Tài liệu phụ đạo vật lí 10 cơ bản: Chuyển động thẳng biến đổi đều

a.Lập công thức xác định vận tốc và ptcđ của 2 vật.Biết ban đầu 2 vật cách nhau 78m b.Xác định vị trí gặp nhau của 2 vật.. HD.Chọn trục Ox trùng quỹ đạo của 2 vật,O trùng với vỉtí đầu củ[r]

t

a

a>0

a<0

Đồ thị a - t

0

t

a

a>0

a<0

Đồ thị a - t

v

v0 a.v<0

a.v>0

Đồ thị v-t với trường hợp a<0

v

v0 a.v<0

a.v>0

Đồ thị v-t với trường hợp a<0

v

v0

a.v<0 a.v>0

Đồ thị v-t với trường hợp a>0

v

v0

a.v<0 a.v>0

Đồ thị v-t với trường hợp a>0

chuyển động thẳng biến đổi đều.

I.Mục đích:

-Xác định được các đại lượng cơ bản của chuyển động thẳng biến đổi đều(gia tốc,tốc độ tức thời,quãng đường )

-Lập được phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều

-Giải được các bài tập đơn giản về đồ thị vận tốc -thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều

II.Kiến thức cơ bản.

1.Đ/n:Cđtbđđ là cđ có quỹ đạo thẳng và vận tốc tăng đều hoặc giảm đều theo t/g.

2.Các công thức và ptcđ.

Gia tốc:

0

0

t t

v v a







Vận tốc:vv0 a(tt0)

Quãng đường:

2

) ( ) (

2 0 0

0

t t a t t v







Mối liên hệ giữa vận tốc,gia tốc và quãng đường:v v2 2a(x x0) 2as

0

Phương trình chuyển động:

2

) ( ) (

2 0 0

0 0

t t a t t v x









Nhận xét:Khi t0 0 thì ta có các công thức ,phương trình đơn giản hơn

3.Đặc điểm của cđtbđđ

+Gia tốc là một hằng số:ah/s

+Với cđtndđ:a,vcùng chiều, do đó:a.v0

+Với cđtcdđ:a,vngược chiều, do đó:a.v0

4.Đồ thị của chuyển động thẳng biến đổi đều.

a.Đồ thị gia tốc-t/g

b.Đồ thị vận tốc-t/g

0 t

x

xmin

tmin

a.v<0

a.v>0

x0

Đồ thị x-t với a>0

x

xmin

tmin

a.v<0

a.v>0

x0

Đồ thị x-t với a>0

xmax

tM

x0

x

a.v<0 a.v>0

Đồ thị x-t với a<0

xmax

tM

x0

x

a.v<0 a.v>0

Đồ thị x-t với a<0

c.Đồ thị tọa độ-t/g

III.Bài tập.

Bài1.Xác định gia tốc của vật chuyển động trong các trường hợp sau:

a.Xe chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ.Sau 1 phút thì đạt tốc độ 54km/h

b.Xe đang chạy thẳng với tốc độ 36km/h thì hãm phanh và dừng lại sau 10s

c.Xe đang chuyển động thẳng nhanh dần đều,sau 1 phút tốc độ tăng từ 18km/h lên 72km/h

d.Xe đang chuyển động với tốc độ 18km/h sau khi đi được quãng đường 100m thì đạt tốc độ 36km/h

e.Quả bóng được ném theo phương vuông góc với bức tường thẳng đứng với tốc độ 10m/s,sau thời gian va chạm với tường là 0,2s bóng bay ngược lại theo phương cũ với tốc độ cũ

Hướng dẫn:Chọn chiều dương(ví dụ chiều chuyển động ban đầu của vật)

a 0,25 / 2 b

60

0 15

s m

10

10 0

s m

a  

c 0,25 / 2 d

60

5 20

s m

100 2

5 10

s m

2 , 0

10 10

s m

a   

Bài 2.Một vật chuyển động dọc theo trục Ox,được mô tả bằng phương trình:

x80t2 50t10 ( với x:cm;t:s)

a.Xác định gia tốc của chuyển động

b.Xác định tốc độ vật lúc t =1s

c.Xác định vị trí vật khi vật có tốc độ 130cm/s

Hướng dẫn:

a.So sánh với phương trình tổng quát: ,ta có:

