Lý Thuyết Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều và Bài Tập

Chuyển động thẳng biến đổi đều là kiến thức quan trọng trong chương trình Vật Lý 10 và có nhiều điểm tương đồng cũng như điểm khác biệt với chuyển động thẳng đều. Do đó, các em phải hiểu rõ lý thuyết để từ đó giải tốt các bài tập liên quan. Vậy cụ thể chuyển động thẳng biến đổi đều là gì và có những công thức nào cần lưu ý? Qua bài viết này Chúng tôi sẽ giúp các em nắm chắc lý thuyết trọng tâm và các dạng bài tập của bài học.

Vận tốc tức thời là gì?

  • Vận tốc tức thời của 1 vật tại 1 điểm N bất kỳ cho ta biết vật chuyển động nhanh hay chậm tại điểm đó.
Vận tốc tức thời là gì?
Vận tốc tức thời là gì?
  • Vectơ vận tốc tức thời tại của 1 vật tại 1 điểm là vectơ có gốc đặt tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời.

Lưu ý: Khi nhiều vật chuyển động trên một đường thẳng nhưng theo 2 chiều ngược nhau, ta chọn một chiều làm chiều dương trên đường thẳng đó và quy ước như sau:

  • v > 0: khi vật chuyển động theo chiều dương
  • v < 0: khi vật chuyển động theo chiều âm

Chuyển động thẳng biến đổi đều là gì?

Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời hoặc là tăng đều hoặc là giảm đều theo thời gian.

Những Món Đồ Cực Kỳ Cần Thiết Cho Mẹ và Bé Yêu Đang MIỄN PHÍ Vận Chuyển và Giảm Tới 50%

Khăn Che Bé Bú Đa Năng

Mua Ngay

Yếm Ăn Dặm Chống Thấm

Mua Ngay

Đai Đi Xe Máy Cho Bé

Mua Ngay

Dép Tập Đi Chống Ngã

Mua Ngay

  • Chuyển động thẳng và độ lớn vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian được gọi là chuyển động thẳng nhanh dần đều.
  • Chuyển động thẳng và độ lớn vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian được gọi là chuyển động thẳng chậm dần đều.

>>> Xem thêm về chuyển động tròn đều

Các đại lượng trong chuyển động thẳng biến đổi đều

Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ biến thiên vận tốc nhanh hay chậm.

Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ biến thiên vận tốc nhanh hay chậm.

Phương trình tọa độ

Phương trình tọa độ
Phương trình tọa độ

Trong đó:

  •   x­ là tọa độ ban đầu của chất điểm
  •   v là vận tốc của chất điểm tại thời điểm ban đầu (tại t = 0)
  •   t: là thời gian chuyển động

Phương trình vận tốc:

Hệ thức độc lập thời gian:

Các loại chuyển động thẳng biến đổi đều

Chuyển động nhanh dần đều

  • Quỹ đạo: đường thẳng
  • Tốc độ (độ lớn vận tốc): tăng đều theo thời gian
  • Gia tốc: cùng hướng với vectơ vận tốc và độ lớn không đổi theo thời gian
  • a, v, v: cùng dấu (a.v >0, a.v >0)
  • Nếu vật chuyển động theo chiều dương: a, v, v > 0
  • Nếu vật chuyển động theo chiều âm: a, v, v < 0

Chuyển động chậm dần đều

  • Quỹ đạo: đường thẳng
  • Tốc độ (độ lớn vận tốc): giảm đều theo thời gian
  • Gia tốc: có độ lớn và hướng không đổi theo thời gian, ngược hướng với vectơ vận tốc
  • a, v, v: trái dấu (a.v <0, a.v <0)
  • Nếu vật chuyển động theo chiều dương: a < 0; v, v > 0
  • Nếu vật chuyển động theo chiều âm: a > 0; v, v < 0

Đồ thị của chuyển động thẳng biến đổi đều

Đồ thị gia tốc – thời gian (a – t)

đồ thi gia tốc thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều

Đồ thị tọa độ – thời gian (x – t)

đồ thi tọa độ thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều

Đồ thị vận tốc – thời gian (v – t)

đồ thị vận tốc thời gian

 

Bài tập về chuyển động thẳng biến đổi đều Vật lý 10

Câu 1: Sau 10s đoàn tàu giảm vận tốc từ 54km/h 18km/h, nó chuyển động đều trong 30s tiếp theo. Sau hết nó chuyển động chậm dần đều và đi thêm 10s thì ngừng hẳn. Tính gia tốc mỗi đoạn?

