Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 bài 9 CTST

- Có nhiều cách khác nhau để mô tả chuyển động của một vật, trong đó có thể sử dụng bảng ghi số liệu hoặc đồ thị.

Cách 1: Lập bảng ghi số liệu về thời gian và quãng đường

Ví dụ: Để mô tả hành trình của một ca nô, người ta dùng bảng ghi số liệu như sau:

Bảng 9.1. Bảng số liệu về thời gian và quãng đường đi được của ca nô

- Căn cứ vào các thông tin trong Bảng 9.1, có thể biết: giờ xuất phát của ca nô là lúc 6h00 sáng, mỗi giờ ca nô chuyển động được quãng đường 30 km.

Cách 2: Vẽ đồ thị quãng đường - thời gian

- Đồ thị quãng đường - thời gian mô tả liên hệ giữa quãng đường đi được của vật và thời gian.

- Cách vẽ đồ thị quãng đường - thời gian:

Bước 1: Vẽ hai trục vuông góc cắt nhau tại điểm gốc O (trục toạ độ)

+ Trục nằm ngang Ot biểu diễn thời gian theo một tỉ lệ thích hợp

+ Trục thẳng đứng Os biểu diễn độ dài quãng đường theo một tỉ lệ thích hợp

Bước 2: Xác định các điểm có giá trị s và t tương ứng:

+ Điểm gốc O ( t= 0, s = 0 ) biểu diễn nơi xuất phát

+ Lần lượt xác định các điểm còn lại: Điểm A, điểm B, điểm C,... dựa vào bảng số liệu.

Bước 3: Nối các điểm O, điểm A, điểm B, điểm C,... được đồ thị quãng đường - thời gian.

Ví dụ: Vẽ đồ thị quãng - đường thời gian mô tả hành trình của một ca nô dựa vào Bảng 9.1

- Vẽ hai trục vuông góc cắt nhau tại điểm gốc O như Hình 9.1 (mỗi độ chia trên trục Ot tương ứng với 0,5 h, mỗi độ chia trên trục Os tương ứng với 15 km)

- Xác định các điểm có giá trị s và t tương ứng dựa vào Bảng 9.1: Điểm gốc O (t = 0; s = 0), điểm A (t = 0,5 h; s = 15 km), điểm B (t = 1,0 h; s = 30 km), điểm C (t =1,5h; s = 45 km), điểm D (t = 2,0 h; s = 60 km).

Hình 9.1. Cách xác định các điểm có giá trị s và t từ bảng ghi số liệu

- Đường nối các điểm đã vẽ như trên Hình 9.2 gọi là đồ thị quãng đường - thời gian của ca nô.

Hình 9.2. Đồ thị quãng đường- thời gian của ca nô

a. Tìm quãng đường s khi biết thời gian t (hoặc tìm thời gian t khi biết quãng đường s)

Ví dụ: Dựa vào Bảng 9.1 bảng số liệu về thời gian và quãng đường đi được của ca nô

- Tìm quãng đường s ca nô đi được sau thời gian t = 1,0 h kể từ lúc xuất phát:

+ Chọn điểm ứng với t = 1,0 h trên trục Ot. Từ điểm t = 1,0 h, vẽ đường thẳng song song với trục Os, cắt đồ thị tại điểm B như trên Hình 9.3.

+ Từ B, vẽ đường thẳng song song với trục Ot, cắt trục Os tại giá trị s = 30 km, đó là quãng đường ca nô đi được sau 1,0 h.

Hình 9.3. Cách tìm quãng đường từ đồ thị quãng đường - thời gian

- Tìm thời gian t khi biết trước quãng đường chuyển động s = 30 km của vật trên đồ thị:

+ Chọn điểm ứng với s = 30 km trên trục Os. Từ điểm này, vẽ đường thẳng song song với trục Ot, cắt đô thị tại điểm B (Hình 9.3).

+ Từ B, vẽ đường thẳng song song với trục Os, cắt trục Ot tại giá trị t = 1,0 h.

b. Tìm tốc độ v từ đồ thị

- Từ đồ thị, xác định quãng đường s và thời gian t tương ứng.

- Tính tốc độ của ca nô bằng công thức

\(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}\)

Bài 1: Một con rái cá bơi trên một dòng sông được quãng đường 100 m trong 40 s, sau đó nó thả mình trôi theo dòng nước 50 m trong 40 s.

a) Tính tốc độ bơi của rái cá trong 40 s đầu và tốc độ của dòng nước.

b) Vẽ đồ thị quãng đường – thời gian của rái c.

Hướng dẫn giải

a) Trong 40 s đầu, rái cá bơi được quãng đường 100 m, tốc độ bơi của rái cá là:

\(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{100}}}}{{{\rm{40}}}}{\rm{ = 2}},{\rm{5m/s}}\)

Tốc độ của dòng nước là:

\(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{50}}}}{{{\rm{40}}}}{\rm{ = 1}},{\rm{25m/s}}\)

b) Vẽ đồ thị quãng đường - thời gian của rái cá:

- Vẽ hai trục vuông góc cắt nhau tại điểm gốc O (t rục nằm ngang Ot biểu diễn thời gian, t rục thẳng đứng Os biểu diễn độ dài quãng đường)

- Xác định các điểm có giá trị s và t tương ứng:

+ Điểm gốc O ( t= 0, s = 0) biểu diễn nơi xuất phát của rái cá

+ Điểm A (t = 40 s, s = 100 m) biểu diễn quãng đường rái cá bơi được trong 40 s đầu là 100 m

+ Điểm B (t = 80 s; s = 150 m) biểu diễn quãng đường rái cá bơi được trong 40 s đầu và 40 s sau là 150 m.

- Nối các điểm O, điểm A, điểm B được đồ thị quãng đường - thời gian của rái cá

Bài 2: Hình bên dưới biểu diễn đồ thị quãng đường – thời gian của ba học sinh A, B và C đi xe đạp trong công viên.

a) Từ đồ thị, không cần tính tốc độ, hãy cho biết học sinh nào đạp xe chậm hơn cả. Giải thích.

b) Tính tốc độ của mỗi xe.

Hướng dẫn giải

a) Học sinh C chạy xe chậm hơn cả vì cùng quãng đường nhưng thời gian t đi dài hơn (Cả 3 học sinh đều đi quãng đường là 75 m trong đó học sinh A đi hết 20 s, học sinh B đi hết 40 s còn học sinh C đi hết 60 s. Học sinh C đi hết nhiều thời gian nhất nên đi chậm hơn cả học sinh A và B.)

b)

- Tốc độ của xe A là

\({\upsilon _{\rm{A}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{s}}_{\rm{A}}}}}{{{{\rm{t}}_{\rm{A}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{75}}}}{{{\rm{20}}}}{\rm{ = 3}},{\rm{75m/s}}\)

- Tốc độ của xe B là

\({\upsilon _{\rm{B}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{s}}_{\rm{B}}}}}{{{{\rm{t}}_{\rm{B}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{75}}}}{{{\rm{40}}}}{\rm{ = 1}},{\rm{875m/s}}\)

- Tốc độ của xe C là

\({\upsilon _{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{s}}_{\rm{C}}}}}{{{{\rm{t}}_{\rm{C}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{75}}}}{{{\rm{60}}}}{\rm{ = 1}},{\rm{25m/s}}\)