2

0 0

t a t v x

x   a160cm/s2 1,6m/s2

b.Có v0 50cm/s0,5m/s vậy:v0,51,6.tkhi t 1 s thì v2,1m/s

a

v v

t  0 0,5  55 0,55

Bài 3.Lúc 8h 2 xe đi qua 2 địa điểm A và B cách nhau 260m theo chiều ngược đến gặp nhau.Xe từ A

chuyển động thẳng nhanh dần đều với tốc độ đầu là 10,8km/h và gia tốc 40cm/s2;xe từ B chuyển động thẳng chậm dần đều với tốc độ đầu 36km/h và gia tốc 0,4m/s2.Xác định:

O t(s) v(m/s)

10 20

v(m/s)

10 20

Hướng dẫn:

a Chọn: Trục Ox trùng quỹ đạo chuyển động

Gốc tọa độ O trùng với A

Chiều dương từ A đến B

Gốc thời gian là lúc 8h

Phương trình chuyển động của các xe là: x A 3.t0,2.t2 (m)

x B 26010.t0,2.t2 (m)

Hai xe gặp nhau:x A  x B t20s x140m

b Có v A 30,4.t 11m/s và v B 100,4.t2m/s

Quãng đường đi được: S A 140m và S B 120m

Bài 4.Vật chuyển động có đồ thị vận tốc-thời gian (hình vẽ).Lập phương trình vận tốc của vật.

Hướng dẫn:

Chuyển động của vật là thẳng và không đổi chiều

(vì v luôn lớn hơn hoặc băng không)

Có thể chia chuyển động làm ba giai đoạn:

Giai đoạn 1:Là chuyển động thẳng đều

Phương trình vận tốc là:v1 5(m/s) (Đk: 0t2s)

Giai đoạn 2:Là chuyển động thẳng nhanh dần đều,

với gai tốc 2

2 7,5m/s

a  Phương trình vận tốc là:v2 57,5(t2)(m/s)

(Đk: 2st4s)

Giai đoạn 3:Là chuyển động thẳng chậm dần đều,

với gia tốc 2

3 5m/s

a  Phương trình vận tốc là:v3 205(t4)(m/s) (Đk: 4st8s)

Bài1*.Một xe đạp đang đi với v=2m/s thì xuống dốc,cđtndđ với a=0,2m/s2.Cùng lúc đó một ôtô đang chạy với v=20m/s thì lên dốc,cđtcdđ với a=0,4m/s2.Biết dốc dài 570m

a.Xác định vị trí 2 xe gặp nhau

b.Xác định vị trí 2 xe khi chúng cách nhau 170m

HD.a.Chọn trục Ox trùng với mặt dốc,gốc O tại đỉnh dốc,chiều dương hướng từ trên xuống,gốc t/g là lúc

xe đạp xuống dốc

Pt của xe đạp: 2 (m)

1 2t 0,1t

2 570 20t 0,2t

Hai xe gặp nhau thì :x1 x2 t30s;t190s(loai)

Vị trí gặp nhau:x 150 m

b TH1: x2 x1 170t 20s;t200s(loai)

Vị trí hai xe:x1 80m;x2 250m

TH2:x1 x2 170t 41,5s;t 180s(loai)

Vị trí hai xe:x1 255m;x2 85m

0 t(h)

v(km/h) 40

20 10

A

B

v(km/h) 40

20 10

A

B

0

v(km/h)

t(h) 20

80

(I)

(II) (III)

0

v(km/h)

t(h) 20

80

(I)

(II) (III)

0

t(s)

v(m/s) 1

-1

-2

6

C

D

0

t(s)

v(m/s) 1

-1

-2

6

C

D

Bài2*.Một ôtô đang chạy với v=20m/s thì tắt máy,cđtcdđ,đi thêm được 20s nữa thì dừng hẳn.

