PHÂN DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
A. DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
1. Phương pháp
Bước 1: Chọn hệ quy chiếu
+ Trục tọa độ Ox trùng với quỹ đạo chuyển động
+ Gốc tọa độ (thường gắn với vị trí ban đầu của vật)
+ Gốc thời gian (thường là lúc vật bắt đầu chuyển động)
+ Chiều dương (thường chọn là chiều chuyển động của vật được chọn làm mốc)
Bước 2: Từ hệ quy chiếu vừa chọn, xác định các yếu tố \({x_0};{v_0};{t_0}\) của vật
(v0 cần xác định dấu theo chiều chuyển động).
Bước 3: Viết phương trình chuyển động
Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều có dạng:
\(x={{x}_{0}}+{{v}_{0}}t+\frac{1}{2}a{{t}^{2}}\)
Lưu ý:
Trong trường hợp này cần xét đến dấu của chuyển động nên ta có:
+ \(\vec{a}.\vec{v}>0\) khi vật chuyển động nhanh dần đều
+ \(\vec{a}.\vec{v}<0\) khi vật chuyển động chậm dần đều
*Bài toán tìm vị trí, thời điểm hai vật gặp nhau:
+ Viết phương trình chuyển động của mỗi vật
+ Khi hai vật gặp nhau \({x_1} = {x_2}\)
2. Bài tập ví dụ:
Một chất điểm chuyển động dọc trục Ox có phương trinh x=t2 - 8t (m), t(s)
a) Xác định x0, v0 ,a , tính chất của chuyển động
b)Xác định vị trí chất điểm đổi chiều chuyển động? Quãng đường đi được lúc t=0 => đổi chiều chuyển động
Giải
a) Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều có dạng tổng quát:
\(x={{x}_{0}}+{{v}_{0}}.t+\frac{1}{2}a.{{t}^{2}}\)
Suy ra:
\(\begin{align} & {{\text{x}}_{\text{0}}}\text{=0} \\ & {{\text{v}}_{\text{0}}}\text{=-8(m/s)} \\ & a=2(m/{{s}^{2}}) \\ \end{align}\)
b) Phương trình vận tốc:
\(v={{v}_{0}}+a.t\Rightarrow v=-8+2.t\)
Chất điểm đổi chiều chuyển động khi v = 0
\(\Rightarrow -8+2.t=0\Rightarrow t=4s\)
Quãng đường vật đi được:
\({{v}^{2}}-v_{0}^{2}=2.a.S\Rightarrow {{0}^{2}}-{{8}^{2}}=2.2.S\Rightarrow S=16m\)
3. Bài tập tự luận:
Bài 1: Phương trình của một vật chuyển động thẳng là:
\(x=80{{t}^{2}}+50t+100\text{ }\left( cm;s \right)\).
a. Tính gia tốc của chuyển động ?
b. Tính vận tốc lúc \(t=1\left( s \right)\) ?
c. Định vị trí vật lúc vận tốc vật là \(130\left( cm\text{/}s \right)\) ?
Bài 2:Phương trình cơ bản của 1 vật chuyển động: x = 6t2 – 18t + 12.
Hãy xác định:
a/ Vận tốc của vật, gia tốc của chuyển động và cho biết tính chất của chuyển động.
b/ Vận tốc của vật ở thời điểm t = 2s.
c/ Toạ độ của vật khi nó có v = 36cm/s.
Bài 3:Một vật chuyển động theo phương trình:
\(x=-0,5{{t}^{2}}+4t,\text{ }\left( cm;s \right)\).
a. Tính quãng đường vật đi được từ lúc \(t=1\left( s \right)\) đến lúc \(t=3\left( s \right)\) ?
b. Tính vận tốc của vật lúc \(t=3\left( s \right)\) ?
Bài 4:Một xe chuyển động nhanh dần đều với vận tốc ban đầu là \(4\left( m\text{/}s \right)\), gia tốc \(0,2\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\).
a. Viết phương trình tọa độ ?
b. Tính vận tốc và đường đi sau \(5\left( s \right)\) chuyển động ?
