Bài toán chuyển động ôn thi học sinh giỏi Vật lý 9 (Có lời giải chi tiết)

Bài toán chuyển động là dạng bài quan trọng và thường xuyên xuất hiện trong các đề thi học sinh giỏi môn Vật lý 9. Để giúp học sinh nâng cao kỹ năng giải bài và làm quen với các dạng bài nâng cao, bài viết này tổng hợp một số bài toán chuyển động ôn thi học sinh giỏi Vật lý 9 có đầy đủ lời giải chi tiết và phương pháp tư duy khoa học.

Nội dung chuyên đề bao gồm các dạng bài từ cơ bản đến nâng cao như: chuyển động thẳng đều, chuyển động biến đổi đều, bài toán gặp nhau, bài toán đuổi kịp,... Tất cả được thiết kế nhằm phục vụ đúng mục tiêu ôn thi học sinh giỏi cấp trường, cấp huyện và cấp tỉnh.

Nếu bạn đang cần tìm chuyên đề ôn thi HSG Vật lý 9 có đáp án sát với cấu trúc đề thi thực tế thì đây là tài liệu không thể bỏ qua.

A. Công thức chuyển động cần nhớ

Công thức quãng đường

Quãng đường bằng vận tốc nhân với thời gian

Trong đó: S là quãng đường (km), v là vận tốc (km/h); s là thời gian (s)

- Các dạng bài toán chuyển động thường gặp là: chuyển động cùng nhau ngược nhau, chuyển dộng trước sau; chuyển động xuôi dòng – ngược dòng; …

Công thức tính vận tốc dòng nước

- Vận tốc của cano khi chuyển động trên dòng nước:

• Vận tốc xuôi dòng = vận tốc thực của cano + vận tốc dòng nước
• Vận tốc ngược dòng = vận tốc thực của cano - vận tốc dòng nước
• Vận tốc dòng nước = (vận tốc xuôi dòng – vận tốc ngược dòng)/2

B. Bài tập ví dụ minh họa ôn tập phần chuyển động

Hướng dẫn giải

a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S

Thời gian đi từ M đến N của xe M là t₁

\(t_{1} = \frac{S}{2v_{1}} + \frac{S}{2v_{2}} = \frac{S(v_{1} + v_{2})}{2v_{1}v_{2}}\) (a)

Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t₂. Ta có:

\(S = \frac{t_{2}}{2}v_{1} + \frac{t_{2}}{2}v_{2} = t_{2}(\frac{v_{1} + v_{2}}{2})\) ( b)

Theo bài ra ta có: \(t_{1} - t_{2} = 0,5(h)\) hay

Thay giá trị của v_M; v_N vào ta có S = 60 km.

Thay S vào (a) và (b) ta tính được t₁=2h; t₂=1,5 h

b) Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp nhau.

Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là:

\(S_{M} = 20t\) nếu \(t \leq 1,5h\) (1)

\(S_{M} = 30 + (t - 1,5)60\) nếu \(t \geq 1,5h\) (2)

\(S_{N} = 20t\) nếu \(t \leq 0,75h\) (3)

\(S_{N} = 15 + (t - 0,75)60\) nếu \(t \geq 0,75h\) (4)

Hai xe gặp nhau khi: S_M + S_N = S = 60 và chỉ xảy ra khi \(0,75 \leq t \leq 1,5h\).

Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4):

20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60

Giải phương trình này ta tìm được \(t = \frac{9}{8}h\) và vị trí hai xe gặp nhau cách N là S_N = 37,5km

Hướng dẫn giải

a. Thời gian để ô tô thứ nhất đi từ A đến B là:

\(t_{1} = \frac{L}{2v_{1}} + \frac{L}{2v_{2}} = L\frac{v_{1} + v_{2}}{2v_{1}v_{2}}\)

Thời gian để ô tô thứ hai đi từ A đến B là

\(\frac{t_{2}}{2}v_{1} + \frac{t_{2}}{2}v_{2} = L\ \ \Rightarrow \ \ t_{2} = \frac{2L}{v_{1} + v_{2}}\)

Ta có: \(t_{1} - t_{2} = \frac{L(v_{1} - v_{2})^{2}}{2v_{1}v_{2}(v_{1} + v_{2})} > 0\)

Vậy \(t_{1} > t_{2}\) hay ô tô thứ hai đến B trước và đến trước một khoảng thời gian

\(\Delta t = t_{1} - t_{2} = \frac{L(v_{1} - v_{2})^{2}}{2v_{1}v_{2}(v_{1} + v_{2})}\)

b. Có thể xảy ra các trường hợp sau khi xe thứ hai đã đến B:

- Xe thứ nhất đang đi trên nữa quãng đường đầu của quãng đường AB, khi đó khoảng cách giữa hai xe là:

