Bài 9. Chuyển động thẳng biến đổi đều trang 40, 41, 42, 43 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

Tính gia tốc của các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài. Các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài có phải là chuyển động thẳng biến đổi đều hay không. Từ các đồ thị trong hình 9.1. Hãy viết công thức về mối liên hệ giữa v với a và t của từng chuyển động ứng với từng đồ thị trong hình 9.1. Chuyển động nào là chuyển động nhanh dần đều, chậm dần đều. Hình 9.2 là đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động của một bạn đang đi trong siêu thị. Hãy dựa vào đồ thị để mô tả bằng lời chuyển động của bạn

Quảng cáo
Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

Câu hỏi tr 40

Câu 1. Tính gia tốc của các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

Lời giải chi tiết:

- Gia tốc của ô tô là:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{10}}{1} = 10\left( {m/{s^2}} \right)\)

- Gia tốc của người chạy bộ là:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{4 - 6}}{{1 - 0}} =  - 2\left( {m/{s^2}} \right)\)

Câu 2. Các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài có phải là chuyển động thẳng biến đổi đều hay không?

Phương pháp giải:

Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng mà vận tốc có độ lớn tăng hoặc giảm đều theo thời gian.

Lời giải chi tiết:

Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng mà vận tốc có độ lớn tăng hoặc giảm đều theo thời gian.

=> Các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài là chuyển động thẳng biến đổi đều.

Câu hỏi tr 41

Câu 1. Từ các đồ thị trong hình 9.1:

a) Hãy viết công thức về mối liên hệ giữa v với a và t của từng chuyển động ứng với từng đồ thị trong hình 9.1.

b) Chuyển động nào là chuyển động nhanh dần đều, chậm dần đều?

Phương pháp giải:

Dựa vào các đồ thị hình 9.1.

Lời giải chi tiết:

a)

- Đồ thị a: \(v = at\)

- Đồ thị b: \(v = {v_0} + at\)

- Đồ thị c: \(v = {v_0} - at\)

b)

- Chuyển động nhanh dần đều là: đồ thị a và b

- Chuyển động chậm dần đều: đồ thị c

 

Câu 2. Hình 9.2 là đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động của một bạn đang đi trong siêu thị. Hãy dựa vào đồ thị để mô tả bằng lời chuyển động của bạn đó (khi nào đi đều, đi nhanh lên, đi chậm lại, nghỉ).

 

Phương pháp giải:

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị.

Lời giải chi tiết:

- Trong 4 s đầu tiên: bạn đó đi đều với vận tốc 1,5 m/s.

- Từ giây 4 – giây 6: bạn đó đi chậm lại.

- Từ giây 6 đến giây 7: bạn đó nghỉ

- Từ giây 7 đến giây 8: bạn đó bắt đầu đi theo chiều âm

- Từ giây 8 – 9: bạn đó đi đều với vận tốc -0,5 m/s.

- Từ giây 9 – 10: đi chậm và dừng lại tại giây thứ 10.

Câu hỏi tr 42

1. Câu hỏi

Câu 1. Hãy tính độ dịch chuyển của chuyển động có đồ thị (v-t) vẽ ở Hình 9.3b. Biết mỗi cạnh của ô vuông nhỏ trên trục tung ứng với 2 m/s, trên trục hoành ứng với 1 s.

 

Phương pháp giải:

Dựa vào đồ thị hình 9.3b.

Lời giải chi tiết:

Độ dịch chuyển có độ lớn bằng diện tích của hình thang vuông có đường cao là t và các đáy có độ lớn v0, v.

Từ đồ thị ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_0} = 4\left( {m/s} \right);v = 16\left( {m/s} \right)\\t = 6\left( s \right)\end{array} \right.\)

Suy ra: Độ dịch chuyển là:

\(d = \frac{{\left( {4 + 16} \right).6}}{2} = 60\left( m \right)\)

Câu 2. Chứng tỏ rằng có thể xác định được giá trị của gia tốc dựa trên đồ thị (v - t).

Phương pháp giải:

Dựa vào đồ thị hình 9.3b.

Lời giải chi tiết:

Ta có: Gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

Từ đồ thị ta thấy: Độ biến thiên vận tốc các khoảng thời gian bằng nhau là 2 m/s.

Xét giữa 2 thời điểm A và B:

=> \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{{v_B} - {v_A}}}{{{t_A} - {t_B}}} = \frac{{12 - 8}}{{4 - 3}} = \frac{2}{1} = 2(m/{s^2})\)

Vậy có thể xác định được giá trị của gia tốc dựa trên đồ thị v – t.