Hướng dẫn giải

– Đoạn đường đi trong 10s ta có: a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{18-54}{10}=-3,6m/{{s}^{2}}

– Đoạn đường trong 30s chất điểm chuyển động đều nên a=0

– Sau đó xe chuyển động chậm dần đều rồi dừng hẳn nên: a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{0-18}{10}=-1,8m/{{s}^{2}}

Câu 2: Sau 20s một đoàn tàu giảm vận tốc từ 72km/h → 36km/h, sau đó nó chuyển động đều trong thời gian 0,5phút, cuối cùng nó chuyển động chậm dần đều và đi thêm được 40 m thì dừng lại. Tính gia tốc trên mỗi đoạn đường và vận tốc trung bình trên toàn bộ quãng đường đó?

Hướng dẫn giải

– Trên đoạn đường 20s chất điểm chuyển động chậm dần đều nên {{a}_{1}}=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{10-20}{20}=-0,5m/{{s}^{2}}

Ta có: {{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}=2.{{a}_{1}}.{{s}_{1}}\Rightarrow {{s}_{1}}=\frac{{{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}}{2.{{a}_{1}}}=\frac{{{10}^{2}}-{{20}^{2}}}{2.\left( -0,5 \right)}=300m

– Trên đoạn đường 30s chất điểm chuyển động thẳng đều nên gia tốc bằng 0: {{a}_{2}}=0\Rightarrow {{s}_{2}}={{v}_{2}}.{{t}_{2}}=10.30=300m

– Trên đoạn đường cuối cùng chất điểm chuyển động chậm dần đều ta có:

\begin{align} & {{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}=2.{{a}_{3}}.{{s}_{3}}\Rightarrow {{0}^{2}}-{{\left( \frac{36.1000}{3600} \right)}^{2}}=2.{{a}_{3}}.40\Rightarrow {{a}_{3}}=-1,25m/{{s}^{2}} \\ & \Rightarrow t=\frac{\Delta v}{{{a}_{3}}}=\frac{0-10}{-1,25}=8s \\ \end{align}

– Vận tốc trung bình trên toàn bộ quãng đường đó là:

{{v}_{TB}}=\frac{300+300+40}{20+30+8}=\frac{320}{29}m/s

Câu 3: Khi ô tô đang chạy với vận tốc 12m/s trên đoạn đường thẳng thì lái xe tăng ga cho ôtô chạy nhanh dần đều. Sau 15s, ôtô đạt vận tốc 15m/s. Tính gia tốc của ôtô và tính vận tốc, quãng đường ôtô đi được sau 30s?

Hướng dẫn giải

Gia tốc của ô tô sau 15s là: a=\frac{v-{{v}_{0}}}{15}=\frac{15-12}{15}=0,2m/{{s}^{2}}

Vận tốc của ô tô sau 30 giây là: v={{v}_{0}}+at=12+0,2.30=18m/s

Quãng đường ô tô đi được sau 30s là: {{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}=2.a.s\Rightarrow s=\frac{{{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}}{2.a}=\frac{{{18}^{2}}-{{12}^{2}}}{2.0,2}=450m

Câu 4: Khi đang chạy với vận tốc 36km/h thì ôtô bắt đầu chạy xuống dốc chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 0,2m/s2, biết dốc dài 960m. Tính thời gian ôtô chạy xuống hết dốc và vận tốc ôtô ở cuối đoạn dốc?

