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) 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 Δv 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: v = v₀ + at 
• 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:

- 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: v² − v₀² = 2as 

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

• Nếu chọn chiều của các vận tốc là chiều dương thì v < vo. Gia tốc a có giá trị âm, nghĩa là ngược dấu với vận tốc.

- 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: v = v₀ + at 

• Trong đó a ngược dấu với v.

- Đồ thị vận tốc– thời gian:

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: x = x₀ + v₀t +\(\frac{1}{2} \)at²

• Trong đó a ngược dấu với v₀.

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

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  

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

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

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.

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

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 .