2. Câu hỏi

Câu 1. Biết độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều có độ lớn bằng diện tích giới hạn đồ thị (v – t) trong thời gian t của chuyển động và các trục tọa độ. Hãy chứng minh rằng công thức tính độ lớn của độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều là:

\(d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)     (9.4)

 

Lời giải chi tiết:

Độ dịch chuyển có độ lớn bằng diện tích của hình thang vuông có đường cao là t và các đáy có độ lớn v0, v.

Diện tích hình thang: \(d = {s_{ht}} = \frac{{(v + {v_0}).t}}{2} = \frac{1}{2}{v_0}t + \frac{1}{2}vt\)     (1)

Lại có: \(a = \frac{{v - {v_0}}}{t} \Rightarrow v = at + {v_0}\)      (2)

Thay (2) vào (1) ta được:

\(d = \frac{1}{2}{v_0}t + \frac{1}{2}(at + {v_0})t = \frac{1}{2}{v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} + \frac{1}{2}{v_0}t\)

\( \Rightarrow d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)      (đpcm)

 

Câu 2. Từ công thức (9.2) và (9.4) chứng minh rằng:

\({v^2} - v_0^2 = 2.a.d\)                (9.5)

 

Lời giải chi tiết:

Ta có: \({v_t} = {v_0} + at\)   (9.2)

\(d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)     (9.4)

+ Bình phương 2 vế của (9.2) ta được:

\({v^2} = v_0^2 + 2{v_0}.at + {a^2}{t^2} = v_0^2 + a(2{v_0}t + a{t^2})\)          (1)

+ Từ (9.4) ta có:

\(2{\rm{d}} = 2{v_0}t + a{t^2}\)       (2)

Thay (2) vào (1) ta được:

\({v^2} = v_0^2 + a.2{\rm{d}} \Leftrightarrow {v^2} - v_0^2 = 2{\rm{a}}.d\)   (đpcm)

3. Câu hỏi

 

Hãy dùng đồ thị (v – t) vẽ ở hình 9.4 để:

a) Mô tả chuyển động

b) Tính độ dịch chuyển trong 4 giây đầu, 2 giây tiếp theo và 3 giây cuối

c) Tính gia tốc của chuyển động trong 4 giây đầu

d) Tính gia tốc của chuyển động từ giây thứ 4 đến giây thứ 6.

Kiểm tra kết quả của câu b và câu c bằng cách dùng công thức.

 

Phương pháp giải:

- Dựa vào đồ thị hình 9.4 để mô tả chuyển động.

- Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển, gia tốc.

Lời giải chi tiết:

a) Mô tả chuyển động:

- Trong 4 giây đầu tiên: chuyển động chậm dần đều từ 8 m/s đến 0 m/s

- Từ giây thứ 4 đến giây thứ 6: bắt đầu tăng tốc với vận tốc -2 m/s

- Từ giây thứ 6 đến giây thứ 9: chuyển động thẳng đều với vận tốc – 2 m/s

b) Độ dịch chuyển:

- Trong 4 giây đầu:

Độ dịch chuyển bằng diện tích tam giác vuông có cạnh đáy là t và chiều cao là v.

\({d_1} = \frac{1}{2}.{t_1}.{v_1} = \frac{1}{2}.4.8 = 16\left( m \right)\)

- Trong 2 giây tiếp theo:

Độ dịch chuyển bằng diện tích tam giác vuông có cạnh đáy là t và chiều cao là v.

\({d_2} = \frac{1}{2}.{t_2}.{v_2} = \frac{1}{2}.2.( - 4) =  - 4\left( m \right)\)

- Trong 3 giây cuối:

Độ dịch cuyển bằng diện tích hình chữ nhật có chiều dài là t và chiều rộng là v.

\({d_3} = {v_3}.{t_3} =  - 4.3 =  - 12\left( m \right)\)

c)

Gia tốc của chuyển động trong 4 giây đầu:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{8 - 0}}{{4 - 0}} = 2\left( {m/{s^2}} \right)\)

d)

Gia tốc của chuyển động từ giây thứ 4 đến giây thứ 6:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{ - 4 - 0}}{{6 - 4}} =  - 2\left( {m/{s^2}} \right)\)

* Kiểm tra kết quả bằng công thức:

Độ dịch chuyển:

- Trong 4 giây đầu:

\({d_1} = {v_0}{t_1} + \frac{1}{2}a{t_1}^2 = 0.4 + \frac{1}{2}{.2.4^2} = 16\left( m \right)\)

- Trong 2 giây tiếp theo:

\({d_2} = {v_0}{t_2} + \frac{1}{2}a{t_2}^2 = 0.2 + \frac{1}{2}.( - 2){.2^2} =  - 4\left( m \right)\)

- Trong 3 giây cuối:

\({d_3} = {v_3}t =  - 4.3 =  - 12\left( m \right)\)

=> Trùng với kết quả khi dùng đồ thị.