a.Xác định gia tốc xe và quãng đường đi thêm được

b.Kể từ lúc tắt máy,xe mất bao nhiêu t/g để đi thêm được150m

20

20 0

s m

) 1 (

2

20









2 20 150

2

loai s t s t

t t

Bài3*.Hai vật A và B chuyển động ngược chiều đến gặp nhau,có đồ thị v-t như hv.

a.Lập công thức xác định vận tốc và ptcđ của 2 vật.Biết ban đầu 2 vật cách nhau 78m

b.Xác định vị trí gặp nhau của 2 vật

HD.Chọn trục Ox trùng quỹ đạo của 2 vật,O trùng với vỉtí đầu của vật B,chiều dương là chiều chuyển

động của vật B

a.Với xe A v A 402t (m/s) ; x A 7840tt2 (m)

Với xe B.v B t (m/s) ; (m)

2

2

t

x B 

b.Hai xe gặp nhau khi :x A  x B t2s;t 78s(loai)

Vị trí gặp nhau:x 2 m

Bài4*.BA vật chuyển động có đồ thị v-t như hv.

a.Mô tả chuyển động của mỗi vật

b.Lập công thức xác định vận tốc và quãng đường đi của mỗi vật

HD.

Vật 1.Chuyển động thẳng nhanh dần đều,v0 20km/h ,a20km/h2

Ct vận tốc :v2020t (km/h)

Ct đường đi:S 20t10t2 (km)

Vật 2 Chuyển động thẳng nhanh dần đều, v0 0,a20km/h2

Ct vận tốc :v20(t1) (km/h) ĐK: t 1 h

Ct đường đi:S 10(t1)2 (km) ĐK: t 1 h

Vật 3 Chuyển động thẳng chậm dần đều, v0 80km/h,a40km/h2

Ct vận tốc :v8040t (km/h) ĐK: 0t 2h

Ct đường đi:S 80t20t2 (km) ĐK: 0t2h

Bài5*.Một chất điểm chuyển động dọc theo trục Ox có đồ thị v-t như hv.

a.Xác định gia tốc của chuyển động trong mỗi giai đoạn.Vẽ đồ thi a-t của chuyển động

b.Xác định quãng đường mà vật đi được sau 3s

HD.a Giai đoạn OA:cđtndđ với a=1m/s2

Giai đoạn AB:cđtđ với a=0

Giai đoạn BC:cđtcdđ với a=-1m/s2

Giai đoạn CD:cđtndđ với a=-1m/s2

Bài6*.Một xe cđtndđ qua đoạn AD dài 28m.Sau khi qua A được 1s,xe tới B với v=6m/s.Một giây trước

khi tới D,xe ở C và có v=8m/s.Xác định gia tốc của xe,t/g xe đi trên đoạn AD và chiều dài đoạn CD

HD Xét đoạn AB:v B v A at AB 6v A a (1)

Xét đoạn AC:v C v A a(t1)8v A a(t1) (2) t là t/g đi trên đoạn AD   Có: (3)

2 28 2 2 2 at t v at t v S AD  A    A  Từ (1) và (2) : (4) 2 2   t a Từ (1),(3) và (4) ta có:t2 6t80t4s;t 2s(loai.) Tìm được:a=1m/s2 và v A 5m/s Với S AC v A t a t 19,5m ta có:CD=AD-AC=8,5m 2 ) 1 ( ) 1 (    2   Bài7*.Một xe đi đến điểm A thì tắt máy.Hai giây đầu tiên sau khi qua A xe đi được quãng đường AB dài hơn quãng đường BC đi được trong 2s tiếp theo là 4m.Biết rằng qua A được 10s thì xe dừng tại D.Xác định vận tốc xe tại A và quãng đường AD mà xe còn đi được.Coi chuyển động của xe là cdđ HD.Xét đoạn AB: v B v A 2a (a<0) S AB v A a.2 2v A 2a 2 2  2    Xét đoạn BC: S BC v B a.2 2v B 2a 2v A 6a 2 2  2      Mà: S AB S BC 44a4a1m/s2 Xét đoạn AD: v D v A 10a0v A 10a10m/s Và m a v v S D A AD 50 2 2 2    *Rút kinh nghiệm: