lý thuyết và bài tập chương 2 vật lý lớp 10

MỤC TIÊU - Phát biểu được định nghĩa chuyển động biến đổi đều - Viết được các công thức gia tốc, vận tốc, đường đi, PT chuyển động thẳng biến đổi đều - Đăc điểm của chuển động thẳng biế

BUỔI 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa chuyển động biến đổi đều

- Viết được các công thức gia tốc, vận tốc, đường đi, PT chuyển động thẳng biến đổi đều

- Đăc điểm của chuển động thẳng biến đổi đều

- Biết tính a,v,s t

- Vẽ đồ thị (x-t) , (v,t)

- Biết lập phương trình chuyển động, tìm vị trí và thời điểm gặp nhau

- Giải được các bài tập liên quan

II.KIẾN THỨC CƠ BẢN:

1 Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều.

a Là đại lượng vật lí đặt trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc.

- Giá trị đại số

0 0

b

Véc tơ gia tốc:

⃗

a=⃗v −⃗v0 t−t0 =

Δ⃗v Δt

- Đặc điểm của véc tơ gia tốc:

+ Gốc tại vật chuyển động

+Phương không đổi theo phương quỹ đạo

+Chiều không đổi:

-Nếu av > 0 ( ⃗ a,⃗v cùng hướng) thì vật

chuyển động nhanh dần đều

-Nếu av < 0 ( ⃗ a,⃗v ngược hướng) thì vật

chuyển động chậm dần đều

+ Độ lớn không đổi

c Đơn vị: m/s2

2 Vận tốc:

a Công thức vận tốc:

- Dạng tổng quát: v v 0a t t.  0

- Nếu chọn gốc thời gian tại thời điểm t0 thì v v 0a t

Chú ý: Chuyển động thẳng NDĐ: av>0

Chuyển động CDĐ: av<0

b Đặc điểm véc tơ vận tốc:

-Gốc tại vật chuyển động

-Phương chiều không đổi ( phương trùng phương quỹ đạo, chiều theo chiều

chuyển động)

+v  0 Vật chuyển động cùng chiều dương trục tọa độ +v  0 Vật chuyển động ngược chiều dương trục tọa độ

- Độ lớn thay đổi, tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian

c.Đồ thị vận tốc- thời gian:

-Dạng đường thẳng có hệ số góc là a -Đi lên nếu a 0

-Đi xuống nếu a 0

Chú ý: Nếu chọn chiều dương là chiều chuyển động thì:

- Chuyển động NDĐ: a 0

- Chuyển động CDĐ: a 0

3 Công thức quãng đường:

- Tổng quát:    

2

1 2

- Nếu chọn gốc thời gian tại thời điểm t0 thì s=v0t+ 1

2 at

2

4 Toạ độ.(phương trình chuyển động):

2

1 2

- Nếu chọn gốc thời gian tại thời điểm t0 thì: x = xo + vot + 2

1

at2

- Đồ thị tọa độ thời gian : +Dạng Parabol

+Điểm xuất phát (0, x0) +Bề lõm hướng lên nếu a>0 +Bề lõm hướng xuống nếu a<0

5 Hệ thức liên hệ giữa a, v và s : v2−v02=2as

III BÀI TẬP VẬN DỤNG:

v

v0

O t

v

O t v0

v v0

O t

v

O t v0

v > 0, a > 0 v < 0, a < 0 v > 0, a < 0 v < 0, a > 0

DẠNG 1 : TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG a, v, s, t TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

*Phương pháp:

B1: Chọn HQC,

+Chiều dương ( thường chọn là chiều chuyển động) +Gốc thời gian( thường chọn khi vật bắt đầu chuyển động)

B2: Áp dụng công thúc:

+ Khi có thời gian: v = v0+at; s=v0t+ 1

2 at

2

+Khi không có thời gian: v2−v02=2as

Chú ý: 1 Nhận biết vận tốc ban đầu v0: Khi vật bắt đầu chuyển động, bắt đầu khởi hành,

nếu vật được thả rơi (v0 = 0)

2.Vận tốc sau v : Dừng, hãm,……

3.Công thức trên: a, v là các giá trị đại số s,t là các giá trị số học.

