Tài liệu ôn tập Vật Lý 10 - Chủ đề 2: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Nội dung tài liệu: Tài liệu ôn tập Vật Lý 10 - Chủ đề 2: Chuyển động thẳng biến đổi đều

1. TRƯỜNG THPT LÝ TỰ TRỌNG Tổ: Vật lý – KTCN Chủ đề 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU I. Tóm tắt lý thuyết: 1. Vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều: 1.1. Độ lớn của vận tốc tức thời s v = (1) t 1.2. Vectơ vận tốc tức thời tại 1 điểm: Gốc : tại vật chuyển động. Hướng : có hướng của vật chuyển động. Độ dài : tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời theo một tỉ lệ xích nào đó. 1.3. Chuyển động thẳng biến đổi đều: - Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều, hoặc giảm đều theo thời gian. - Độ biến thiên vận tốc : Δv = v – v0 hay ∆푣 = 푣 ― 푣0 - Độ biến thiên thời gian: Δt = t – t0 - Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian. - Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian. 2. Chuyển động thẳng biến đổi đều: 2.1. Gia tốc: - Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên của vận tốc Δv và khoảng thời gian vận tốc biến thiên Δt v v v a 0 const (2a) t t0 t - Đơn vị gia tốc là m/s2 - Nếu chọn chiều (+) cùng chiều CĐ: + Vật CĐT NDĐ : Δv > 0 , a > 0 a và v0 cùng dấu (a.v>0) + Vật CĐT CDĐ : Δv < 0 , a < 0 a và v0 ngược dấu (a.v<0) - Gia tốc là đại lượng vectơ : 푣 푣 = 0 = ∆푣 (2b) 푡 푡0 ∆푡 + Gốc : ở vật chuyển động + Phương, chiều : trùng với phương và chiều của vectơ vận tốc. + Độ dài : tỉ lệ với độ lớn của gia tốc theo một tỉ lệ xích nào đó. 2.2. Vận tốc: - Chọn gốc thời gian ở thời điểm ban đầu t0 = 0 : v = v0 +at (3) - Đồ thị (v,t) có dạng đoạn thẳng. 2.3. Công thức tính quãng đường:
2. 1 s v t at2 (4) 0 2 2.4. Công thức liên hệ giữa a, v, v0 , s: 2 2 v - v0 = 2as (5) 2.5. Phương trình chuyển động: O A M x0 s x x 1 x x s x v t a.t2 0 0 0 2 3. Nghiên cứu sự rơi tự do của các vật: 3.1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do: Theo phương thẳng đứng. Chiều từ trên xuống dưới. Là chuyển động nhanh dần đều Vận tốc: v = gt 1 Quãng đường: h gt2 2 3.2. Gia tốc rơi tự do Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g (g = 9,8 m/s2 , g = 10 m/s2). Ở những vĩ độ khác nhau, độ cao khác nhau, gia tốc rơi tự do sẽ khác nhau. II. Bài tập ví dụ: 1/ Dạng toán: Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều và nhận diện phương trình. *Phương pháp B1: Chọn HQC, + Gốc tọa độ +Chiều dương ( thường chọn là chiều chuyển động vật 1 hoặc 2) +Gốc thời gian( thường chọn khi bắt đầu khảo sát chuyển động) 1 2 B2: Áp dụng công thức: x = xo + vot + at 2 Từ hệ quy chiếu vừa chọn, xác định các yếu tố sau cho mỗi vật: + Tọa độ đầu x0 = ? ,vận tốc v0 = (bao gồm cả dấu)? Gia tốc a =? ( kể cả dấu) Lưu ý: 1/ NDĐ a.v > 0( v >0 thì a >0; v 0 thì a<0, ngược lại) 2/ Nhận biết vận tốc ban đầu v0: Khi vật bắt đầu chuyển động, bắt đầu khởi hành, (v0 = 0)
3. Ví dụ 1: Một đoạn dốc thẳng dài 130m, Nam và Sơn đều đi xe đạp và khởi hành cùng 1 lúc ở 2 đầu đoạn dốc. Nam đi lên dốc với v = 18km/h chuyển động chậm dần đều với gia tốc có độ lớn 0,2m/s2. Sơn đi xuống dốc với v = 5,4 km/h và chuyển động nhanh dần đều với a = 20cm/s2 a/ Viết phương trình chuyển động. b/ Tính thời gian khi gặp nhau Hướng dẫn giải: B1/ +Chọn gốc toạ độ tại đỉnh dốc +Chiều dương từ đỉnh đến chân dốc +Gốc thời gian ( t =0) khi Sơn xuống dốc. B2/ 1 2 Ptcđ: của Sơn: : x1 = xo1 + vo1t + a1t 2 + X 01 = 0 vì trùng gốc O + V01 = + 5,4km/h = 1,5m/s vì cùng chiều dương. 