 


Câu hỏi tr 43

 

Câu 1. Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con đang chạy trong một ngõ thẳng và hẹp.

a) Hãy mô tả chuyển động của chú chó.

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của chú chó sau: 2s; 4s; 7s và 10s bằng đồ thị và bằng công thức.

 

Phương pháp giải:

- Dựa vào đồ thị hình 9.5.

- Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển, gia tốc.

Lời giải chi tiết:

a) Mô tả chuyển động:

- Trong 2 giây đầu tiên: chuyển động thẳng đều với vận tốc 1 m/s.

- Từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: chuyển động nhanh dần đều

- Từ giây 4 đến giây 7: chuyển động chậm dần

- Từ giây 4 đến giây 8: dừng lại

- Từ giây 8 đến giây 9: chuyển động nhanh dần theo chiều âm

- Từ giây 9 đến giây 10 chuyển động thẳng đều với vận tốc -1 m/s.

b) Quãng đường đi được và độ dịch chuyển:

- Sau 2 giây:

\({s_1} = {d_1} = {v_1}{t_1} = 1.2 = 2\left( {m/s} \right)\)

- Sau 4 giây:

\({s_2} = {d_2} = {s_1} + \frac{1}{2}(1 + 3).2 = 2 + 4 = 6\left( m \right)\)

- Sau 7 giây:

+ Quãng đường:

\({s_3} = {s_2} + \frac{1}{2}.3.\left( {7 - 4} \right) = 6 + 4,5 = 10,5\left( m \right)\)

+ Độ dịch chuyển:

\({d_3} = {d_2} + \frac{1}{2}.(3).\left( {7 - 4} \right) = 6 + 4,5 = 10,5\left( m \right)\)

- Sau 10 giây:

+ Quãng đường:

\({s_4} = {s_3} + s' = 10,5 + 0,5 + 1 = 12\left( m \right)\)

+ Độ dịch chuyển:

\({d_4} = {d_3} + d' = 10,5 - 0,5 - 1 = 9\left( m \right)\)

* Kiểm tra bằng công thức:

- Sau 2 giây:

\({s_1} = {d_1} = {v_1}{t_1} = 1.2 = 2\left( {m/s} \right)\)

- Sau 4 giây:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{3 - 1}}{{4 - 2}} = \frac{2}{2} = 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

\({s_2} = {d_2} = {d_1} + {v_1}{t_1} + \frac{1}{2}at_1^2 = 2 + 1.2 + \frac{1}{2}{.1.2^2} = 6\left( m \right)\)

- Sau 7 giây:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{0 - 3}}{{7 - 4}} = \frac{2}{2} =  - 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

+ Quãng đường và độ dịch chuyển từ giây 4 đến giây 7 là:

\(d' = s' = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} = 3.3 + \frac{1}{2}( - 1).{(7 - 4)^2} = 4,5\left( m \right)\)

=> Quãng đường và độ dịch chuyển đi được sau 7 giây là:

\({d_3} = {s_3} = {d_2} + d' = 6 + 4,5 = 10,5\left( m \right)\)

- Sau 10 giây:

+ Từ giây 7 – 8: đứng yên

+ Từ giây 8 – 9:

\(a = \frac{{ - 1 - 0}}{{9 - 8}} =  - 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

\(d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} = 0.1 + \frac{1}{2}\left( { - 1} \right){.1^2} =  - 0,5\left( m \right)\)

s = 0,5 m

+ Từ giây 9 – 10:

\(d = vt =  - 1.1 =  - 1\left( m \right)\)

s = 1 m

Suy ra: độ dịch chuyển và quãng đường đi được sau 10 giây lần lượt là:

\({d_4} = {d_3} - 0,5 - 1 = 10,5 - 0,5 - 1 = 9\left( m \right)\)

\({s_4} = {s_3} - 0,5 - 1 = 10,5 + 0,5 + 1 = 12\left( m \right)\)

=> Kiểm tra thấy các kết quả trùng nhau.

 

Câu 2. Một vận động viên đua xe đạp đường dài vượt qua vạch đích với tốc độ 10 m/s. Sau đó vận động viên này đi chậm dần đều thêm 20 m mới dừng lại. Coi chuyển động của vận động viên là thẳng.

a) Tính gia tốc của vận động viên trong đoạn đường sau khi qua vạch đích.

b) Tính thời gian vận động viên đó cần để dừng lại kể từ khi cán đích.

c) Tính vận tốc trung bình của người đó trên quãng đường dừng xe.

