Chuyển Động Thẳng Đều – Vật Lý 10 – Lý Thuyết và Bài Tập

Ở bộ môn Vật lý lớp 10, các em sẽ được học về các loại chuyển động như chuyển động thẳng đềuchuyển động cơ, chuyển động thẳng biến đổi đều và chuyển động tròn đều. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tổng hợp các kiến thức lý thuyết và bài tập liên quan đến chuyển động thẳng đều – một trong những khái niệm quan trọng trong chương trình và có nhiều ứng dụng trong đời sống.

Một số khái niệm cơ bản trong chuyển động

Độ dời

Độ dời là gì trong chuyển động thẳng đều
Độ dời là gì? (Nguồn: Internet)

Độ dời là khái niệm chỉ độ biến thiên của tọa độ, được tính bằng hiệu giữa tọa độ lúc sau và tọa độ lúc đầu của chuyển động. Độ dời thường được ký hiệu là Δx

Δx = x2 – x1

Lưu ý:

Lưu ý về độ rời
Lưu ý về độ rời

Quãng đường

Quãng đường là khái niệm chỉ độ dài quỹ đạo chuyển động của vật.

Lưu ý: Quãng đường chuyển động của một chất điểm có thể không trùng với độ dời của nó.

Công thức tính quãng đường là: s = v.t

Ví dụ về độ dời và quãng đường: 

Một con kiến bò quanh miệng một cái cốc, sau một khoảng thời gian Δt nhất định nó quay về vị trí ban đầu. Khi đó, độ dời chuyển động của con kiến là Δx = 0 và quãng đường chuyển động của nó chính bằng chu vi miệng cốc.

Vận tốc

Vận tốc được định nghĩa như sau: Vận tốc là một đại lượng vectơ và đặc trưng cho sự chuyển động nhanh hay chậm của vật

Vận tốc trung bình

Xét 2 chất điểm có tọa độ x1, x2 tại các thời điểm t1, t2

Khi đó, công thức tính vận tốc trung bình là:

Khi đó, công thức tính vận tốc trung bình là:
Khi đó, công thức tính vận tốc trung bình là:

Lưu ý:

Vận tốc trung bình có phương và chiều trùng với phương và chiều của vectơ độ dời

Cần phân biệt vận tốc trung bình với tốc độ trung bình. Công thức tính tốc độ trung bình:

Công thức tính tốc độ trung bình
Công thức tính tốc độ trung bình

Vận tốc tức thời

Vận tốc tức thời là vận tốc xét tại một thời điểm t, đặc trưng cho chiều và độ nhanh, chậm của chuyển động tại thời điểm đó.

Công thức tính tốc độ trung bình

Chuyển động thẳng đều

Chuyển động thẳng đều là gì?

Định nghĩa

Chuyển động thẳng đều được định nghĩa là một chuyển động thẳng, trong đó chất điểm chuyển động có vận tốc tức thời không đổi.

Chuyển Động Thẳng Đều - Vật Lý 10 - Lý Thuyết và Bài Tập
Chuyển Động Thẳng Đều – Vật Lý 10 – Lý Thuyết và Bài Tập

Ngoài ra, chuyển động thẳng đều còn có thể được xem như chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.

Đặc điểm của một chuyển động đều:

  • Quỹ đạo là một đường thẳng
  • Vận tốc không đổi
  • Gia tốc bằng không

Công thức liên hệ s – v – t

v = st

Trong đó:

  • v là vận tốc của chuyển động thẳng đều
  • s là quãng đường vật đi được
  • t là thời gian để vật đi hết quãng đường s

Phương trình chuyển động thẳng đều

Phương trình chuyển động thẳng đều có dạng:

x = x + v(t – t)

Trong đó:

  • x là tọa độ của vật tại thời điểm xác định t
  • x là tọa độ của vật tại thời điểm ban đầu t
  • v là vận tốc tức thời của vật
  • t là gốc thời gian

Lưu ý:

  • Để đơn giản hơn, người ta thường chọn gốc thời gian t = 0
  • Quãng đường mà vật đi được sau khoảng thời gian Δt được tính bằng công thức: s = |v|.Δt
  • Nếu vật chuyển động thẳng và không đổi chiều thì độ dời sẽ bằng với quãng đường, tức là: Δx = t – x = s
  • Dấu của vận tốc phụ thuộc vào chiều dương mà ta chọn trước khi tính, nghĩa là:
  • Nếu vật chuyển động cùng chiều dương thì v > 0
  • Nếu vật chuyển động ngược chiều dương thì v < 0

 

Đồ thị của chuyển động thẳng đều

Phương trình chuyển động thẳng đều x = x + vt có đồ thị tương tự như đồ thị của hàm số y = ax + b.

Thông thường, chuyển động thẳng đều sẽ có 2 dạng đồ thị (tùy thuộc vào dấu của vận tốc) như sau:

Đồ thị của chuyển động thẳng đều

Khi đó, độ dốc của đường thẳng được tính bằng công thức:

tan = x – xt = v

Sơ đồ tư duy chuyển động thẳng đều

Sơ đồ tư duy Vật lí 10 Bài 2 (Lý thuyết + Trắc nghiệm)
Sơ đồ tư duy chuyển động thẳng đều

3 dạng bài tập về chuyển động thẳng đều

Xác định vận tốc, quãng đường, thời gian trong chuyển động thẳng đều

Phương pháp & Ví dụ

– Sử dụng công thức trong chuyển động thẳng đều: S = v.t

– Công thức tính tốc độ trung bình: Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Vận tốc trung bình: Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một xe chạy trong 5h: 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60 km/h, 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40 km/h. Tính tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động.