4 Quãng đường vật đi được trong t giây khác quãng đường vật đi được trong giây

thứ t

( Dạng đơn giản, áp dụng thuần các công thức tính a, s, t )

Bài 1 : Chất điểm chuyển động dọc theo trục Ox với vận tốc 3,5 m/s thì tăng tốc chuyển

động nhanh dần đều, trong 2s vận tốc tăng đến 4,5 m/s Tìm gia tốc, quãng đường và vận tốc trung bình trong thời gian nói trên

Bài 2 Một vận động viên điền kinh tăng tốc từ vận tốc 3 m/s lên đến vận tốc 5 m/s trên

quãng đường dài 100 m Tính : a)Tinh gia tốc của người đó b.)Thời gian người đó chạy trên đọan đường nói trên

Bài 3 Một ôtô đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì xuống dốc Nó chuyển động

nhanh dần đều với gia tốc a = 1 m/s2 Biết chiều dài dốc là 192 m Tính thời gian để ôtô

đi hết dốc và vận tốc của nó tại chân dốc

Bài 4 : Xe máy chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ, trong 3s đầu đi được

quãng đường 2,5m

a) Tìm gia tốc và vận tốc của xe máy lúc t= 3s

b) Tìm quãng đường xe máy đã đi trong giây thứ 3

Bài 5: Một ôtô đang chuyển động với vận tốc 12 m/s thì hãm phanh, chuyển động chậm

dần đều và đi thêm 36m thì dừng lại

a) Tìm thời gian chuyển động chậm dần đều của ôtô

b) Tìm quảng đường ôtô đi được trong 2s cuối cùng trước khi dừng hẳn

Bài 6: Viên bi chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu với gia tốc a = 0,2 m/s2 Tính quãng đường xe đi được trong 6 giây? b Tính quãng đường xe đi được trong giây thứ 6?

( Dạng bài khai thác các yếu tố của chuyển động dựa vào phương trình chuyển động ) Bài 7 Phương trình chuyển động của một vật : x = 2t2 + 10t + 100 (m, s)

a Tính gia tốc của chuyển động?

b Tìm vận tốc lúc 2 s của vật?

c Xác định vị trí của vật khi có vận tốc 30 m/s

Bài.8 Một vật chuyển động theo phương trình : x = 4t2 + 20t (cm, s)

a Xác định vận tốc đầu và gia tốc của vật?

b Tính quãng đường vật đi được từ t1 = 2s đến t2 = 5s Suy ra vận tốc trung bình trong khoảng thời gian này?

c Tính vận tốc của vật lúc t = 3s

Bài 9 : Một vật chuyển động thẳng theo phương trình : x t 2 4t 5 (cm;s)

a Xác định xo, vo, a Suy ra loại chuyển động ?

b Tìm thời điểm vật đổi chiều chuyển động ? Tọa độ vật lúc đó ?

c Tìm thời điểm và vận tốc vật khi qua gốc tọa độ ? d Tìm quãng đường vật đi được sau 2s ?

Bài 10:Một vật chuyển động với phương trình x =10-20t-2t2 (m)Trả lời các câu hỏi sau a/ Xác định gia tốc? Xác định toạ độ và vận tốc ban đầu?

b/ Vận tốc ở thời điểm t = 3s?

c/ Vận tốc lúc vật có toạ độ x =0?

d/ Toạ độ lúc vận tốc là v = - 40m/s?

e/ Quãng đường đi từ t = 2s đến t = 10s?

g/ Quãng đường đi được khi vận tốc thay đổi từ v1 = - 30m/s đến v2 = - 40m/s ?

( Dạng bài phức tạp hơn, cần có sự tổng hợp, chuyển động theo nhiều giai đoạn ) Bài 11 : Xe máy chuyển động thẳng nhanh dần đều, trong 5s đầu đi được quãng đường

8,75m

Biết vận tốc xe máy lúc t= 3s là v= 2m/s

a) Tìm gia tốc và vận tốc ban đầu của xe máy b) Tìm quãng đường xe máy đi trong 10s tiếp theo

Bài 12:Một ôtô đang chuyển động thẳng với vận tốc 72km/h thì giảm đều tốc độ, khi đi

được quãng đường 50m thì vận tốc chỉ còn lại một nửa ban đầu

a) Tính gia tốc của ôtô b) Tính quãng đường từ lúc vận tốc còn một nửa đến khi dừng hẳn

Bài 13 : Một xe đang chuyển động với vận tốc 7,2 km/h thì tăng tốc Sau 4 s, xe đi thêm

được 40 m

a Tìm gia tốc của xe b Tìm vận tốc của xe sau 6s

c Cuối giây thứ 6, xe tắt máy, sau 13 s thì ngừng hẳn lại Tính quãng đường xe đi thêm được kể từ khi tắt máy

Bài 14 Một đòan tàu rời ga, chuyển động nhanh dần đều, sau khi đi được 1000 m thì đạt

đến vận tốc 10 m/s Tính vận tốc của tàu sau khi đi được 2000 m?