 

Phương pháp giải:

Sử dụng các công thức tính gia tốc, thời gian, vận tốc.

Lời giải chi tiết:

a)

Gia tốc của vận động viên trong đoạn đường sau khi qua vạch đích là:

\({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{ad}} \Leftrightarrow a = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2{\rm{d}}}} = \frac{{{0^2} - {{10}^2}}}{{2.20}} =  - 2,5\left( {m/{s^2}} \right)\)

b)

Thời gian vận động viên đó cần để dừng lại kể từ khi cán đích là:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} \Leftrightarrow \Delta t = \frac{{\Delta v}}{a} = \frac{{0 - 10}}{{ - 2,5}} = 4\left( s \right)\)

c)

Vận tốc trung bình của người đó trên quãng đường dừng xe là:

\(v = \frac{d}{t} = \frac{{20}}{4} = 5\left( {m/s} \right)\)

 

  • Bài 10. Sự rơi tự do trang 44, 45, 46 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Các thí nghiệm (TN) sau đây sẽ giúp chúng ta kiểm tra dự đoán của mình về sự rơi trong không khí. Trong TN 1, tại sao quả bóng rơi nhanh hơn chiếc lá. Trong TN 2, hai tờ giấy giống nhau, nặng như nhau, tại sao tờ giấy vo tròn lại rơi nhanh hơn. Trong TN 3, trọng lượng bi sắt lớn hơn bi thủy tinh, tại sao hai viên bi rơi nhanh như nhau. Theo em, nếu loại bỏ được sức cản của không khí, các vật sẽ rơi như thế nào. Trong các chuyển động sau, chuyển động nào được coi là rơi tự do. Tại sao. Hãy thực

  • Bài 11. Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do trang 47, 48 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Thảo luận về phương án thí nghiệm dựa trên hoạt động sau: Thả trụ thép rơi qua cổng quang điện trên mảng đứng và trả lời câu hỏi. Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của phép đo gia tốc rơi tự do. Tại sao lại dùng trụ thép làm vật rơi trong thí nghiệm? Có thể dùng viên bi thép được không. Giải thích tại sao. Vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2 trên hệ tọa độ (s – t2). Nhận xét chung về dạng của đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2 rồi rút ra kết l

  • Bài 12. Chuyển động ném trang 49, 50, 51, 52, 53, 54 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Hai viên bi có chạm đất một lúc không. Hãy nhận xét về sự thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng của hai viên bi sau những khoảng thời gian bằng nhau. Hãy quan sát ảnh chụp hoạt nghiệm ở Hình 12.2 để chứng tỏ chuyển động thành phần theo phương nằm ngang là chuyển động thẳng đều với vận tốc. Hãy đè xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra những kết luận 2 và 3. . Dùng thước kẻ giữ ba viên bi (sắt, thủy tinh và gỗ) trên một tấm thủy tinh đặt nghiêng. Nếu đồng thời ném hai quả bóng giống nhau với nhữn

  • Bài 8. Chuyển động biến đổi. Gia tốc trang 37, 38, 39 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sốngXác định độ biến thiên vận tốc sau 8 s của chuyển động trên. Xác định độ biến thiên của vận tốc sau mỗi giây của chuyển động trên trong 4 s đầu và trong 4 s cuối. Các đại lượng xác định được ở câu 2 cho ta biết điều gì về sự thay đổi vận tốc của chuyển động trên. Hãy chứng tỏ khi cùng chiều với (a.v>0) thì chuyển động là nhanh dần, khi ngược chiều với (a.v<0) thì chuyển động là chậm dần). Tính gia tốc của ô tô trên 4 đoạn đường tr

  • Bài 7. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trang 34, 35, 36 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Hãy tính quãng đường đi được, độ dịch chuyển, tốc độ, vận tốc của bạn A khi đi từ nhà đến trường và khi đi từ trường đến siêu thị (Hình 7.1). Coi chuyển động của bạn A là chuyển động đều và biết cứ 100 m bạn A đi hết 25 s. Hãy vẽ đồ thị dịch chuyển – thời gian trong chuyển động của bạn A nêu ở trên theo trình tự sau đây. Hình 7.2 là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của một người đang bơi trong một bể bơi dài 50 m. Đồ thị này cho biết những gì về chuyển động của người đó. Số liệu về độ dịch chuy

Quảng cáo
close