Xác định các đại lượng quãng đường, vận tốc, gia tốc và thời gian – VnHocTap.com

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Xác định các đại lượng quãng đường, vận tốc, gia tốc và thời gian, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 10.

Nội dung bài viết Xác định các đại lượng quãng đường, vận tốc, gia tốc và thời gian:
Dạng 1: Xác định các đại lượng quãng đường, vận tốc gia tốc và thời gian 1. Kiến thức cần nắm vững Khi chỉ xét chuyển động một chiều của vật và chọn gốc thời gian thì có các phươn trình: Nếu 0 v 0 hoặc v > 0 tức chiều dương Ox được chọn là chiều chuyển động của vật thì độ dời ∆x là quãng đường s của vật đi được từ 0t = 0 đến t. Do đó các công thức (2) và (3) trở thành: (1) (2) và (3) là các công thức thường được sử dụng trong các bài toán xác định quãng đường vận tốc và thời gian. Chú ý: Đơn vị trong hệ SI: -Thời gian: s -Quãng đường hay tọa độ m. -Vận tốc hay tốc độ: m/s -Gia tốc: m/s2 Lưu ý: -Nếu a và v0 hoặc v cùng dấu vật chuyển động nhanh dần đều. – Nếu a và v0 hoặc v trái dấu vật chuyển động chậm dần đều. Trong đó v1 là tốc độ đầu, v2 là tốc độ cuối.
2. Ví dụ minh họa Tốc độ trung bình 1 2 Ví dụ 1: Một ô tô chuyển động thảng biến đổi đều từ trạng thái nghỉ, đạt vận tốc 20m/s sau 5 s. Quãng đường mà ô tô đã đi được là A.100 m B. 50 m C. 25 m D. 200 m Lời giải Cách giải khác: Chuyển động biến đổi đều nên: Tốc độ trung bình: Đáp án B Ví dụ 2: Xe ô tô đang chuyển động thẳng với vận tốc 20 m/s thì bị hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Quãng đường xe đi được từ lúc hãm phanh đến khi xe dừng hẳn là 100m. Gia tốc của xe là Dấu – chứng tỏ a ngược chiều với v là chiều chuyển động và cũng là chiều dương của Ox. – Vận tốc là một đại lượng véctơ nên giá trị của nó (trong một hệ tọa độ) có thể dương, âm hoặc bằng 0. Giá trị dương cho biết vật chuyển động theo chiều dương và ngược lại, giá trị âm cho biết vật chuyển động theo chiều âm của trục tọa độ. – Tốc độ là đại lượng không âm, tốc độ tức thời là độ lớn của vận tốc tức thời Đáp án C.
Ví dụ 3: Một chất điểm chuyển động thẳng dọc theo trục Ox từ vận tốc -20m/s chậm dần đều tới khi dừng hẳn trong khoảng thời gian 5s. Gia tốc chất điểm là. Đáp án B. Ví dụ 4: Một chất điểm chuyển động theo phương trình, t tính theo giây. Tốc độ trung bình của chất điểm trong 5 s đầu là Lời giải: Quãng đường vật đã đi được trong 5 s đầu là: Vậy vận tốc trung bình của chất điểm trong 5 s đầu là: Cách giải khác: Từ biểu thức Đáp án A Ví dụ 5: Tàu hỏa đang chuyển động với vận tốc 60 km/h thì bị hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Sau khi đi thêm được 450 m thì vận tốc của tàu chỉ còn 15 km/h. Quãng đường tàu còn đi thêm được đến khi dừng hẳn là A. 60 m. B. 45 m. C. 15 m. D. 30 m. Lời giải Sử dụng công thức 2 2 0 v v as Giai đoạn tàu chuyển động từ vận tốc 60 km/h giảm xuống còn 15 km/h: Gia đoạn tàu chuyển động từ 15 km/h tới khi dừng lại hẳn: Đáp án D. Ví dụ 6: Một vật chuyển động biến đổi đều, đi được 10m trong 5 s đầu và 10 m nữa trong 3s tiếp theo. Quãng đường vật sẽ đi được trong 2 s tiếp theo nữa là A. 8,3 m. B. 9,3 m. C. 10,3 m. D. 11,3 m.
Lời giải: Gọi v0 là vận tốc đầu của vật. Quãng đường vật đi được sau 5s đầu là 2 Quãng đường vật đi được sau 8s đầu là: Quãng đường vật đi được sau 10s đầu là: Vậy quãng đường vật đi được trong 2s cuối là Đáp án A. Ví dụ 7: Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều từ trạng thái nghỉ. Quãng đường vật đi được trong giây đầu là 10m. Quãng đường vật đi được trong giây tiếp theo là: A. 10 m. B. 20 m. C. 30 m. D. 40 m. Lời giải: Ta xét bài toán tổng quát: Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều với gia tốc a, vận tốc đầu v0 và không đổi chiều chuyển động. Tìm quãng đường vật đi được trong giây thứ n tính từ thời điểm vật bắt đầu chuyển động. Độ dời của vật sau thời gian t = n giây (n ≥ 1) và sau thời gian t’ = (n – 1) giây là: x x vn x Vậy quãng đường vật đi được trong giây thứ n là: Lưu ý: Nếu v0 ≥ 0 thì a – Vật chuyển động biến đổi đều với gia tốc a và không đổi chiều chuyển động thì quãng đường vật đi được trong giây thứ n ≥ 1 là Quãng đường vật đi trong giây tiếp theo (giây thứ 2) là Đáp án C.
Ví dụ 8: Một ô tô chuyển động chậm dần đều, trong 2 giây cuối trước khi dừng hẳn ô tô đi được 2 m. Gia tốc của ô tô là Lời giải: Xét bài toán tổng quát: Một vật chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc a. Tính quãng đường vật đi được trong n giây cuối trước khi vật dừng hẳn. Giả sử chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật. Gốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động. Gọi t là thời gian để vật đi toàn bộ quãng đường s đến khi vật dừng hẳn thì: Quãng đường vật đi được trong (t – n) giây đầu là: Vậy quãng đường vật đi được trong n giây cuối cùng trước khi dừng hẳn là: Lưu ý: Do ∆ > s0 nên a < 0 phù hợp với tính chất của chuyển động chậm dần đều khi chọn chiều dương là chiều chuyển động thì a < 0. Khi vật chuyển động chậm dần đều, quãng đường vật đi được trong n giây cuối trước khi vật dừng hẳn là: Áp dụng vào bài toán: Đáp án A.
Ví dụ 9: Một vật chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Quãng đường vật đi được trong 5s đầu, 5s tiếp theo và 5s tiếp theo nữa tương ứng là Trong khoảng thời gian ∆t vật đi được Sau thời gian t = 2∆t vật đi được Suy ra quãng đường vật đi được trong thời gian tiếp theo là Khi vật chuyển động với vận tốc ban đầu bằng 0, nhanh dần đều với gia tốc a thì tỉ số quãng đường vật đi được trong những khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là: Câu 10: Một vật chuyển động trên một đường thẳng với gia tốc 1 m/s2. Nếu vận tốc tốc của vật sau 10 s từ lúc vật bắt đầu chuyển động là 5 m/s, thì quãng đường vật đi được trong thời gian này.