Bài 15 : Một thang máy của một tòa nhà cao tầng chuyển động đi xuống theo 3 giai đoạn

liên tiếp Giai đoạn 1: chuyển động NDĐ, không vận tốc ban đầu và sau 12,5m thì đạt vận tốc 5m/s Giai đoạn 2: chuyển động đều trên quãng đường dài 25m tiếp theo Giai đoạn 3: chuyển động CDĐ và chố dừng lại cách nơi khởi hành 50m

a Lập phương trình chuyển động của mối giai đoạn?

b Vẽ đồ thị vận tốc thời gian của mối giai đoạn chuyển động?

Bài 16 : Một thang máy chuyển động như sau :

 GĐ1: Chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu, gia tốc 1m/s2 trong thời gian 4s

 GĐ2: Trong 8s sau đó nó chuyển động đều

 GĐ3: 2s sau cùng, nó chuyển động chậm dần đều và dừng lại

Tính quãng đường thang máy đi được và vẽ đồ thị vận tốc của chuyển động này ?

Bài 17 : Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 14,4km/h thì hãm phanh c.đ thẳng CDĐ.

Trong 10s đầu nó đi được quãng đường AB dài hơn đoạn đường BC của nó trong 10s kế tiếp là 5m Tìm gia tốc chuyển động của đoàn tàu sau khi hãm phanh

Bài 18 : *Một Vật chuyển động chậm dần đều , trong giây đầu tiên đi được 9m Trong 2

giây tiếp theo đi được 12m Tìm gia tốc của vật và quãng đường dài nhất vật đi được

Bài 19* Một viên bi được thả lăn không vận tốc đầu trên mặt phẳng nghiêng Trong giây

thứ 3, bi đi được 25 cm a Tìm gia tốc của viên bi và quãng đường bi lăn được trong 3s đầu

b Biết rằng mặt phẳng nghiêng dài 5 m Tìm thời gian để bi lăn hết chiều dài đó?

Bài 20* Một xe chuyển động nhanh dần đều trên hai đọan đường liên tiếp bằng nhau và

bằng 100 m với thời gian lần lượt là 5 s và 3,5 s Tính gia tốc của xe?

BUỔI 3: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa chuyển động biến đổi đều

- Viết được các công thức gia tốc, vận tốc, đường đi, PT chuyển động thẳng biến đổi đều

- Đăc điểm của chuển động thẳng biến đổi đều

- Biết tính a,v,s t

- Vẽ đồ thị (x-t) , (v,t)

- Biết lập phương trình chuyển động, tìm vị trí và thời điểm gặp nhau

- Giải được các bài tập liên quan

II.KIẾN THỨC CƠ BẢN:

1 Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều.

a Là đại lượng vật lí đặt trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc.

- Giá trị đại số

0 0

b

Véc tơ gia tốc: ⃗a=⃗v −⃗v0

t−t0 =

Δ⃗v Δt

- Đặc điểm của véc tơ gia tốc:

+ Gốc tại vật chuyển động

+Phương không đổi theo phương quỹ đạo +Chiều không đổi:

-Nếu av > 0 ( ⃗ a,⃗v cùng hướng) thì vật

chuyển động nhanh dần đều

-Nếu av < 0 ( ⃗ a,⃗v ngược hướng) thì vật

chuyển động chậm dần đều

+ Độ lớn không đổi

c Đơn vị: m/s2

2 Vận tốc:

a Công thức vận tốc:

- Dạng tổng quát: v v 0a t t.  0

- Nếu chọn gốc thời gian tại thời điểm t0 thì v v 0a t

Chú ý: Chuyển động thẳng NDĐ: av>0 Chuyển động CDĐ: av<0

b Đặc điểm véc tơ vận tốc:

-Gốc tại vật chuyển động -Phương chiều không đổi ( phương trùng phương quỹ đạo, chiều theo chiều chuyển động)

+v  0 Vật chuyển động cùng chiều dương trục tọa độ +v  0 Vật chuyển động ngược chiều dương trục tọa độ

- Độ lớn thay đổi, tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian

c.Đồ thị vận tốc- thời gian:

