Lớp 10 Vật lý 10 - Kết nối tri thức

Lý thuyết Vật lý 10 bài 9 KNTT

Khoahoc xin giới thiệu bài Lý thuyết Vật lý lớp 10 bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp các câu hỏi lí thuyết và trắc nghiệm có đáp án đi kèm nằm trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 10 sách Kết nối tri thức. Mời quý thầy cô cùng các bạn tham khảo tài liệu dưới đây.

1. Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều

  • Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng mà vận tốc có độ lớn tăng hoặc giảm đều theo thời gian.
  • Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tăng đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng nhanh dần đều.
  • Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc giảm đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng chậm dần đều.

Chú ý: Vì chuyển động thẳng biến đổi đều có vận tốc thay đổi đều theo thời gian nên gia tốc không đổi theo thời gian: a=\dfrac{\Delta\text{v}}{\Delta t} hằng số.

2. Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi đều

Vận tốc tức thời v trong chuyển động thẳng biến đổi đều là hàm bậc nhất của thời gian t, nên đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động này có các dạng như sau:

Các dạng đồ thị vận tốc - thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều

Hệ số góc của đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều cho biết giá trị của gia tốc.

Gọi v0 là vận tốc tại thời điểm ban đầu t_o, v_t là vận tốc tại thời điểm t.

Vì a=\dfrac{\Delta\text{v}}{\Delta t}=\dfrac{\text{v}_t-\text{v}_0}{t-t_0}=\dfrac{\text{v}_t-\text{v}_0}{\Delta t} nên \text{v}_t=\text{v}_0+a.\Delta t

Phương trình vận tốc

  • Nếu ở thời điểm ban đầu t_o=0 thì: \text{v}_t=\text{v}_0+a.t
  • Nếu ở thời điểm ban đầu t_o=0 vật mới bắt đầu chuyển động thì: v_o = 0 và v_t = a.t

3. Độ dịch chuyển của chuyển động thẳng biến đổi đều

Phương trình độ dịch chuyển 

d=\text{v}_0.t+\dfrac{1}{2}.a.t^2

Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển 

\text{v}_t^2-\text{v}_0^2=2.a.d

Bài toán: Biết độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều có độ lớn bằng diện tích giới hạn đồ thị (v – t) trong thời gian t của chuyển động.

a) Hãy chứng minh rằng công thức tính độ lớn của độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều là: d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}  

b) Chứng minh rằng: {v^2} - v_0^2 = 2.a.d

Hướng dẫn chứng minh

Chuyển động thẳng biến đổi đều

Độ dịch chuyển có độ lớn bằng diện tích của hình thang vuông có đường cao là t và các đáy có độ lớn v_0, v.

Diện tích hình thang: d = {s_{ht}} = \frac{{(v + {v_0}).t}}{2} = \frac{1}{2}{v_0}t + \frac{1}{2}vt     (1)

Lại có: a = \frac{{v - {v_0}}}{t} \Rightarrow v = at + {v_0}      (2)

Thay (2) vào (1) ta được:

d = \frac{1}{2}{v_0}t + \frac{1}{2}(at + {v_0})t = \frac{1}{2}{v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} + \frac{1}{2}{v_0}t

\Rightarrow d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}      (đpcm)

Mặt khác {v_t} = {v_0} + at  (*)

d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}    (**)

Bình phương 2 vế của (*) ta được:

{v^2} = v_0^2 + 2{v_0}.at + {a^2}{t^2} = v_0^2 + a(2{v_0}t + a{t^2})        (1)

Từ (**) ta có: 2d = 2{v_0}t + a{t^2}      (2)

Thay (2) vào (1) ta được:

{v^2} = v_0^2 + a.2d \Leftrightarrow {v^2} - v_0^2 = 2a.d  (đpcm)

Chú ý: Trong trường hợp vật chuyển động thẳng biến đổi đều không đổi chiều thì phương trình độ dịch chuyển cũng chính là phương trình xác định quãng đường đi được của vật.

Ví dụ: Hãy dùng đồ thị (v – t) sau đây để:

a) Mô tả chuyển động

b) Tính độ dịch chuyển trong 4 giây đầu, 2 giây tiếp theo và 3 giây cuối

c) Tính gia tốc của chuyển động trong 4 giây đầu

d) Tính gia tốc của chuyển động từ giây thứ 4 đến giây thứ 6.

Kiểm tra kết quả của câu b và câu c bằng cách dùng công thức.

Hướng dẫn giải

a) Mô tả chuyển động:

- Trong 4 giây đầu tiên: chuyển động chậm dần đều từ 8 m/s đến 0 m/s

- Từ giây thứ 4 đến giây thứ 6: bắt đầu tăng tốc với vận tốc -2 m/s

- Từ giây thứ 6 đến giây thứ 9: chuyển động thẳng đều với vận tốc – 2 m/s

b) Độ dịch chuyển:

- Trong 4 giây đầu:

Độ dịch chuyển bằng diện tích tam giác vuông có cạnh đáy là t và chiều cao là v.

{d_1} = \frac{1}{2}.{t_1}.{v_1} = \frac{1}{2}.4.8 = 16\left( m \right)

- Trong 2 giây tiếp theo:

Độ dịch chuyển bằng diện tích tam giác vuông có cạnh đáy là t và chiều cao là v.

{d_2} = \frac{1}{2}.{t_2}.{v_2} = \frac{1}{2}.2.( - 4) =  - 4\left( m \right)

- Trong 3 giây cuối:

Độ dịch chuyển bằng diện tích hình chữ nhật có chiều dài là t và chiều rộng là v.

{d_3} = {v_3}.{t_3} =  - 4.3 =  - 12\left( m \right)

c) Gia tốc của chuyển động trong 4 giây đầu:

a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{8 - 0}}{{4 - 0}} = 2\left( {m/{s^2}} \right)

d) Gia tốc của chuyển động từ giây thứ 4 đến giây thứ 6:

a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{ - 4 - 0}}{{6 - 4}} =  - 2\left( {m/{s^2}} \right)

* Kiểm tra kết quả bằng công thức:

Độ dịch chuyển:

- Trong 4 giây đầu:

{d_1} = {v_0}{t_1} + \frac{1}{2}a{t_1}^2 = 0.4 + \frac{1}{2}{.2.4^2} = 16\left( m \right)

- Trong 2 giây tiếp theo:

{d_2} = {v_0}{t_2} + \frac{1}{2}a{t_2}^2 = 0.2 + \frac{1}{2}.( - 2){.2^2} =  - 4\left( m \right)

- Trong 3 giây cuối:

{d_3} = {v_3}t =  - 4.3 =  - 12\left( m \right)

→ Trùng với kết quả khi dùng đồ thị.

  • 23 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Vật Lí 10 KNTT