\(S = L - v_{1}t_{2} = L - v_{1}\frac{2L}{v_{1} + v_{2}} = L\frac{v_{2} - v_{1}}{v_{1} + v_{2}}\)

Trường hợp này xảy ra khi \(S > \frac{L}{2} \rightarrow v_{2} > 3v_{1}\)

- Xe thứ nhất đang đi trên nữa quãng đường sau của quãng đường AB, khi đó khoảng cách giữa hai xe là:

\(S = \Delta t.v_{2} = L\frac{(v_{1} - v_{2})^{2}}{2v_{1}(v_{1} + v_{2})}\)

Trường hợp này xảy ra khi \(S < \frac{L}{2}\ \ hay\ v_{2} < 3v_{1}\)

Xe thứ nhất đến điểm chính giữa của quãng đường AB, khi đó khoảng cách giữa hai xe là: \(S = \frac{L}{2}\). Trường hợp này xảy ra khi \(v_{2} = 3v_{1}\)

Hướng dẫn giải

1.Viết phương trình đường đi của từng người:

An: S₁ = 5t; Bình: S₂ = 15(t – 1) = 15t – 15

Khi gặp nhau : S₁ = S₂ \(\rho\frac{l}{S}\) 5t = 15t - 15 \(\rho\frac{l}{S}\) t =1,5 (giờ)

2. Viết được phương trình: \(\rho\frac{l}{S}\)= 5

S₁ - S₂ = 5 \(\rho\frac{l}{S}\) 5t – 15t +15 = 5 \(\rho\frac{l}{S}\) t = 1 (h)

S₂ – S₁ = 5 \(\rho\frac{l}{S}\) 15t – 15 – 5t = 5 \(\rho\frac{l}{S}\) t = 2(h)

Có 2 thời điểm trước và sau khi hai người gặp nhau 0,5 giờ; Hai vị trí cách nhau 5 km.

C. Bài tập tự ôn luyện phần chuyển động

Bài tập 1. Lúc 6 giờ hai xe xùng xuất phát từ hai địa điểm A và B cách nhau 24 km. Chúng chuyển động thẳng đều và cùng chiều từ A đến B. Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc 42 km/h. Xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc 36 km/h.

a. Tìm khoảng các giữa hai xe sau 45 phút kể từ lúc xuất phát.

b. Hai xe có gặp nhau không? Nếu có chúng gặp nhau lúc mấy giờ? Ở đâu?

Bài tập 2. Một Xuồng máy đi trong nước yên lặng với vận tốc 30km/h. Khi xuôi dòng từ A đến B mất 2h và khi ngược dòng từ B đến A mất 3h. Hãy tính vận tốc dòng nước đối với bờ sông và quãng đường AB?

Bài tập 3. Ba người chỉ có một chiếc xe đạp cần đi từ A đến B cách nhau S = 20 km trong thời gian ngắn nhất. Thời gian chuyển động được tính từ lúc xuất phát đến thời điểm cả ba người cùng một lúc có mặt tại B. Xe đạp chỉ chở được hai người nên một người phải đi bộ. Đầu tiên người thứ nhất đèo người thứ hai còn người thứ ba đi bộ, đến một vị trí nào đó thì người thứ nhất để người thứ hai đi bộ tiếp đến B còn mình quay xe lại để đón người thứ ba. Tính thời gian chuyển động biết vận tốc người đi bộ là v₁ = 4km/h còn vận tốc xe đạp là v₂ = 20 km/h.

Bài tập 4: Hai vật chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng đi lại gần nhau thì cứ sau 1 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m. Nếu chúng đi cùng chiều (cùng xuất phát và vẫn đi với vận tốc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 25m. Tính vận tốc của mỗi vật.

Bạn muốn xem toàn bộ tài liệu? Hãy nhấn Tải về ngay!

---------------------------------------------------------

Trên đây là tuyển chọn các bài toán chuyển động luyện thi học sinh giỏi Vật lý 9 kèm theo lời giải chi tiết, giúp học sinh ôn tập, luyện đề và nâng cao tư duy logic hiệu quả. Những dạng bài này không chỉ giúp làm quen với cấu trúc đề thi học sinh giỏi mà còn rèn luyện kỹ năng phân tích, lập phương trình chuyển động – một trong những kỹ năng then chốt để đạt điểm cao.

Hy vọng tài liệu này sẽ hỗ trợ học sinh lớp 9 trong quá trình ôn luyện, đặc biệt là những bạn đang hướng đến các kỳ thi HSG cấp trường, huyện, hoặc tỉnh.

Đừng quên lưu lại bài viết và chia sẻ với bạn bè để cùng nhau học tốt hơn. Tiếp tục theo dõi website để cập nhật thêm nhiều chuyên đề ôn thi học sinh giỏi Vật lý 9 có đáp án, bài tập phân dạng chi tiết và đề thi thử mới nhất!