-Dạng đường thẳng có hệ số góc là a -Đi lên nếu a 0

-Đi xuống nếu a 0

v

v0

O t

v

O t v0

v v0

O t

v

O t v0

v > 0, a > 0 v < 0, a < 0 v > 0, a < 0 v < 0, a > 0

Chú ý: Nếu chọn chiều dương là chiều chuyển động thì:

- Chuyển động NDĐ: a 0

- Chuyển động CDĐ: a 0

3 Công thức quãng đường:

- Tổng quát:    

2

1 2

- Nếu chọn gốc thời gian tại thời điểm t0 thì s=v0t+ 1

2 at

2

4 Toạ độ.(phương trình chuyển động):

2

1 2

- Nếu chọn gốc thời gian tại thời điểm t0 thì: x = xo + vot + 2

1

at2

- Đồ thị tọa độ thời gian : +Dạng Parabol

+Điểm xuất phát (0, x0) +Bề lõm hướng lên nếu a>0 +Bề lõm hướng xuống nếu a<0

5 Hệ thức liên hệ giữa a, v và s : v2−v02=2as

III BÀI TẬP VẬN DỤNG:

DẠNG 2 : TÌM THỜI ĐIỂM VÀ VỊ TRÍ GẶP NHAU CỦA HAI VẬT BẰNG PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG.

Bài 1:Cùng một lúc hai xe đi qua 2 địa điểm Avà B cách nhau 280m và đi cùng chiều

nhau Xe A có vận tốc đầu 36km/h chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 40cm/s2;Xe B

có vận tốc đầu 3m/s chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 0,4m/s2.Trả lời các câu hỏi sau:

a)Sau bao lâu hai người gặp nhau?

b)Khi gặp nhau xe A đã đi được quảng đường dài bao nhiêu?

c)Tính khoảng cách giữa hai xe sau 10s:

Bài 2:Lúc 7h30phút sáng một ô tô chạy qua địa điểm A trên một con đường thẳng với

vận tốc 36km/h,chuyển động chậm dần đều với gia tốc 20cm/s2.Cùng lúc đó tại điểm B trên cùng con đường đó cách A 560m một ô tô khác bắt đầu khởi hành đi ngược chiều xe thứ nhất,chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 0,4m/s2

Trả lời các câu hỏi sau

a)Hai xe gặp nhau lúc mấy giờ?

b)Địa điểm gặp nhau cách địa điểm A bao nhiêu?

Bài 3: Lúc 7giờ sáng hai người đi xe đạp cùng khởi hành từ hai địa điểm A,B cách nhau

160m và đi ngược chiều để đến gặp nhau.Người thứ nhất có vận tốc đầu 7,2km/h chuyển động NDĐ với gia tốc 0,4m/s2 Người thứ hai có vận tốc đầu 4m/s chuyển động CDĐ với

a ( m/s2)

t (s) a>0

a<0

v0 O

a>0

a<0 O

v( m/s)

t(s)

x(m)

t (s)

O

a < 0

a > 0 x0

gia tốc 0,2m/s2 Chọn trục ox là đường thẳng AB, góc tọa độ tại A, chiều dương AB, gốc

thời gian lúc 7h

a) Lập phương trình chuyển động của mỗi xe b) Tìm thời điểm và vị trí gặp nhau ?

Bài 4 : Lúc 5giờ sáng một người đi xe đạp bắt đầu rời địa điểm O để đuổi theo một người

đi bộ ở cách đó 600m Biết người đi bộ đều bước với vận tốc 5,4km/h ,người đi xe đạp

chuyển động NDĐ với gia tốc 0,3 m/s2.Lấy trục ox là đường thẳng chuyển động ,gốc tọa

độ tại O,chiều dương là chiều chuyển động ,gốc thời gian lúc 5giờ sáng

a) Tìm vị trí mà xe đạp đuổi kịp người đi bộ b) Tìm khoảng cách giữa hai xe lúc

5h2min

Bài 5: Cùng lúc từ hai địa điểm A,B cách nhau 240m có hai học sinh đi xe đạp cùng

chiều theo chuyển động Thẳng NDĐ cùng gia tốc 0,25m/s2 .Xe đi từ A có vận tốc đầu Vo

đuổi theo xe đi từ B không vận tốc đầu Lấy trục ox là đường thẳng chuyển động ,gốc tọa

độ tại A,chiều dương là chiều chuyển động

a) Cho Vo = 36km/h.Tìm vị trí hai xe gặp nhau

b) Vẽ đồ thị vận tốc –thời gian của hai xe trên cùng một hình

Bài 6: Lúc 7h sáng một ô tô khởi hành từ địa điểm A đi về phía địa điểm B cách A 300m,

chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 0,4m/s2 10 s sau một xe đạp khởi hành từ B đi

cùng chiều với ô tô Lúc 7h50ph thì ô tô đuổi kịp xe đạp Tính vận tốc của ô tô và tìm

khoảng cách hai xe lúc 7h1ph

DẠNG 3: ĐỒ THỊ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

a, Đồ thị ( a - t ) b, Đồ thị ( v - t ) c, Đồ thị ( x - t )

BÀI TẬP ÁP DỤNG:

Bài tập1: ở cùng một thời điểm có một vật chuyển động nhanh dần đều từ A -> B với vận tốc ban

Biết AB = 351 m

a, Lập phương trình chuyển động cho 2 vật

b, Xác định vị trí và thời điểm 2 vật gặp nhau , tính vận tốc của vật 1 ở B và vật 2 ở A ?

c, Tính vận tốc trung bình của 2 vật trên đoạn đường AB

Đ/s: a, x 1 = 10 t + t 2 ( m ; s ) ; x 2 = 351 - 4t ( m ; s )

b, 13 s ; 299m cách A  O

c, + Vật1 : v tb = 24,4 m/s

+ Vật2 : v tb = 4 m/s và vật chuyển động thẳng đều

Bài tập 2: Từ hai điểm A và B trên đường thẳng cách nhau 125 m có hai vật đang chuyển động

thẳng nhanh dần đều đi ngược chiều nhau Vật 1 đi từ A -> B với vận tốc ban đầu 4m/s và gia tốc

a, Viết phương trình cho 2 vật

b, Xác định thời điểm và vị trí hai vật gặp nhau

c, Tính vận tốc của vật 1 tại B và của vật 2 tại A

d, Tính vận tốc trung bình của hai vật trên đoạn đường AB

e, Vẽ đồ thị (vận tốc - thời gian) của hai vật trên cùng một hệ trục, hai hệ trục khác nhau

Đ/s : Hqc: ox đt AB , O A ; chiều dương A ->B

Gốc thời gian là lúc 2 vật cđ từ hai điểm A và B

a, x 1 = 4t + t 2 ( m ; s ) x 2 = 125 - 6t - 2t 2 ( m ; s)

b, t = 5s ; 45 m cách AO

c, v 1B22,7 m/s ; v 2A32,2 m/s

d, v 1tb 13,35 m/s ; v 2tb 19,1 m/s

e, Hs tự vẽ hình

Bài tập3:

Cho đồ thị ( v - t ) của một vật chuyển động như hình vẽ

a, Hãy nêu tính chất của mỗi giai đoạn chuyển động?

b, Tính gia tốc trong mỗi giai đoạn chuyển động,

lập phương tình vận tốc

c, Tính quãng đường mà vật đã đi được ?

Đ/s : a, T/c chuyển động trong cả ba giai đoạn ta đều

có v  0 ; nên t/c do gia tốc quyết định

+ gđ1: a 1 = 0 -> CĐTĐ ; gđ2: a 2 > 0 -> CĐTNDĐ ; gđ3 : a 3 < 0 -> CĐTCDĐ và dừng lại

b, Gia tốc - phương trình vận tốc

+ gđ1: a 1 = 0 và v 1 = 5 m/s = const ( 0 < t  2 s )

+ gđ2: a 2 = 7,5 m/s 2 ; v 2 = 7,5t - 10 ( m/s ; s ) 2s t 4s

+ gđ3: a 3 = - 5 m/s 2 ; v 3 = -5t + 40 ( m/s ; s ) 4s t 8s

c, Quãng đường ta có S 1 + S 2 + S 3 = 75 m

Bài tập4( BTVN): Một vật chuyển động theo ba giai đoạn liên tiếp

gđ1: Chuyển động thẳng đều với vận tốc 10 m/s trong thời gian 5 s

gđ2: CĐTNDĐ và sau 50m thì đạt vận tốc 15 m/s

gđ3: CĐTCDĐ để dừng lại cách nơi bắt đầu CĐTCDĐ là 50m

a, Lập phương trình chuyển động của mỗi giai đoạn

b, Vẽ các đồ thị ( a - t ) ; ( v - t ) ; ( x - t ) ?

v( m/s) 20

3 2

1 5

t(s) 8 4