...
--( Nội dung tiếp theo của phần bài tập tự luận, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
4. Đáp án
Bài 1:
a/ \(a=160\left( cm\text{/}{{s}^{2}} \right)\).
b/ \(v=210\left( cm\text{/}s \right)\). c/ \(s=55\left( cm \right)\).
Bài 2:
a/ x = 6t2 – 18t + 12 = x0 + v0t + ½ at2 => a = 12cm/s2 , v = -18cm/s => vật chuyển động chậm dần đều.
b/ Ở t = 2s phương trình vận tốc: v = v0 + at = 6cm/s
c/ 4,5 v t => x = 6t2 – 18t + 12 = 525cm
Bài 3:
a/ \(s=4\left( cm \right)\).
b/ \(v=1\left( cm\text{/}s \right)\).
Bài 4:
\(\begin{array}{l} a{\rm{/ }}x = 4t + 0,1{t^2}{\rm{ }}\left( {m;s} \right){\rm{. }}\\ b{\rm{/ }}v = 5\left( {m/s} \right);{\rm{ }}s = 22,5\left( m \right). \end{array}\)
...
--( Nội dung tiếp theo của phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
B. DẠNG 2: XÁC ĐỊNH VẬN TỐC, GIA TỐC, QUÃNG ĐƯỜNG ĐI TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
1. Phương pháp
Sử dụng các công thức sau:
+ \(a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v-{{v}_{0}}}{t-{{t}_{0}}}\)
+ \(v\text{ }=\text{ }\left\{ v\_0 \right\}\text{ }+\text{ }at\)
+ \(s={{v}_{0}}t+\frac{1}{2}a{{t}^{2}}\)
+ Công thức độc lập với thời gian : \({{v}^{2}}-v_{0}^{2}=2\text{a}s\)
Trong đó:
a > 0 nếu chuyển động nhanh dần đều
a < 0 nếu chuyển động chậm dần đều
2. Bài tập ví dụ:
Một đoàn tàu đang chuyển động với vận tốc v0 = 72 km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt vận tốc v1 = 54 km/h
a) Sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt vận tốc v = 36 km/h và sau bao lấu thì tàu dừng hẳn.
b) Tính quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại.
Hướng dẫn giải
Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động của tàu, gốc thời gian là lúc tàu bắt đầu hãm phanh.
a)
Đổi 72 km/h = 20 m/s; 54 km/h = 15 m/s
Gia tốc của tàu là:
\(a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{{{v}_{1}}-{{v}_{0}}}{\Delta t}=\frac{15-20}{10}=-0,5m/{{s}^{2}}\)
Vật đạt vận tốc v = 36 km/h = 10 m/s sau thời gian là:
Ta có: \(v={{v}_{0}}+at\Leftrightarrow 10=20+\left( -0,5 \right)t\Leftrightarrow t=20\text{s}\)
Khi dừng lại hẳn vật có vận tốc v’ = 0
\({v}'={{v}_{0}}+a{t}'\Leftrightarrow 0=20+\left( -0,5 \right){t}'\Leftrightarrow {t}'=40\text{s}\)
b)
Áp dụng công thức độc lập với thời gian ta có:
\({{v}^{2}}-v_{0}^{2}-2\text{a}.s\Leftrightarrow {{0}^{2}}-{{20}^{2}}=2.\left( -0,5 \right).s\Leftrightarrow s=400m\)
3. Bài tập tự luận:
Bài 1:Một xe chở hàng chuyển động chậm dần đều với v0 = 25m/s, a = - 2m/s2.
a/ Tính vận tốc khi nó đi được 100m.
b/ Quãng đường xe đi đến khi dừng lại.
Bài 2:Một đoàn tàu đang chuyển động với v0 = 72km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54km/h.
a/ tính gia tốc của tàu.
b/Sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt v = 36km/h
c/sau thời gian bao lâu thì dừng hẳn.
d/ Tính quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại.