2 2 +NDĐ a1.V1 >0 mà V1 >0 nên a1 = 20cm/s = 0,2m/s 2 =>x1 = 1,5t + 0,1.t (m ;s) 2 Tương tự phương trình chuyển động xe Nam: x2 = 130 – 5t + 0,1t (m,s) b/ Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2 Ví dụ 2( nhận diện phương trình) Phương trình cơ bản của 1 vật chuyển động: x = 6t2 – 18t + 12 cm/s. Hãy xác định. a/ Vận tốc của vật, gia tốc của chuyển động và cho biết tính chất của chuyển động. b/ Vận tốc của vật ở thời điểm t = 2s. c/ Toạ độ của vật khi nó có v = 36cm/s. Hướng dẫn giải: 2 2 a/ x = 6t – 18t + 12 = x0 + v0t + ½ at a = 12cm/s2, v = -18cm/s vật chuyển động chậm dần đều. b/ Ở t = 2s phương trình vận tốc: v = v0 + at = 6cm/s v c/ t 4,5s x = 6t2 – 18t + 12 = 525cm a 2/ B ài toán cơ bản rơi tự do: Ví dụ: Một vật được thả rơi tự do từ độ cao h = 49 m. a. Tính thời gian vật rơi cho đến khi chạm đất? b. Tính vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất? c. Tính quãng đường vật rơi được trong giây cuối? Giải:
4. 2h 2.49 a. Thời gian vật rơi cho đến khi chạm đất : t 3,16s g 10 b. Vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất (Vận tốc của vật lúc t = 3,16 s) v = gt = 10 . 3,16 = 31,6 (m/s) c. Gọi h là quãng đường vật rơi trong 3,16 s Gọi h’ là quãng đường vật rơi trong thời gian t’ = 2,16 s - Quãng đường vật rơi trong 1 s cuối là : s = h – h’ 1 = 49 – .(10)(2,16)2 = 26,6 (m) 2 n 1 Khi giải trắc nghiệm áp dụng công thức: sn gn t 10.1 3,16 26,6 m 2 2 III. BÀI TẬP VẬN DỤNG: 1. Trắc nghiệm: 1. Điều nào sau đây là phù hợp với đặt điểm của vật chuyển động thẳng biến đổi đều? A. Vận tốc biến thiên theo thời gian theo qui luật hàm số bậc hai. B. Gia tốc thay đổi theo thời gian. C. Vận tốc biến thiên những lượng bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì. D. Gia tốc là hàm số bậc nhất theo thời gian. 2. Chọn câu trả lời SAI. Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có: A. quỹ đạo là đường thẳng. B. vectơ gia tốc của vật có độ lớn là một hằng số C. quãng đường đi được của vật luôn tỉ lệ thuận với thời gian vật đi. D. vận tốc có độ lớn tăng theo hàm bậc nhất đối với thời gian. 3. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về khái niệm gia tốc? A. gia tốc là đại lượng vật lí đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc. B. gia tốc là một đại lượng vô hướng. C. gia tốc là một đại lượng vectơ. D. gia tốc đo bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc và khoãng thời gian xảy ra sự biến thiên đó. 4. Một giọt nước rơi tự do từ độ cao 45 m xuống đất. Cho g = 10 m/s 2. Thời gian giọt nước rơi tới mặt đất là bao nhiêu? A. 4,5s. B. 2s. C. 9s. D. 3s. 5. Chuyển động nhanh dần đều là chuyển động có : A. Gia tốc a >0 B. Tích số a.v > 0 C .Tích số a.v < 0 D .Vận tốc tăng theo thời gian. 6. Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều là:
5. 1 1 A. s v at 2 (a,v cùng dấu) B. s v at 2 (a,v trái dấu) 0 2 0 0 2 0 1 1 C. x x v t at 2 (a,v cùng dấu) D. x x v t at 2 (a,v trái dấu). 0 0 2 0 0 0 2 0 7. Thời gian cần thiết để tăng vận tốc từ 10 m/s đến 40 m/s của một chuyển động có gia tốc 3m/s là: 10 40 50 A. 10s B. s C. s D. s 3 3 3 8. Phương trình chuyển động của 1 chất điểm là x = 10t + 4t2. Tính vận tốc của chất điểm lúc t = 2s. A. 16m/s B. 18m/s C. 26m/s D. 28m/s 9. Một ôtô bắt đầu cđ nhanh dần đều sau 5s vận tốc là 10 m/s. Tính quãng đường mà vật đi được: A. 200m B. 50m C. 25m D. 150m 10. Một đoàn tàu rời ga chuyển động nhanh dần đều. Sau 100s tàu đạt tốc độ 36km/h. Gia tốc và quãng của đoàn tàu đi được trong 1 phút A. 0,185 m; 333m/s B. 0,1m/s2; 180m C. 0,185 m/s; 333m D.0,185m/s2 ; 333m 2. Tự luận: Bài 1: Trên hình là đồ thị vận tốc – thời gian của một vật chuyển động thẳng. Quãng đường tổng cộng vật đi được là: v(m/s) a. Cho biết tính chất của chuyển động trên từng đoạn đường AB, BC, CD? 20 A b. Tính gia tốc trên từng đoạn đường? B C c. Tính tổng quãng đường đi từ A đến D? 10 d. Viết ptcđ cho từng đoạn đường, chọn gốc tọa D O độ tại A, gốc thời gian khi vật qua A, chiều 20 50 56 t(s) H.6 dương từ A đến D. Bài 2: Một vật được thả cho rơi tự do từ độ cao 20m so với mặt đất xuống. Lấy g=10m/s2. a. Tính thời gian vật rơi. b. Quãng đường mà vật đi được trong giây cuối cùng là bao nhiêu?