Phân loại và phương pháp giải 4 bài toán quan trọng trong Chuyển động cơ học môn Vật lý 10

4 BÀI TOÁN QUAN TRỌNG TRONG CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC MÔN VẬT LÝ 10

1. Bài toán 1: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU CỦA CÁC VẬT

1.1. Phương pháp đại số:

Bước 1: Chọn hệ qui chiếu thích hợp (thường dựa vào các dữ kiện đặc biệt của đề bài) gồm:

- Gốc tọa độ: O

- Trục tọa độ: chiều (+)

- Gốc thời gian.

Bước 2: Xác lập mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho với các đại lượng cần xác định bằng các công thức:

- Đường đi: \(s = \left| v \right|\left( {t - {t_0}} \right)\)

- Vận tốc: \(v = \frac{s}{{t - {t_0}}}\)

- Tọa độ: x = x0 + v(t - t0)

- Khoảng cách giữa hai vật: Tùy dữ kiện của bài cụ thể.

Bước 3: Biến đổi và thực hiện tính toán dựa vào các dữ kiện đã cho.

Bước 4: Kiểm tra kết quả dựa vào đề bài và ý nghĩa vật lí của đại lượng cần tính và trả lời. (Biện luận bài toán)

Lưu ý: Đổi đơn vị sang đơn vị hợp pháp; Khi hai vật gặp nhau thì X1 = X2.

1.2. Phương pháp đồ thị:

1.2.1. Với loại bài toán: “Vẽ đồ thị dựa vào các dữ kiện đã cho”

- Xác định các điểm đặc biệt.

- Vẽ đồ thị, Chú ý giới hạn đồ thị (t>0).

1.2.2. Với loại bài toán “ Xác định các thông tin từ đồ thị”

- Xác định loại chuyển động:

+ Đồ thị v – t: Đồ thị song song với trục Ot (chuyển động thẳng đều); Đồ thị không song song với trục Ot (chuyển động không đều).

+ Đồ thị x – t: Đồ thị là đường thẳng đi qua gốc tọa độ O (chuyển động thẳng đều); Đồ thị là đường cong ( chuyển động không đều).

- Tính vận tốc:

+ Đồ thị v – t: Vận tốc là giá trị tại giao điểm đồ thị với trục Ov.

+ Đồ thị x – t: Xác định hai điểm trên đồ thị (x1;t1) và (x2;t2) vận tốc của vật là: \(v = \frac{{{x_1} - {x_2}}}{{{t_1} - {t_2}}}\)

- Tính quãng đường:

+ Đồ thị v – t: Là diện tích hình chữ nhật giới hạn bởi đồ thị và hai đường thẳng giới hạn bởi t = t1 và t = t2.

+ Đồ thị x – t: s = x2 – x1

- Viết công thức đường đi: Xác định v, t0 từ đồ thị, từ đó s = v(t – t0)

2. Bài toán 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG KHÔNG ĐỀU CỦA CÁC VẬT

2.1. Vận tốc trung bình của các vật:

2.1.1. Cho vận tốc trung bình v1, v2 trên các quãng đường s1, s2 tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường s.

Cách giải:

- Tính chiều dài quãng đường s: s = s1 + s2

- Tính thời gian của vật trên quãng đường s: t = t1 + t2.

Với:  \({t_1} = \frac{{{s_1}}}{{{v_1}}};{t_2} = \frac{{{s_2}}}{{{v_2}}}\).

- Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường s:  \({v_{tb}} = \frac{s}{t}\).

2.1.2. Cho vận tốc trung bình v1, v2 trên các khoảng thời gian t1, t2 tính vận tốc trung bình trong khoảng thời gian t.

- Tính chiều dài quãng đường vật đi được: s = s1 + s2 = v1t1 + v2t2.

- Tính thời gian của vật: t = t1 + t2.

- Tính vận tốc trung bình trong khoảng thời gian t: \({v_{tb}} = \frac{s}{t}\) .

2.2. Vận tốc tương đối của các vật:

- Đặt tên các vật liên quan đến chuyển động của vật bằng các số 1, 2, 3.

- Viết công thức vận tốc theo tên gọi của các vật: \(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

- Xác định hướng của véctơ vận tốc thành phần \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) và \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) .

+  vuông góc với  thì:

+\(\overrightarrow {{v_{12}}} \)  vuông góc với \(\overrightarrow {{v_{23}}} \)  thì: \({v_{13}} = \sqrt {{v^2}_{12} + {v^2}_{23}} \)

+Khi: \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) thì: v13 = v12 + v23

+Khi: \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) ngược hướng với \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) thì: v13 = v12 - v23

Chú ý:  \(\overrightarrow {{v_{12}}} = - \overrightarrow {{v_{21}}} \); s = vt; các hệ thức trong tan giác … khi cần thiết để giải.

3. Bài toán 3: BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM TRONG CƠ HỌC:

Các bước giải bài toán dạng này như sau:

- Xác định tác dụng cụ thể của các dụng cụ đo: Dùng để đo đại lượng nào?

- Xác định phương án sử dụng dụng cụ đo để đo các đại lượng tương ứng: Đo như thế nào?

- Xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng đo được và đại lượng cần xác định qua các công thức cơ học đã biết từ đó suy ra các giá trị của các đại lượng cơ cần xác định.

4. Bài toán 4: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC VẬT:

Các bước giải bài toán dạng này như sau:

- Xác định đầy đủ các lực tác dụng vào vật.

