ÔN TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
I. Vận tốc tức thời – Chuyển động thẳng biến đổi đều
1. Vận tốc tức thời:
Vận tốc tức thời của một vật tại một điểm cho ta biết tại điểm đó vật chuyển động nhanh hay chậm.
\(v=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}\)
2. Véc tơ vận tốc:
Véc tơ vận tốc của một vật tại một điểm là một đại lượng véc tơ có:
- Gốc tại vật chuyển động
- Phương và chiều là phương và chiều của chuyển động
- Độ dài biểu diễn độ lớn của vận tốc theo một tỉ lệ xích nào đó.
Véc tơ vận tốc được dùng để đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh, chậm và về phương, chiều.
Lưu ý: Khi nhiều vật chuyển động trên một đường thẳng theo hai chiều ngược nhau, ta phải chọn một chiều dương trên đường thẳng đó và quy ước như sau:
+ Vật chuyển động theo chiều dương có v > 0.
+ Vật chuyển động ngược chiều dương có v < 0.
3. Chuyển động thẳng biến đổi đều
Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian.
+ Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian là chuyển động nhanh dần đều.
+ Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian là chuyển động giảm dần đều.
II. Chuyển động thẳng nhanh dần đều
1. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều
a) Khái niêm gia tốc. Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc ∆v và khoảng thời gian vận tốc biến thiên ∆t.
Gia tốc của chuyển động cho biết vận tốc biến thiên nhanh hay chậm theo thời gian.
Ta có: \(a= \dfrac{\Delta v}{\Delta t}\)
Đơn vị của gia tốc là mét trên giây bình phương (m/s2).
b) Véc tơ gia tốc: Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều của một vật, véc tơ gia tốc có gốc ở vật chuyển động, có phương và chiều trùng với phương và chiều của véc tơ vận tốc và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của gia tốc theo một tỉ xích nào đó.
Ta có: \(\overrightarrow a = \dfrac{{\overrightarrow v - \overrightarrow {{v_0}} }}{{t - {t_0}}} = \dfrac{{\Delta \overrightarrow v }}{{\Delta t}}\)
Và \(\overrightarrow a\) cùng chiều với các véc tơ vận tốc.
2. Vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều
a) Công thức tính vận tốc
\(v=v_0+at\)
Trong đó \(a\) cùng dấu với \(v\) và \(v_0\)
b) Đồ thị vận tốc - thời gian
Đồ thị vận tốc - thời gian là hình vẽ biểu diễn sự biến thiên của vận tốc tức thời theo thời gian và có dạng là một đoạn thẳng.
3. Công thức tính đường đi của chuyển động thẳng nhanh dần đều
\(s=v_0t+\dfrac{1}{2}at^2\)
Ta thấy đường đi trong chuyển động thẳng nhanh dần đều là một hàm số bậc hai của thời gian.
4. Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và đường đi của chuyển động thẳng nhanh dần đều
\(v^2-{v_0}^2= 2as\)
5. Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều
\(x=x_0+v_0t+\dfrac{1}{2}at^2\)
\(x_0\): tọa độ ban đầu
\(v_0\): vận tốc ban đầu
\(a\): gia tốc
\(x\): tọa độ ở thời điểm t
III. Chuyển động chậm dần đều
1. Gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều
Ta có \( a=\dfrac{v-v_{0}}{t}\).
Nếu chọn chiều dương là chuyển động, ta có a âm (nghĩa là a và v trái dấu)
Véc tơ gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều với véc tơ vận tốc.
2. Vận tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều
a) Công thức vận tốc
\(v=v_0+at\)
(Lưu ý là a ngược dấu với v0 và v).
b) Đồ thị vận tốc thời gian
Tương tự như chuyển động thẳng nhanh dần đều nhưng đồ thị sẽ dốc xuống khi chọn chiều dương là chiều chuyển động.
3. Công thức tính đường đi và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng chậm dần đều
\(s=v_0t+\dfrac{1}{2}at^2\)
\(x=x_0+v_0t+\dfrac{1}{2}at^2\)
B. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: 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.
