Xác định vận tốc, gia tốc, quãng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều
Chuyển động thẳng biến đổi đều - Vật lý 10
Trong chuyên đề chuyển động thẳng biến đổi đều của Vật lý 10, việc xác định vận tốc, gia tốc và quãng đường đi được là kỹ năng quan trọng giúp học sinh nắm chắc bản chất của chuyển động. Đây là dạng bài tập kết hợp nhiều công thức, đòi hỏi khả năng phân tích đề và lựa chọn phương pháp giải hợp lý. Bài viết này sẽ hướng dẫn chi tiết công thức, cách áp dụng và cung cấp bài tập Vật lý 10 có đáp án để bạn luyện tập hiệu quả, từ đó nâng cao tốc độ và độ chính xác khi làm bài.
A. Công thức chuyển động thẳng biến đổi đều
- Công thức gia tốc:
\(a = \frac{v -
v_{0}}{t}\) - Công thức vận tốc:
\(v = v_0 + at\) - Công thức quãng đường:
\(S = v_0.t + \dfrac{1}{2} at^2\) - Công thức độc lập thời gian:
\(v^2 – v_0^2 = 2.a.S\)
Trong đó: a > 0 nếu chuyển động nhanh dần đều; a < 0 nếu chuyển động chậm dần đều.
Lưu ý:
\(a.v > 0\) cùng dấu→chuyển động nhanh dần đều
\(a.v < 0\) trái dấu → chuyển động chậm dần đều
B. Bài tập xác định vận tốc, gia tốc và quãng đường trong chuyển động
Bài 1. Một xe chở hàng chuyển động chậm dần đều với v0 = 25m/s, a = - 2m/s2.
a. Tính vận tốc khi nó đi được 100m.
b. Quãng đường xe đi đến khi dừng lại.
Hướng dẫn giải
Ta có:
\(v_{0} = 25(m/s);a = - 2\left(
m/s^{2} \right)\)
a. Sau khi xe đi được
\(s = 100(m)\) ta có:
\(v^{2} = {v_{0}}^{2} + 2as = 25^{2} + 2.(
- 2).100 = 225\)
\(\Rightarrow v = 15(m/s)\)
b. Quãng đường xe đi đến khi dừng lại là:
\(0 = {v_{0}}^{2} + 2as \Rightarrow s = -
\frac{{v_{0}}^{2}}{2a} = - \frac{625}{- 4} = 156,25(m)\)
Bài 2. Một đoàn tàu đang chuyển động với v0 = 72km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54km/h.
a. Tính gia tốc của tàu.
b. Sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt v = 36km/h
c. Sau thời gian bao lâu thì dừng hẳn.
d. Tính quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại.
Hướng dẫn giải
Ta có:
\(v_{0} = 72km/h =
20(m/s)\)
Sau 10s có
\(v_{1} = 54km/h =
15(m/s)\)
a. Gia tốc của tàu là:
\(a = \frac{v_{1} - v_{0}}{t} = \frac{15 -
20}{10} = - 0,5\left( m/s^{2} \right)\)
b. Khi
\(v = 36km/h = 10m/s\)
\(t = \frac{v - v_{0}}{a} = \frac{10 -
20}{- 0,5} = 20(s)\)
c. Thời gian để xe dừng hẳn là:
\(t_{dung} = \frac{0 - v_{0}}{a} = \frac{-
20}{- 0,5} = 40(s)\)
d. Quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại:
\(S = \frac{v^{2} - {v_{0}}^{2}}{2a} =
\frac{0 - 20^{2}}{2.( - 0,5)} = 400(m)\)
Bài 3. Một xe lửa dừng lại hẳn sau 20s kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó xe chạy được 120m.
a. Tính gia tốc của xe.
b. Tính vận tốc của xe lúc bắt đầu hãm phanh.
Hướng dẫn giải
Xe lửa dừng lại hẳn sau 20s trong thời gian đó xe đi được
\(S = 120m\) chuyển động chậm dần đều đến
\(v = 0\).
Ta có:
\(v = v_{0} + st = 0 \Rightarrow
v_{0} = - at\)
Thay vào
\(S = v_{0}t +
\frac{1}{2}at^{2}\)
\(\Leftrightarrow 120 = ( - at).t +
\frac{1}{2}at^{2} = - at^{2} + \frac{1}{2}at^{2} = -
\frac{1}{2}at^{2}\)
\(\Rightarrow a = \frac{- 2S}{t^{2}} = -
\frac{2.120}{20^{2}} = - 0,6\left( m/s^{2} \right)\)
b. Vận tốc của xe lúc bắt đầu hãm phanh
\(v_{0} = - at = - ( - 0,6).20 =
12(m/s)\).
C. Bài tập tự rèn luyện có đáp án chi tiết
Bài 1. Một đoàn tàu bắt đầu chuyển động nhanh dần đều khi đi hết 1km thứ nhất thì v1 = 10m/s. Tính vận tốc v sau khi đi hết 2km.
Bài 2. Một chiếc xe lửa chuyển động trên đoạn thẳng qua điểm A với v = 20m/s, a = 2m/s2. Tại B cách A một khoảng 100m. Tìm vận tốc của xe tại B.
Bài 3. Một chiếc canô chạy với v = 16m/s, a = 2m/s2 cho đến khi đạt được v = 24m/s thì bắt đầu giảm tốc độ cho đến khi dừng hẳn. Biết canô bắt đầu tăng vận tốc cho đến khi dừng hẳn là 10s. Hỏi quãng đường canô đã chạy.
Bài 4. Một xe chuyển động nhanh dần đều đi được S = 24m, S2 = 64m trong 2 khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là 4s. Xác định vận tốc ban đầu và gia tốc.
Bài 5. Một xe máy đang đi với v = 50,4km/h bỗng người lái xe thấy có ổ gà trước mắt cách xe 24,5m. Người ấy phanh gấp và xe đến ổ gà thì dừng lại.
a. Tính gia tốc của xe.
b. Tính thời gian giảm phanh.
Tài liệu quá dài để hiển thị hết — hãy nhấn Tải về để xem trọn bộ!
-------------------------------------------------------
Việc thành thạo cách xác định vận tốc, gia tốc và quãng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều sẽ giúp bạn tự tin giải các bài tập từ cơ bản đến nâng cao trong môn Vật lý. Với phần công thức, hướng dẫn giải chi tiết và bài tập có đáp án ở trên, bạn hoàn toàn có thể tự ôn tập và rèn luyện tại nhà. Hãy luyện tập thường xuyên để củ