Lý 10 Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Bài học trước, chúng ta đã khảo sát chuyển động thẳng đều, vậy chuyển động thẳng biến đổi đều có đặc điểm gì? Các em hãy cùng eLib tìm hiểu trong bài học này nhé! Chúc các em học tốt!

Lý 10 Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều

a) Độ lớn của vận tốc tức thời

  • Trong khoảng thời gian rất ngắn Δt, kể từ lúc ở M vật dời được một đoạn đường Δs rất ngắn thì đại lượng: là độ lớn vận tốc tức thời của vật tại M.

  • Đơn vị vận tốc là m/s.

b) Véc tơ vận tốc tức thời

Véc tơ vận tốc tức thời của một vật tại một điểm là một véc tơ có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời theo một tỉ xích nào đó.

c) Chuyển động thẳng biến đổi đều

  • Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó vận tốc tức thời hoặc tăng dần đều hoặc giảm dần đều theo thời gian.
  • Vận tốc tức thời tăng dần đều theo thời gian gọi là chuyển động nhanh dần đều.
  • Vận tốc tức thời giảm dần đều theo thời gian gọi là chuyển động chậm dần đều.

1.2. Chuyển động thẳng nhanh dần đều.

a) Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều

- Khái niệm gia tốc:

  • \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} \)
  • Với: \(\Delta v = v - {v_0};\,\Delta t = t - {t_0} \)
  • Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc  và khoảng thời gian vận tốc biến thiên Δt.

  • Đơn vị gia tốc là m/s2

- Véc tơ gia tốc:

  • Vì vận tốc là đại lượng véc tơ nên gia tốc cũng là đại lượng véc tơ: \(\overrightarrow a = \frac{{\overleftarrow v - \overrightarrow {{v_0}} }}{{t - {t_0}}} = \frac{{\Delta \overleftarrow v }}{{\Delta t}} \)

  • Véc tơ gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều cùng phương, cùng chiều với véc tơ vận tốc.

- Vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều:

  • Công thức tính vận tốc: va
  • Đây là công thức tính vận tốc. Nó cho ta biết vận tốc của vật ở những thời điểm khác nhau

- Đồ thị vận tốc – thời gian:

Đồ thị (v,t) của chuyển động thẳng nhanh dần đều

- Đường đi của chuyển động thẳng nhanh dần đều: s = v0t + \(\frac{1}{2} \)at2

- Công thức liên hệ giữa a, v và s của chuyển động thẳng nhanh dần đều: v− v02 = 2as 

- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều: x = x0 + v0t +\(\frac{1}{2} \)at2

1.3. Chuyển động thẳng chậm dần đều

a) Gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều

- Công thức tinh gia tốc: \(\frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{v - {v_0}}}{t} \)

- Véc tơ gia tốc:

  • Ta có :  \(\overrightarrow a = \frac{{\Delta \overrightarrow v }}{{\Delta t}}\)

  • Vì véc tơ  \({\overrightarrow v } \)  cùng hướng nhưng ngắn hơn véc tơ  \({\overrightarrow {{v_0}} } \) nên \({\Delta \overrightarrow v } \) ngược chiều với các véc tơ  \({\overrightarrow v } \) và  \({\overrightarrow {{v_0}} } \)

  • Véc tơ gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều ngược chiều với véc tơ vận tốc.

b) Vận tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều

- Công thức tính vận tốc: va

  • Trong đó a ngược dấu với v.

- Đồ thị vận tốc– thời gian:

Đồ thị (v,t) của chuyển động thẳng chậm dần đều

c) Đường đi và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng chậm dần đều

- Công thức tính đường đi: s = v0t + \(\frac{1}{2} \)at2

  • Trong đó a ngược dấu với v0.

- Phương trình chuyển động: xv0+\(\frac{1}{2} \)at2

  • Trong đó a ngược dấu với 

2. Bài tập minh họa

2.1. Dạng 1: Xác định thời gian chuyển động của vật

Một đoàn tàu đang chuyển động với vận tốc 72 km/h thì vào ga Huế  và  hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt còn lại  54 km/h. Xác định thời gian để tàu tàu còn vận tốc 36 km/h kể từ lúc hãm phanh và sau bao lâu thì dừng hẳn.

Hướng dẫn giải

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu, gốc tọa độ tại vị trí hãm phanh, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh.

\({v_0} = \frac{{72}}{{3,6}} = 20m/s;{v_1} = \frac{{54}}{{3,6}} = 15m/s;{v_2} = \frac{{36}}{{3,6}} = 10m/s \)

Gia tốc chuyển động của tàu \(a = \frac{{{v_1} - {v_0}}}{{\Delta t}} = \frac{{15 - 20}}{{10}} = - 0,5m/{s^2} \)

Mà \({v_2} = {v_0} + a.{t_2} \Rightarrow {t_2} = \frac{{{v_2} - {v_0}}}{a} = \frac{{10 - 20}}{{ - 0,5}} = 20s \)

Khi dừng lại hẳn thì \({v_3} = 0 \)

Áp dụng công thức \({v_3} = {v_0} + a{t_3} \)