Giải
Chọn gốc tọa độ, gốc thời gian là lúc tàu bắt đầu rời ga, chiều dương là chiều chuyển động.
a) Ta có:
\(v = 40km/h = \displaystyle{{40.1000} \over {3600}} = {{100} \over 9}m/s\); \({v_0} = 0;t = 60s\)
Công thức tính vận tốc: \(v=v_0+at\)
Ta suy ra, gia tốc của đoàn tàu: \(a = \displaystyle{{v - {v_0}} \over t} = {{\displaystyle{{100} \over 9} - 0} \over {60}} = 0,185\left( {m/{s^2}} \right)\)
b) Quãng đường tàu đi được trong 1 phút đó: \(s = \displaystyle{v_0}t + {{a{t^2}} \over 2} = 0.60+{{{{0,185.60}^2}} \over 2} = 333m\)
(Chú ý: Đổi phút ra giây 1 phút = 60 giây)
c) Ta có:
\(v' = 60km/h = \displaystyle{{60.1000} \over {3600}} = {{50} \over 3}\left( {m/s} \right)\)
Nếu tiếp tục tăng tốc như vậy thì khoảng thời gian tàu đạt tốc độ \(60 km/h\) là: \(t = \displaystyle{{v' - v} \over a} = {{\displaystyle{{50} \over 3} - {{100} \over 9}} \over {0,185}} = 30s\)
Bài 2: Hình 3.6 là đồ thị vận tốc - thời gian của một thang máy trong 4s đầu kể từ lúc xuất phát. Hãy xác định gia tốc của thang máy trong giây đầu tiên.
Giải
Từ đồ thị hình 3.6 ta có:
+ Tại thời điểm \(t=0\) thì \(v_0=0m/s\)
+ Tại thời điểm \(t=1s\) thì \(v=0,6m/s\)
Ta suy ra, gia tốc của thang máy trong giây đầu tiên là: \(a=\dfrac{v-v_0}{t-t_0}=\dfrac{0,6-0}{1-0}=0,6m/s^2\)
C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Một đoàn tàu đang chuyển động với v0 = 72km/h thìhãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54km/h.
a/ Sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt v = 36km/h và sau bao lâu thì dừng hẳn.
b/ Tính quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại.
Bài 2: 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.
Bài 3: Một đoàn tàu bắt đầu chuyển động nhanh dần đều khi đi hết 1km thứ nhất thì v1 = 10m/s. Tính vận tốc v sau khi đi hết 2km.
Bài 4: Một chiếc xe lửa chuyển động trên đoạn thẳng qua điểm A với v = 20m/s, a = 2m/s2. Tại B cách A 100m. Tìm vận tốc của xe.
Bài 5: Một chiếc canô chạy với v = 16m/s, a = 2m/s2 cho đến khi đạt được v = 24m/s thì bắt đầu giảm tốc độ cho đến khi dừng hẳn. Biết canô bắt đầu tăng vận tốc cho đến khi dừng hẳn là 10s. Hỏi quãng đường canô đã chạy.
Bài 6: Một xe chuyển động nhanh dần đều đi được S = 24m, S2 = 64m trong 2 khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là 4s. Xác định vận tốc ban đầu và gia tốc.
Bài 7: Một ôtô chuyển động thẳng nhanh dần đều với v0 = 10,8km/h. Trong giây thứ 6 xe đi được quãng đường 14m.
a/ Tính gia tốc của xe.
b/ Tính quãng đường xe đi trong 20s đầu tiên.
Bài 8: Một xe chở hàng chuyển động chậm dần đều với v0 = 25m/s, a = - 2m/s2.
a/ Tính vận tốc khi nó đi thêm được 100m.
b/ Quãng đường lớn nhất mà xe có thể đi được.
Bài 9: Một xe máy đang đi với v = 50,4km/h bỗng người lái xe thấy có ổ gà trước mắt cách xe 24,5m. Người ấy phanh gấp và xe đến ổ gà thì dừng lại.
a/ Tính gia tốc
b/ Tính thời gian giảm phanh.
Bài 10: Một viên bi lăn nhanh dần đều từ đỉnh một máng nghiêng với v0 = 0, a = 0,5m/s2.
a/ Sau bao lâu viên bi đạt v = 2,5m/s
b/ Biết vận tốc khi chạm đất 3,2m/s. Tính chiều dài máng và thời gian viên bi chạm đất.
...
---(Nội dung đầy đủ và chi tiết của tài liệu, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề Ôn tập Chuyển động thẳng biến đổi đều 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.