- Xác định góc hợp bởi hướng của các lực tác dụng và hướng của đường đi.

- Sử dụng công thức tính công cơ học và công suất để tính toán.

5. Một số bài toán tự giải:

Bài 1: Một người đi xe máy và một người đi xe đạp cùng xuất phát một lúc từ hai điểm A và B cách nhau 40km. Người đi xe máy đi từ A với vận tốc V1 = 25km/h, Người đi xe đạp đi từ B về A với vận tốc V2 = 15km/h. Xác định thời điểm và vị trí hai người gặp nhau.

Bài 2: Hai ô tô cùng khởi hành một lúc từ hai điểm A và B, Cùng chuyển động về điểm O. Biết AO = 180km; OB = 150km, xe khởi hành từ A đi với vận tốc 60km/h. Muốn hai xe đến O cùng một lúc thì xe đi từ B phải đi với vận tốc là bao nhiêu?

Bài 3: Một vật chuyển động từ A đến B cách nhau 300km. Trong nửa đoan đường đầu đi với vận tốc 5m/s, nửa đoạn đường còn lại đi với vận tốc 6m/s.

a. Sau bao lâu vật tới B?

b. Tính vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường AB?

Bài 4: Một canô Chạy ngược dòng sông dài 100km. Vận tốc của canô đối với nước là 45km/h và vận tốc của dòng nước là 5km/h.

a. Tính thời gian canô đi hết đoạn đường này.

b. Nếu đi xuôi dòng nước thì canô đi hết đoạn đường này là bao lâu?

Bài 5: Lúc 7h hai xe gắn máy cùng xuất phát từ hai điểm A và B cách nhau 20km, chúng chuyển động thẳng đều và đi cùng chiều nhau từ A đến B. Xe thứ nhất xuất phát từ A với vận tốc 40km/h, xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc 30km/h.

a. Tính khoảng cách của hai xe sau khi chúng đi được 30 phút.

b. Hai xe có gặp nhau không? Nếu có thì chúng gặp nhau lúc mấy giờ và cách A bao xa?

Bài 6: Một canô chạy từ bến sông A đến bến sông B. Cho biết AB = 30km. Vận tốc của canô đối khi nước đứng yên là 15km/h. Hỏi sau bao lâu đến B khi:

a. Nước sông đứng yên.

b. Nước sông chảy từ A đến B với vận  tốc 3km/h.

Bài 7: Một người đi xe đạp từ A đến B dự định mất t = 4h. Do nữa quãng đường sau người ấy tăng vận tốc thêm 3 km/h nên đến sớm hơn dự định 20 phút.

a. Tính vận tộc dự định và quãng đường AB.

b. Nếu sau khi đi được 1h do có việc người ấy phải ghé lại mất 30 phút . Hỏi đoạn đường còn lại người ấy phải đi với vạn tốc bao nhiêu để đến nơi như dự định.

Bài 8: Hai bạn Hoà và Bình bắt đầu chạy thi trên một quãng đường S. Biết Hoà trên nửa quãng đường đầu chạy với vận tốc không đổi v1 và trên nửa quãng đường sau chạy với vận tốc không đổi v2(v2< v1). Còn Bình thì trong nửa thời gian đầu chạy với vận tốc v1 và trong nửa thời gian sau chạy với vận tốc v2 .

a. Tính vận tốc trung bình của mỗi bạn ?

b. Ai về đích trước? Tại sao?

Bài 9: Ôtô chuyển động với vận tốc 54 km/h, gặp đoàn tàu đi ngược chiều. Người lái xe thấy đoàn tàu lướt qua trước mặt mình trong thời gian 3s.Vận tốc tàu 36 km/h.

a. Tính chiều dài đoàn tàu

b. Nếu  Ôtô chuyển động đuổi theo đoàn tàu thì thời gian để ôtô vượt hết chiều dài của đoàn tàu là bao nhiêu? Coi vận tốc tàu và ôtô không thay đổi.

Bài 10: Từ 2 điểm A và B cách nhau 70Km, cùng một lúc có hai xe xuất phát, chúng chuyển động cùng chiều từ A đến B. Xe khởi hành từ A đi với vận tốc 40Km/h xe khởi hành từ B đi với vận tốc 50Km/h.

1. Hỏi khoảng cách giữa hai xe sau 2h kể từ lúc xuất phát?
2. Sau khi xuất phát được 2h30phút, xe khởi hành từ A đột ngột tăng tốc và đạt đến vận tốc 60Km/h. Hãy xác định thời điểmvà vị trí 2 xe gặp nhau?

Bài 11: Một người đi xe đạp trên đoạn đường MN. Nửa đoạn đường đầu người ấy đi với vận tốc v₁=20km/h.Trong nửa đoạn đường còn lại người đó đi trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v₂ =10km/h trong nửa thời gian còn lại người ấy đi với vận tốc v₃ = 5km/h. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường MN?

...

---Để xem tiếp nội dung phần Các bài tập tự luyện, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Phân loại và phương pháp giải 4 bài toán quan trọng trong Chuyển động cơ học môn Vật lý 10. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website 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 .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Chuyên đề phương pháp giải bài tập Chuyển động thẳng đều môn Vật lý 10

• Bài tập Xác định vận tốc trung bình. Xác định các giá trị trong chuyển động thẳng đều

• Phương trình chuyển động và Đồ thị toạ độ - thời gian của Chuyển động thẳng đều

​Chúc các em học tập tốt !