\( \Rightarrow {t_3} = \frac{{{v_3} - {v_0}}}{a} = \frac{{0 - 20}}{{ - 0,5}} = 40\, \)s

2.2. Dạng 2: Xác định vận tốc của vật

Một người đi xe máy đang chuyển động với vận tốc 54 km/h thì nhìn thấy chướng ngại vật thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều và dừng lại sau 10 s . Vận tốc của xe máy sau khi hãm phanh được 6 s là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe máy, gốc tọa độ tại vị trí hãm phanh, gốc thời gian là lúc hãm hanh

Ta có \({v_0} = \frac{{54}}{{3,6}} = 15m/s \) xe dừng lại sau 10s nên \({v_1} = 0\,m/s\)

\({v_1} = {v_0} + at \Rightarrow a = \frac{{{v_1} - {v_0}}}{t} = \frac{{0 - 15}}{{10}} = - 1,5\left( {m/{s^2}} \right) \)

Vận tốc của xe máy sau khi hãm phanh được 6 s  

\({v_6} = {v_0} + a{t_6}\)

\( \Rightarrow {v_6} = 15 - 1,5.6 = 6\,m/s \)

3. Luyện tập 

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1 : Một ô tô đang đi với v = 54 km/h bỗng người lái xe thấy có ổ gà trước mắt cách xe 54 m. Người ấy phanh gấp và xe đến ổ gà thì dừng lại. Tính gia tốc và thời gian hãm phanh.

Câu 2: Cho một máng nghiêng, lấy một viên bi lăn nhanh dần đều từ đỉnh một máng với  không vận tốc ban đầu, bỏ qua ma sát giữa vật và máng, biết viên bi lăn với gia tốc 1 m/s2.

a. Sau bao lâu viên bi đạt vận tốc 2 m/s.

b. Biết vận tốc khi chạm đất 4 m/s. Tính chiều dài máng và thời gian viên bi chạm đất.

Câu 3: Một người đi xe đạp chuyển động nhanh dần đều đi được S = 24 m, S2 = 64 m trong 2 khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là 4s. Xác định vận tốc ban đầu và gia tốc của xe đạp.

Câu 4: Một ô tô bắt đầu chuyển động nhanh dần đều từ Trung Tâm Bồi Dưỡng Kiến Thức A khi đi hết 1km thứ nhất thì v1 = 15 m/s. Tính vận tốc v của ô tô sau khi đi hết 2km.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trong công tốc tính vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều: \(v = {v_0} + at \) thì:

A. a luôn luôn dương

B. a luôn luôn cùng dấu với v

C. a luôn ngược dấu với v

D. v luôn luôn dương

Câu 2: Một ô tô du lịch dừng trước đèn đỏ. Khi đèn xanh bật sáng, ô tô du lịch chuyển động với gia tốc \(2m/{s^2}\), sau đó 10/3 s , 1 mô tô đi qua cột đèn tín hiệu giao thông với vận tốc 15 m/s và cùng hướng với ô tô du lịch. Khi nào thi mô tô đuổi kịp ô tô?

A. t = 5 s                                   B. t = 10 s                     

C. Cả A và B                           D. Không gặp nhau

Câu 3: Hai người đi xe đạp khởi hành cùng 1 lúc và đi ngược chiều nhau. Người thứ nhất có vận tốc đầu là 18 km/h và lêb dốc chậm dần đều với gia tốc là 20cm/s2. Người thứ 2 có vận tốc đầu là 5,4 km/h và xuống dốc nhanh dần đều với gia tốc là 0,2m/s2. Khoảng cách giữa 2 người là 130 m.

Hỏi sau bao lâu 2 người gặp nhau và đến lúc gặp nhau mỗi người đã đi được 1 đoạn đường dài bao nhiêu?

A. \(20\left( s \right);{s_1} = 60\left( m \right);{s_2} = 70\left( m \right) \)         

B. \(20\left( s \right);{s_1} = 70\left( m \right);{s_2} = 60\left( m \right) \)               

C. \(10\left( s \right);{s_1} = 60\left( m \right);{s_2} = 70\left( m \right) \)           

D.  \(10\left( s \right);{s_1} = 70\left( m \right);{s_2} = 60\left( m \right) \)

Câu 4: Chiếc xe có lốp tốt chạy trên đường khô có thể phanh với độ giảm tốc là 4,90 m/s. Nếu xe có vận tốc 24,5 m/s thì cần bao nhiêu lâu để dừng?

A. 0,2 s                                       B. 2,8 s

B. 5 s                                          D. 61,25 s

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Chuyển động thẳng biến đổi đều Vật lý 10 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

Qua bài giảng Chuyển động thẳng biến đổi đều này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như:

  • Nắm được khái niệm vận tốc tức thời về mặt ý nghĩa của khái niệm, công thức tính, đơn vị đo, chuyển động thẳng chậm dần đều, nhanh dần đều .

  • Nắm được khái niệm gia tốc về mặt ý nghĩa của khái niệm, công thức, đơn vị đo. Giải được bài toán đơn giản về chuyển động thẳng biến đổi đều .

Ngày:15/07/2020 Chia sẻ bởi:Tuyết

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM