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

PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐỒ THỊ TOẠ ĐỘ - THỜI GIAN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

1) Phương trình chuyển động thẳng đều :

Gọi :

- x₀ : là toạ độ đầu (lúc t₀ = 0), vị trí của vật cách mốc toạ độ lúc đầu.

- x : là toạ độ ở thời điểm t.

- Lấy mốc thời gian là lúc chất điểm bắt đầu chuyển động : t₀ = 0.

- Phương trình chuyển động thẳng đều (toạ độ của chất điểm sau thời gian chuyển động t): \(x = {x_0} + s = {x_0} + v.t\)

- Với x₀ là tọa độ ban đầu ( t = t₀ ) của vật, x là tọa độ tại thời điểm t ; v là  vận tốc của vật ( v dương hay âm tùy thuộc vào chiều chuyển động).

- Với chuyển động thẳng đều ( không đổi chiều ) thì :

+ Độ dời = quãng đường : \(\Delta x = s\)

+ Độ lớn vận tốc = tốc độ :  \(\left| v \right| = \frac{s}{{t - {t_0}}}\)

Lúc đó :  \(s = \left| v \right|(t - {t_0})\)

- Chọn gốc thời gian t₀ = 0 thì \(x = {x_0} + vt\) và  \(s = \left| {x - {x_0}} \right| = \left| v \right|t\)

- Thường ta chỉ xét chuyển động thẳng đều không đổi chiều chuyển động.

- Cách viết phương trình chuyển động :

+ Chọn gốc tọa độ  \(\Rightarrow {x_0} = ?\)

+ Chọn gốc thời gian  \( \Rightarrow {t_0} = ?\)

+ Chọn chiều dương  \(\Rightarrow v > 0\,;\,v\, < 0.\)

2) Đồ thị toạ độ - thời gian của chuyển động thẳng đều :

- Cách vẽ đồ thị tọa độ - thời gian của một chuyển động thẳng đều :

+ Lập bảng các giá trị tương ứng giữa x và t ( bảng (x,t))

+ Vẽ hai trục tọa độ vuông góc : Trục hoành là trục thời gian (Ot); trục tung là trục tọa độ (Ox) ( hệ trục (x,t)).

+ Xác định các điểm đặc biệt trên hệ trục (x,t) dựa vào bảng giá trị đã lập

+ Nối các điểm đặc biệt trên ta được đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động .

+ Chú ý : Đồ thị tọa độ - thời gian (x-t hay xOt) của một chuyển động thẳng đều là một đường thẳng ( giới hạn  ) xiên góc. Vận tốc v = tan\(\alpha \) , trong đó  \(\alpha \) là góc xiên. Chọn chiều dương của trục Ox là chiều chuyển động thì đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian là một đường thẳng v = v₀ ( kí hiệu v₀ là vận tốc đầu) song song với trục thời gian t.

+ Độ dời x – x₀ và quãng đường đi được của chất điểm được tính bằng diện tích hình chữ nhật có một cạnh bằng v₀ và một cạnh bằng t.

- Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều :

Ví dụ : Vẽ đồ thị của phương trình chuyển động : x =  5 + 10 t ; x (km) ; t (h).

a) Bảng (x, t) :

b) Đồ thị tọa độ - thời gian :

     - Vẽ hai trục vuông góc : trục hoành là trục thời gian (mỗi độ chia ứng với 1 giờ) ; trục tung là trục tọa độ (mỗi độ chia ứng với 10 km). Ta gọi hai trục này là hệ trục (x, t).

     - Trên hệ trục (x,t), ta hãy chấm các điểm có x và t tương ứng trong bảng (x,t).

     - Nối các điểm đó với nhau, ta được một đoạn thẳng ; đoạn thẳng này có thể kéo dài thêm về bên phải. Từ đó mà ta thu được hình , gọi là đồ thị tọa độ  - thời gian của chuyển động thẳng đều đã cho.

     - Đồ thị tọa độ - thời gian biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ của vật chuyển động vào thời gian.

- Phân tích đồ thị của chuyển động thẳng đều :

+ Cho đến đây, những ví dụ ta đã nghiên cứu là những bài toán đại số. Vì thế, ta đã sử dụng những lời giải đại số. Thông thường trong vật lí học, đặc biệt khi tiến hành các thí nghiệm, số liệu được biểu diễn ở dạng đồ thị. Vì vậy, các nhà vật lí cần biết phân tích số liệu trên đồ thị.

+ Có ba loại đồ thị chính được dùng trong động học: đồ thị vị trí – thời gian, đồ thị vận tốc – thời gian, và đồ thị gia tốc – thời gian. Mối quan hệ giữa những đồ thị này mang lại cho chúng ta một số công cụ phân tích mạnh nhất của mình.

Bằng cách tính độ dốc của đồ thị thẳng, ta có thể xác định vận tốc của quả hockey theo đơn vị m/s. Từ kết quả này, ta có thể kết luận rằng: Độ dốc của đồ thị vị trí – thời gian cho biết vận tốc của vật.

+ Nếu như độ dốc của đồ thị vị trí – thời gian cho biết vận tốc, và chuyển động thẳng đều là vận tốc không đổi, thì đồ thị phải có độ dốc không đổi (tức là là một đường thẳng). Nói cách khác, Nếu một vật đang chuyển động thẳng đều, thì đồ thị vị trí – thời gian của nó phải là một đường thẳng.

- Không phải mọi đồ thị vị trí – thời gian đều là đường thẳng. Một số đồ thị là đường cong, và một số là sự kết hợp phức tạp của đường cong và đường thẳng. Không kể đến hình dạng của đồ thị, thì độ dốc của đồ thị vị trí – thời gian cho biết vận tốc của vật.

+ Độ dốc = độ tăng trên trục tung / độ tăng trên trục hoành.

+  \(m = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}}\)  (m/s).

+  \(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}}\)  (m/s).

3) Xác định độ dời và đường đi : (BAN NÂNG CAO)

4) Véctơ vận tốc trung bình và tốc độ trung bình :

...

--Để xem tiếp nội dung Phương trình chuyển động và Đồ thị toạ độ - thời gian của Chuyển động thẳng đều 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 Phương trình chuyển động và Đồ thị toạ độ - thời gian của Chuyển động thẳng đều 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:

• Phương pháp giải và phân loại bài tập về Lực đàn hồi môn Vật lý 10

• Cơ sở lý thuyết về Định luật I Newton - Định luật Quán Tính môn Vật lý 10

• Tóm tắt lý thuyết và phân loại bài tập Chuyển động thẳng đều môn Vật lý 10

​Chúc các em học tập tốt !