Lý thuyết Vật lý 10 bài 8 KNTT

- Một ô tô đang đứng yên, bắt đầu chuyển động sẽ chuyển động nhanh dần (vận tốc tăng dần); khi đang chuyển động muốn dừng lại sẽ phải chuyển động chậm dần (vận tốc giảm dần).

- Chuyển động có vận tốc thay đổi được gọi là chuyển động biến đổi.

a. Khái niệm gia tốc

Để xác định được sự thay đổi vận tốc theo thời gian, phải biết vận tốc tức thời của chuyển động tại các thời điểm khác nhau. Các phương tiện giao thông như xe máy, ô tô được trang bị tốc kế là thiết bị đo trực tiếp vận tốc tức thời.

Do đó có thể dùng tốc kế trên xe máy hoặc ô tô để tìm hiểu sự thay đổi vận tốc của chuyển động biến đổi.

Bảng dưới đây ghi vận tốc tức thời đo bởi tốc kế của một ô tô sau các khoảng thời gian 2s kể từ khi bắt đầu chạy trên một đường thẳng.

Bảng 1.1. Bảng ghi số liệu vận tốc tức thời của một chuyển động

Bảng trên cho thấy vận tốc của ô tô tăng dần theo thời gian: Ô tô chuyển động nhanh dần.

Nếu trong thời gian Δt, biến thiên vận tốc là Δv thì độ biến thiên của vận tốc trong một đơn vị thời gian là:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\,\,\,(1)\)

Đại lượng a cho biết sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc được gọi là gia tốc của chuyển động (gọi tắt là gia tốc).

Nếu Δv có đơn vị là m/s (m.s^-1), Δt có đơn vị là giây (s), thì gia tốc có đơn vị là m/s² (m.s^-2).

Vì Δv là đại lượng vectơ, nên gia tốc \(\overrightarrow a\) cũng là đại lượng vectơ:

\(\overrightarrow a  = \frac{{\overrightarrow {\Delta v} }}{{\Delta t}}\)

Hãy chứng tỏ khi \(\overrightarrow a\) cùng chiều với \(\overrightarrow v\) (a.v> 0) thì chuyển động là nhanh dần, khi \(\overrightarrow a\) ngược chiều với \(\overrightarrow a\)(av < 0) thì chuyển động là chậm dần.

b. Bài tập ví dụ

Một xe máy đang chuyển động thẳng với vận tốc 10 m/s thì tăng tốc. Sau 5s đạt vận tốc 12 m/s.

a) Tính gia tốc của xe.

b) Nếu sau khi đạt vận tốc 12 m/s,xe chuyển động chậm dần với gia tốc có độ lớn bằng gia tốc trên thì sau bao lâu xe sẽ dừng lại?

Giải

a) \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\,\, = \frac{{12 - 10}}{5} = 0,4m/{s^2}\)

Gia tốc của xe a = 0,4 m/s²

b) \(\Delta t' = \frac{{\Delta v'}}{a} = \frac{{0 - 12}}{{ - 0,4}} = 30s\)

Xe dừng lại sau 30 s.

Bài 1: Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sống.

Hướng dẫn giải

Ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sống:

+ Máy bay đang bay trên bầu trời

+ Xe máy đang chuyển động trên đường

+ Con muỗi đang bay...

Bài 2: Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh, chậm dần đều có đặc điểm gì? Gia tốc được đo bằng đơn vị nào? Chiều của vectơ gia tốc của các chuyển động này có đặc điểm gì?

Hướng dẫn giải

- Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh, chậm dần đều cho biết vận tốc biến thiên nhanh hay chậm theo thời gian. Gia tốc là đại lượng vectơ có điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.

- Gia tốc được đo bằng đơn vị: m/s2.

- Đặc điểm của chiều của vectơ gia tốc:

 a.v > 0 ⇒ Chuyển động thẳng nhanh dần đều. Vectơ a cùng phương, cùng chiều với vector v

 a.v < 0 ⇒ Chuyển động thẳng chậm dần đều. Vectơ a cùng phương, ngược chiều với vectơ v.

Bài 3: Câu nào đúng?

A. Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều.

B. Chuyển động thẳng nhanh dần đều có gia tốc lớn thì có vận tốc lớn.

C. Chuyển động thẳng biến đổi đều có gia tốc tăng, giảm đều theo thời gian.

D. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều có phương, chiều và độ lớn không đổi.

Hướng dẫn giải

– Chọn đáp án D. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều có phương, chiều và độ lớn không đổi.

– A, B sai vì tính chất nhanh dần chậm dần của chuyển động thẳng biến đổi đều chỉ xác định dựa vào dấu của tích a.v tại thời điểm mà ta xét. Do vậy ta không thể khẳng định được gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều hoặc chuyển động thẳng nhanh dần đều có gia tốc lớn thì có vận tốc lớn.

– C sai vì chuyển động thẳng biến đổi đều có vận tốc tăng, giảm đều theo thời gian (tức gia tốc a không thay đổi về độ lớn)

– D đúng vì trong chuyển động thẳng nhanh dần đều a.v > 0 nên phương và chiều của a cùng phương, cùng chiều với v, phương và chiều của v là phương và chiều của chuyển động.

C. Trắc nghiệm Vật lý 10 bài 8