuyền bắt đầu chuyển động, điểm B là điểm tàu đến theo dự định, điểm D là điểm tàu đến trong thực tế

Theo bài ra, ta có:

v₂₃ = 3 m/s

v₁₂ = 4 m/s

a. Theo công thức cộng vận tốc: 

\(\begin{align} & {{v}_{13}}^{2}={{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2} \\ & \Rightarrow {{v}_{13}}=\sqrt{{{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2}}=\sqrt{{{4}^{2}}+{{3}^{2}}}=5(m/s) \\ \end{align}\)

b. Thời gian thuyền đi từ A đến B bằng thời gian thuyền đi từ A đến D: t₁₂ = t₁₃

Ta có: 

\({{t}_{12}}=\frac{AB}{{{v}_{12}}}=\frac{100}{4}=25s={{t}_{13}}\)

⇒ AD = t₁₃.v₁₃ = 25. 5 = 125 m

c. Đoạn cần tìm là đoạn BD

Ta có:

\(BD=\sqrt{A{{D}^{2}}-A{{B}^{2}}}=\sqrt{{{125}^{2}}-{{100}^{2}}}=75m\)

Bài 3: Một ca nô chuyển động đều, đầu tiên chạy theo hướng Nam - Bắc trong thời gian 18 phút sau đó rẽ sang hướng Đông - Tây và chạy thêm 24 phút, khoảng cách từ nơi xuất phát tới nơi dùng là 25 km, vận tốc ca nô là

   A. 50 km/h.

   B. 45 km/h.

   C. 40 km/h.

   D. 25 km/h.

Hướng dẫn giải:

Chọn A.

Gọi vận tốc của ca nô là v km/h.

Đổi 18 phút = 0,3 giờ, 24 phút = 0,4 giờ

Quãng đường mà ca nô đi được theo hướng Nam - Bắc là: S₁ = 0,3.v

Quãng đường mà ca nô đi được theo hướng Đông - Tây là: S₂ = 0,4.v

Từ hình vẽ, ta có: S₁² + S₂² = S₂ = 25²

→ 0,09v₂ + 0,16v₂ = 625 → v = 50 km/h

Câu 1: Hai ô tô chạy trên hai đường thẳng vuông góc với nhau. Sau khi gặp nhau ở ngã tư thì xe 1 chạy theo hướng đông, xe 2 chạy theo hướng bắc với cùng vận tốc 40km/h.  Vận tốc tương đối của xe 2 đối với xe 1 có giá trị nào?

A. 40km/h.   

B. 56km/h.                     

C. 80km/h     

D. 60km/h .

Câu 2. Hai xe 1 và 2 chuyển động thẳng đều cùng độ lớn vận tốc, lần 1 đi ngược chiều tiến lại gần nhau, lần 2 đi trên hai đường vuông góc và hướng đến giao điểm. Tỉ số vận tốc tương đối của xe 1 so với xe 2 giữa lần 1 và lần 2 là

A.\(\sqrt{2}\) .          

B. \(\frac{1}{\sqrt{2}}\).    

C. 0.   

D. \(2\sqrt{2}\) .

Câu 3: Một ca nô xuất phát từ điểm A bên này sông sang điểm B bên kia sông theo phương vuông góc với bờ sông. Vì nước chảy với vận tốc 3m/s nên ca nô đến bên kia sông tại điểm C với vận tốc 5m/s so với bờ. Hỏi ca nô có vận tốc so với nước bằng bao nhiêu?

A. 2m/s        

B. 3m/s                          

C. 4m/s.       

D. 5m/s

Câu 4. Hai xe tải cùng xuất phát từ một ngã tư đường phố chạy theo hai đường cắt nhau dưới một góc vuông. Xe thứ nhất chạy với vận tốc 30 km/h và xe thứ hai 40 km/h. Hai xe rời xa nhau với vận tốc tương đối bằng

A. 10 km/h.    

B. 35 km/h                     

C. 70 km/h      

D. 50 km/h

Câu 5. Một chiếc xe chạy qua cầu với vận tốc 8 m/s theo hướng Nam-Bắc. Một chiếc thuyền chuyển động với vận tốc 6 m/s theo hướng Tây-Đông. Vận tốc của xe đối với thuyền là

A. 2m/s    

B. 10m/s                         

C. 14m/s      

D. 28m/s.

Câu 6. Một toa tàu đang chuyển động thẳng đều trên đường ngang với tốc độ v₁=10m/s. Một hành khách ngồi trên toa tàu, ném quả bóng tennis từ độ cao h xuống sàn theo phương thẳng đứng với tốc độ ban đầu so với tàu 2m/s. Chọn hệ quy chiếu gắn với đường ray, vận tốc của quả bóng ngay khi hành khách ném có độ lớn bằng

A.10,2m/s.   

B. 12,0m/s.                      

C. 8,0m/s.    

D. 3,5m/s.

Câu 7: Một ca nô chạy trên một con sông khi xuôi dòng nước ca nô đi được quãng đường là 40km trong 1h, khi ngược dòng nước để đi 40 km thì phải mất thời gian là 1h 15phút. Hỏi nếu ca nô chạy theo hướng vuông góc với bờ sông thì mất bao lâu ca nô đi được quãng đường là 40 km?

A. 1 giờ 12 phút.    

B. 1 giờ 6 phút.      

C. 1 giờ 8 phút.      

D. 1 giờ 10 phút.

 

ĐÁP ÁN

1	2	3	4	5	6	7
B	A	C	D	B	A	B

---(Hết)---

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Chuyển động tương đối theo hai phương vuông góc 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.