Hướng dẫn giải

Vận tốc ô tô ở cuối đoạn dốc:

{{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}=2.a.s\Rightarrow v=\sqrt{2a.s+{{v}_{0}}^{2}}=\sqrt{2.0,2.960+{{\left( \frac{36.1000}{3600} \right)}^{2}}}=22m/s

Thời gian chạy xuống hết dốc là: v={{v}_{0}}+a.t\Rightarrow t=\frac{v-{{v}_{0}}}{a}=\frac{22-10}{0,2}=60s

Câu 5: Một đoàn tàu bắt đầu rời ga và chuyển động nhanh dần đều. Sau khi đi được 1,5km thì đoàn tàu đạt vận tốc 36km/h. Tính vận tốc của đoàn tàu sau khi chạy được 3km kể từ khi đoàn tàu bắt đầu rời ga

Hướng dẫn giải

Vận tốc ban đầu của đoàn tàu là: {{v}_{0}}=0km/h

Gia tốc của đoàn tàu khi bắt đầu rời ga là: {{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}=2.a.s\Rightarrow a=\frac{{{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}}{2.a}=\frac{{{36}^{2}}-0}{2.1,5}=432km/{{h}^{2}}

Vận tốc của đoàn tàu khi chạy được 3km là: {{v}^{2}}-{{v}_{0}}^{2}=2.a.s\Rightarrow v=\sqrt{2.a.s+{{v}_{0}}^{2}}=\sqrt{2.432.3+{{0}^{2}}}=36\sqrt{2}km/h

Câu 6: Một viên bi chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc đầu trên máng nghiêng và trong giây thứ năm nó đi được quãng đường bằng 36cm

a) Tính gia tốc của viên bi?

b) Tính quãng đường viên bi đi được sau 5s kể từ khi nó bắt đầu chuyển động?

Hướng dẫn giải

a. Ta có: {{v}_{0}}=0m/s

Quãng đường chất điểm đi trong 4 giây từ lúc bắt đầu rời ga là:

{{s}_{4}}={{v}_{0}}.4+\frac{1}{2}a{{4}^{2}}

Quãng đường chất điểm đi trong 5 giây kể từ lúc bắt đầu rời ga là:

{{s}_{5}}={{v}_{0}}.5+\frac{1}{2}a{{5}^{2}}

Quãng đường vật đi trong giây thứ 5 là 36m nên ta có :

\begin{align} & s={{s}_{5}}-{{s}_{4}}=36 \\ & \Leftrightarrow \frac{1}{2}.a{{.5}^{2}}-\frac{1}{2}.a{{.4}^{2}}=36 \\ & \Rightarrow a=8m/{{s}^{2}} \\ \end{align}

b. Quãng đường chất điểm đi được sau 5 giây là: {{s}_{5}}={{v}_{0}}.5+\frac{1}{2}a{{5}^{2}}=100m

Câu 7: Một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều có vận tốc ban đầu là 18km/h. Trong giây thứ năm, vật đi được quãng đường là 5,45m

a) Tính gia tốc?

b) Tính quãng đường vật đi được sau 10s và trong giây thứ 10 kể từ khi vật bắt đầu chuyển động?

Câu 8: Khi ôtô đang chạy với vận tốc 15m/s trên một đoạn đường thẳng thì người lái xe hãm phanh cho ôtô chạy chậm dần đều. Sau khi chạy thêm được 125m thì vận tốc ôtô chỉ còn bằng 10m/s. Tính gia tốc của ôtô và khoảng thời gian để ôtô chạy trên quãng đường đó?

Câu 9: Một chất điểm chuyển động trên trục OX với gia tốc không đổi a = 4m/s2 và vận tốc ban đầu vo = – 10m/s

a) Sau bao lâu chất điểm dừng lại? Tiếp sau đó chất điểm chuyển động như thế nào?

b) Vận tốc của nó lúc t = 5s là bao nhiêu?

Câu 10: Một tàu thủy tăng tốc đều đặn từ 15m/s đến 27m/s trên một quãng đường thẳng dài 70m. Hãy xác định gia tốc và thời gian tàu chạy?

Câu 11: Một electron chuyển động trong ống đèn hình của một máy thu hình. Nó tăng tốc đều đặn từ vận tốc 3.104 m/s đến 5.106 m/s trên một đoạn đường thẳng bằng 2cm. Hãy tính gia tốc và thời gian electron đi hết quãng đường đó?

Câu 12: Một ôtô đang chạy với vận tốc là 10m/s thì tăng tốc và chuyển động nhanh dần đều, sau 20s thì đạt vận tốc 14m/s

a) Tính gia tốc của xe?

b) Tính vận tốc xe sau 40s kể từ khi tăng tốc và quãng đường xe đi được trong thời gian đó?