Bài 3:Một xe lửa dừng lại hẳn sau 20s kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó xe chạy được 120m.
a/ tính gia tốc của xe.
b/ Tính vận tốc của xe lúc bắt đầu hãm phanh.
...
--( Nội dung tiếp theo của phần bài tập tự luận, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
C. DẠNG 3: TÍNH QUÃNG ĐƯỜNG VẬT ĐI ĐƯỢC TRONG GIÂY THỨ N VÀ TRONG N GIÂY CUỐI
1. Phương pháp
1.1. Quãng đường vật đi được trong giây thứ n
+ Tính quãng đường vật đi được tron n giây: \({{s}_{1}}={{v}_{0}}.n+\frac{1}{2}a.{{n}^{2}}\)
+ Tính quãng đường vật đi được trong (n-1) giây:
\({{s}_{2}}={{v}_{0}}\left( n-1 \right)+\frac{1}{2}a{{\left( n-1 \right)}^{2}}\)
+ Quãng đường vật đi được trong giây thứ n: \(\Delta s={{s}_{1}}-{{s}_{2}}\)
1.2. Quãng đường vật đi được trong n giây cuối
+ Tính quãng đường vật đi trong t giây: \({{s}_{1}}={{v}_{0}}t+\frac{1}{2}a{{t}^{2}}\)
+ Tính quãng đường vật đi được trong (t – n) giây:
\({{s}_{2}}={{v}_{0}}\left( t-n \right)+\frac{1}{2}a{{\left( t-n \right)}^{2}}\)
+ Quãng đường vật đi được trong n giây cuối: \(\Delta s={{s}_{1}}-{{s}_{2}}\)
2. Bài tập ví dụ:
Một ô tô chuyển động thẳng nhanh dần đều với \({v_0} = 10,8km\)/h. Trog giây thứ 6 xe đi được quãng đường 14m.
a) Tính gia tốc của xe
b) Tính quãng đường xe đi được trong 10 giây đầu tiên.
Hướng dẫn giải
a)
Đổi 10,8 km/h = 3 m/s
Quãng đường vật đi trong 6 giây là:
\({{s}_{6}}={{v}_{0}}.6+\frac{1}{2}a{{.6}^{2}}=3.6+\frac{1}{2}.a.36=18+18\text{a}\)
Quãng đường vật đi trong 5 giây đầu là:
\({{s}_{5}}={{v}_{0}}.5+\frac{1}{2}a{{.5}^{2}}=3.5+\frac{1}{2}.a.25=15+12,5\text{a}\)
Quãng đường vật đi được trong giây thứ 6 là:
\(\begin{align} & \Delta s={{s}_{6}}-{{s}_{5}}=18+18\text{a}-\left( 15+12,5\text{a} \right)=3+5,5\text{a} \\ & \Leftrightarrow 14=3+5,5\text{a}\Leftrightarrow a=2m/{{s}^{2}} \\ \end{align}\)
b)
Quãng đường vật đi được trong 10 giây đầu tiên là:
\(s={{v}_{0}}t+\frac{1}{2}a{{t}^{2}}=3.10+\frac{1}{2}{{.2.10}^{2}}=130m\)
3. Bài tập tự luận:
Bài 1: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 2:Một xe chuyển động nhanh dần đều với v = 18km/h. Trong giây thứ 5 xe đi được 5,45m.
a/ Tính gia tốc của xe.
b/ Tính quãng đường đi được trong giây thứ 10.
Bài 3:Một ô tô bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau 4s ô tô đạt vận tốc 4m/s.
a. Tính gia tốc của ô tô.
b. Sau 20s ô tô đi được quãng đường là bao nhiêu?
c. Sau khi đi được quãng đường 288m thì ô tô có vận tốc là bao nhiêu?
d. Viết phương trình chuyển động, phương trình vận tốc của ô tô.
e. Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian của ô tô trong 2s đầu tiên.
...
---(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 Phân dạng bài tập tự luận của 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.