Hướng dẫn:

Quãng đường đi trong 2h đầu: S1 = v1.t1 = 60.2 = 120 km

Quãng đường đi trong 3h sau: S2 = v2.t2 = 40.3 = 120 km

Tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động:

Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Bài 2: Một xe đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ trung bình v1 = 12 km/h và nửa đoạn đường sau với tốc độ trung bình v2 = 20 km/h. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn đường.

Hướng dẫn:

Thời gian đi nửa đoạn đường đầu: Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Thời gian đi nửa đoạn đường cuối: Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Tốc độ trung bình: Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Cách viết phương trình chuyển động thẳng đều hay, chi tiết

Phương pháp & Ví dụ

– Bước 1: Chọn hệ quy chiếu

+ Trục tọa độ Ox trùng với quỹ đạo chuyển động

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

+ Gốc tọa độ (thường gắn với vị trí ban đầu của vật )

+ Gốc thời gián (thường là lúc vật bắt đầu chuyển dộng)

+ Chiều dương (thường chọn là chiều chuyển động của vật được chọn làm gốc)

– Bước 2: Từ hệ quy chiếu vừa chọn, xác định các yếu tố sau cho mỗi vật:

Tọa độ đầu x0 = ? vận tốc v = (bao gồm cả dấu theo chiều chuyển động của vật)? Thời điểm đầu t0 = ?

– Bước 3: Thiết lập phương trình của chuyển động cho vật từ các yếu tố đã xác định. Đối với chuyển động thẳng đều, ta có công thức:

x = x0 + s = x0 + v(t−t0)

Với những bài toán cho phương trình chuyển động của hai vật yêu cầu tìm thời gian khi hai vật bằng nhau thì cho x1 = x2 rồi tìm t

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một ô tô xuất phát từ A lúc8 giờ sáng chuyển động thẳng đều tới B lúc 10h30′, khoảng cách từ A đến B là 175 (km ).

a. Tính vận tốc của xe?

b. Xe tiếp tục chuyển động thẳng đều đến C lúc 12h30′. Tính khoảng cách từ B đến C?

Hướng dẫn:

Chọn hệ trục tọa độ ox và chiều dương là chiều chuyển động của vật

a.Ta có:

  • t0 = 8 am
  • t = 10h30 am
  • s = 175 km

b. Viết phương trình chuyển động theo công thức : x = SBC = xo + v(t−t0)

Lưu ý chọn nơi xuất phát là B thì xo = 0

  • t0 = 10h30 vì đi từ B
  • t = 12h30 và vận tốc giữ nguyên vì chuyển động thẳng đều.

Vậy SBC = 70.(12h30-10h30) = 140 km

Bài 2: Trên đường thẳng từ nhà đến chỗ làm việc của A, cùng một lúc xe 1 khởi hành từ nhà đến chỗ làm với v = 80 km/h. Xe thứ 2 từ chỗ làm đi cùng chiều với v = 60 km/h. Biết quãng đường là 40 km. Lập phương trình chuyển động của mỗi xe với cùng hệ quy chiếu.

Hướng dẫn:

Chọn gốc toạ độ tại A, gốc thời gian lúc 2 xe xuất phát.

Chiều dương cùng chiều với chiều chuyển động với hai xe.

x1 = x0 + v1.t = 80t ; x2 = x0 + v2.t = 40 + 60t.

Cách vẽ đồ thị của chuyển động thằng đều hay

Phương pháp & Ví dụ

Bước 1: Chọn hệ quy chiếu, gốc thời gian và tỉ lệ xích thích hợp

Bước 2: Viết phương trình toạ độ của vật, từ đó vẽ đồ thị chuyển động

* Chú ý:

+ Khi v > 0 ⇔ đồ thị hướng lên

+ Khi v < 0 ⇔ đồ thị hướng xuống dưới

+ Khi v = 0 ⇔ đồ thị nằm ngang

+ Khi v1 = v2 ⇔ hai đồ thị song song

+ Hai đồ thị cắt nhau: Toạ độ giao điểm cho biết thời điểm và nơi gặp nhau của hai vật chuyển động.

– Các dạng đồ thị:

Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Đồ thị vận tốc theo thời gian:

Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

Bài tập

Bài 1: Hai thành phố A và B cách nhau 100km. Cùng một lúc, hai xe chuyển động đều ngược chiều nhau, xe ô tô đi từ A với vận tốc 30km/h, xe mô tô đi từ B với vận tốc 20km/h. Chọn A làm gốc toạ độ, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc hai xe bắt đầu đi.

a. Viết phương trình chuyển động của mỗi xe

b. Vẽ đồ thị toạ độ của mỗi xe. Từ đồ thị, xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.

 

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 10 | Chuyên đề: Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 10 có đáp án

a. Phương trình chuyển động của hai xe

Xe ô tô: x1 = 30t

Xe mô tô: x2 = 100 – 20t

b. Đồ thị toạ độ-thời gian:

+ Chọn hệ toạ độ như hình vẽ: Lấy điểm theo phương trình chuyển động ở câu a

+ Đồ thị toạ độ:

Của ô tô: Đồ thị x1 trong đó có chứa đoạn thẳng OM

Của mô tô: Đồ thị x2 trong đó chứa đoạn thẳng PM

+ Vị trí hai xe gặp nhau: Hai đoạn thẳng cắt nhau tại điểm M nên vị trí 2 xe gặp nhau cách gốc tọa độ 60km, thời điểm hai xe gặp nhau là lúc 2h

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 *