Câu 13: Một ôtô đang chạy với vận tốc là 10m/s thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều và khi đi thêm 84m thì vận tốc còn 4m/s

a) Tính gia tốc của xe và thời gian xe đi trên đoạn đường 84m

b) Tính thời gian từ lúc hãm phanh đến lúc xe đi được 75m

c) Tính thời gian và quãng đường mà ôtô đi được tính từ lúc hãm phanh đến lúc dừng?

Câu 14: Một ôtô đang chuyển động với vận tốc 72km/h thì tắt máy, chuyển động chậm dần đều, chạy thêm 200m nữa thì dừng hẳn

a) Tính gia tốc của xe và thời gian từ lúc tắt máy đến khi dừng hẳn?

b) Từ lúc tắt máy, xe mất thời gian bao lâu để đi thêm 150m?

Câu 15: Sau khi hãm phanh 10s thì đoàn tàu dừng lại cách chỗ hãm 135m. Tìm vận tốc lúc bắt đầu hãm và gia tốc của tàu?

Câu 16: Một ôtô khởi hành với gia tốc không đổi, đi qua 2 điểm A và B cách nhau 20m trong 2 giây. Vận tốc qua điểm B là 12m/s. Tính gia tốc của ôtô? Vận tốc của nó khi qua A? Khoảng cách từ điểm khởi hành đến A?

Câu 17: Một vật chuyển động nhanh dần đều với vận tốc ban đầu Vo, gia tốc a. Sau khi đi được quãng đường 10m thì đạt vận tốc 5m/s; đi thêm quãng đường 37,5m thì đạt vận tốc 10m/s. Tính vo, a?

Câu 18: Một xe chuyển động nhanh dần đều đi trên hai đoạn đường liên tiếp bằng nhau 100m lần lượt trong 5s và 3,5s. Tìm gia tốc của xe?

Câu 19: Một xe chuyển động nhanh dần đều đi được những đoạn đường 24m và 64m trong hai khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là 4s. Tính vận tốc ban đầu và gia tốc của chuyển động?

Câu 20: Một xe khởi hành từ O chuyển động nhanh dần đều sau 5s đi được 25m đến B

a) Tính gia tốc và vận tốc tại B

b) Từ B xe hãm phanh với gia tốc 4m/s2. Tính đoạn đường xe đi được từ O cho đến khi dừng?

Câu 21: Một xe bắt đầu chuyển động từ A sau 10s thì đến B, AB = 50m

a. Tính gia tốc và vận tốc ở B?

b. Từ B xe đi đều trong 20s thì đến C, sau đó xe chuyển động chậm dần và dừng lại sau 5s. Tìm quãng đường đi được từ B cho đến khi dừng?

Câu 22: Một xe bắt đầu chuyển động, quan sát chuyển động ta thấy khi vận tốc tăng từ 18km/h 36km/h thì quãng đường đi được là 37,5m

a. Tìm thời gian chuyển động của xe từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi vận tốc đạt 36km/h?

b. Sau đó xe tắt máy chuyển động chậm dần đều và đi thêm 10s thì dừng, tìm quãng đường xe đi được?

Câu 23: Một vật chuyển động nhanh dần đều với vận tốc đầu 4m/s, gia tốc 0,2m/s2

a. Viết phương trình tọa độ?

b. Tính vận tốc và quãng đường đi được sau 5s?

c. Viết phương trình và vẽ đồ thị vận tốc?

Câu 24: Một vật chuyển động chậm dần đều với vận tốc đầu là 20m/s, gia tốc 0,5m/s2

a. Tính vận tốc và quãng đường vật đi được sau 20s? Sau bao lâu vật dừng?

b. Viết phương trình tọa độ? Vẽ đồ thị vận tốc?

Câu 25: Cho đồ thị vận tốc của vật như hình vẽ, dựa vào đồ thị hãy cho biết

a. Tính chất chuyển động và tính gia tốc của từng giai đoạn

b. Lập công thức vận tốc của từng giai đoạn?

5/5 - (3 votes)

Check Also

Định Luật Sác Lơ và Quá Trình Đẳng Tích - Lý Thuyết và Bài tập

Định Luật Sác Lơ và Quá Trình Đẳng Tích – Lý Thuyết và Bài tập

Trong chương trình Vật Lý 10, ở chu trình vận động và biến đổi của …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *