Ở bộ môn Vật lý lớp 10, các em sẽ được tìm hiểu về nhiều chuyển động khác nhau như chuyển động thẳng đều, chuyển động cơ, chuyển động thẳng biến đổi đều,… Trong bài viết này, Wikihoc sẽ gửi đến các em những lý thuyết và cách viết phương trình chuyển động thẳng đều – một trong những kiến thức khá quan trọng trong chương trình học. Những chia sẻ dưới đây giúp ích rất nhiều cho các em vận dụng vào các bài tập, kiểm tra cũng như thi học kì. Vì thế các em hãy cùng tham khảo nhé.
Chuyển động thẳng đều là gì? Có mấy đại lượng đặc trưng?
Tìm hiểu định nghĩa chuyển động thẳng đều và 3 đại lượng đặc trưng của chuyển động thẳng đều.
Chuyển động thẳng đều là gì?
Chuyển động thẳng đều là dạng chuyển động cơ bản nhất trong chuyển động thẳng, trong đó chất điểm có vận tốc tức thời không đổi.
Định nghĩa khác: Chuyển động thẳng đều là một dạng chuyển động cơ bản có quỹ đạo là một đường thẳng và có vận tốc như nhau trên mọi quãng đường bất kì (không xuất hiện gia tốc).
3 đại lượng đặc trưng của chuyển động thẳng đều
Chuyển động thẳng đều gồm ba đại lượng đặc trưng là vận tốc, quãng đường và thời gian chuyển động.
Vectơ vận tốc: v sẽ xác định phương chiều cũng như độ nhanh hay chậm của chuyển động. Độ lớn của vận tốc trong chuyển động thẳng đều là đại lượng không đổi:
Quãng đường trong chuyển động thẳng đều tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động
Trong đó:
- v: Là vận tốc của chuyển động thẳng đều
- s: Là quãng đường đi được
- t: Chính là thời gian đi hết quãng đường s
Phương trình chuyển động thẳng đều
Trong đó:
- X: Là tọa độ của vật tại thời điểm t
- x0: Là tọa độ của vật tại thời điểm ban đầu t0
- v: Là vận tốc tức thời (hay còn gọi là vận tốc) của vật
- t0: gốc thời gian
- Để dễ hiểu: Ta chọn gốc thời gian: t0 = 0
Quãng đường vật đi được sau khoảng thời gian:
Nếu vật chuyển động thẳng và không đổi chiều ta có:
Vận tốc sẽ phụ thuộc vào dấu mà ta chọn, nếu vật chuyển động cùng chiều dương (+) thì v > 0 và ngược lại vật chuyển động ngược chiều dương thì v < 0.
Đồ thị tọa độ – thời gian của chuyển động thẳng đều
Đồ thị tọa độ theo thời gian (x – t)
x = x0 + vt sẽ là dạng đồ thị giống với đồ thị hàm số: y = ax + b
Độ dốc của đường thẳng:
Đồ thị vận tốc theo thời gian (v – t)
Vận tốc trong chuyển động thẳng đều sẽ không thay đổi v = v0
Đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian sẽ được biểu diễn là một đường thẳng song song với trục thời gian.
Xem thêm: Chuyển động tròn đều là gì? Các đại lượng đặc trưng và công thức tính cần nhớ
Bài tập chuyển động thẳng đều có đáp án (Vật Lý 10)
Bài tập 1: Một xe chạy trong 7 giờ: 3 giờ đầu tiên xe chạy với tốc độ trung bình 70 km/h, 4 giờ sau xe chạy với tốc độ trung bình 55 km/h. Các em hãy tính tốc độ trung bình của xe máy trong suốt thời gian chuyển động?
Hướng dẫn giải:
Quãng đường xe máy đi trong 3 giờ đầu sẽ là:
S1 = v1.t1 = 70.3 = 210 km
Quãng đường xe máy đi trong 4 giờ tiếp theo là:
S2 = v2 .t2 = 55.4 = 220 km
Tốc độ trung bình của xe máy trong suốt thời gian chuyển động sẽ là:
Bài tập 2: Có một chiếc xe máy đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ trung bình v1 là 12 km/h và đi nửa đoạn cuối đường với tốc độ trung bình v2 là 20 km/h. Các em hãy cho biết tốc độ trung bình của chiếc xe máy trên cả đoạn đường.
Hướng dẫn giải:
Thời gian chiếc xe máy đi nửa đoạn đầu sẽ là:
Bài tập 3: Một chiếc xe máy đi trên con đường bằng phẳng với v1 là 55 km/h, trong thời gian 6 phút, sau đó lên dốc 5 phút với v2 là 40 km/h. Hãy coi chiếc xe máy đó chuyển động thẳng đều. Các em hãy tính quãng đường của xe máy đã đi trong cả giai đoạn.
Hướng dẫn giải
Quãng đường trong thời gian đầu là:
S1 = v1.t1 = 55. (6/60)= 5,5 km
Quãng đường trong thời gian lên dốc là:
S2 = v2.t2 = 40. (5/60) = 3,3 km
Quãng đường của xe máy đã đi trong cả giai đoạn sẽ là:
S = S1 + S2 = 8,8 km
Bài tập 4: Một chiếc xe máy đi từ địa điểm A đến địa điểm B. Đầu chặng xe máy đi 1/4 tổng thời gian với vận tốc là 60 km/h. Đến giữa chặng xe máy đi 1/2 thời gian với vận tốc là 30 km/h. Cuối chặng chiếc xe máy đi 1/4 tổng thời gian với v = 20 km/h. Các em hãy tính tốc độ trung bình của chiếc xe máy?
Hướng dẫn giải
Quãng đường đi đầu chặng của chiếc xe máy là:
S1 = v1.(t/4) = 15t
Quãng đường đi chặng giữa của chiếc xe máy là:
S2 = v2.(t/2) = 15t
Quãng đường đi chặng cuối của chiếc xe máy là:
S3 = v3.(t/4) = 5t
Tốc độ trung bình của chiếc xe máy là:
Vtb = (S1 + S2 +S3)/t = (15t + 15t + 5t)/t=35 km/h
Ngoài ra các em có thể tự ôn luyện một số bài nâng cao dưới đây:
Bài tập 1: Có hai chiếc xe máy cùng chuyển động đều trên một đoạn đường thẳng. Nếu như hai chiếc xe máy đều đi ngược chiều thì cứ 30 phút khoảng cách của chúng giảm 30 km. Còn nếu cả hai xe đi cùng chiều thì sau 10 phút khoảng cách giữa chúng giảm là 6km. Các em hãy tính vận tốc mỗi xe.
Bài tập 2: Một chiếc xe máy xuất phát từ địa điểm A lúc 8 giờ chuyển động thẳng đều và lúc tới địa điểm B vào khoảng thời gian là 11 giờ 30 phút, biết rằng khoảng cách từ địa điểm A đến điểm B là 175 km.
a. Các em hãy cho biết vận tốc của chiếc xe?
b. Nếu xe tiếp tục chuyển động thẳng đều đến địa điểm C lúc 1 giờ 30 phút chiều. Thì khoảng cách từ điểm B đến điểm C là bao nhiêu?
Bài tập 3: Trên một đoạn đường thẳng từ nhà đến chỗ làm việc của Minh, cùng một lúc xe chiếc xe máy số 1 khởi hành từ nhà đến chỗ làm với vận tốc là 60 km/h. Chiếc xe máy số 2 từ chỗ làm đi cùng chiều với chiếc xe số 1 có vận tốc là 40 km/h. Biết quãng đường là có chiều dài là 20 km. Các em hãy lập phương trình chuyển động của mỗi chiếc xe với cùng hệ quy chiếu.
Bài tập 4: Một người đi xe đạp đều trong 30 phút đi được 4 km.
-
Các em hãy cho biết vận tốc của người đó ra m/s và km/h
-
Biết rằng quãng đường từ nhà đến chỗ làm việc của người này là 4600 m. Vậy các em hãy cho biết người đó đi từ nhà đến nơi làm việc hết bao nhiêu thời gian?
-
Nếu người công nhân này đạp xe trong 3 giờ thì sẽ về đến quê. Hãy cho biết quãng đường từ nhà đến quê là bao nhiêu?
Bài tập 4: Một chiếc thuyền chạy bằng máy và một thuyền tự chèo bằng tay cùng xuất phát xuôi dòng từ điểm A đến địa điểm B. Biết rằng quãng đường từ A đến B dài 16 km. Thuyền chạy bằng máy chuyển động với vận tốc 26 km/h so với nước. Dòng nước chảy xuôi dòng với vận tốc là 6 km/h so với bờ. Khi thuyền chạy bằng máy đến địa điểm B thì nó lập tức quay trở lại điểm A và rồi quay quay về điểm B. Biết chiếc thuyền chạy máy và thuyền chèo bằng tay đến B cùng lúc.
-
Các em hãy tìm vận tốc thuyền chèo bằng tay so với nước.
-
Không tính 2 bến sông A và B, trong quá trình chuyển động hai chiếc thuyền gặp nhau ở đâu?
Bài tập 5: Cùng một lúc có hai chiếc xe cùng xuất phát từ địa điểm A và B cách nhau 80km, biết rằng chúng chuyển động thẳng đều và cùng chiều từ địa điểm A đến điểm B. Chiếc xe thứ đầu tiên đi từ điểm A với vận tốc 40 km/h, còn chiếc xe thứ hai bắt đầu đi từ điểm B với vận tốc 50km/h.
-
Sau 30 phút thì khoảng cách của hai chiếc xe kể từ lúc xuất phát là bao nhiêu?
-
Hai chiếc xe trên liệu có gặp nhau không? Cho biết tại sao?
-
Sau khi xuất phát 1 tiếng thì xe thứ nhất (đi từ điểm A) đã tăng tốc là 50km/h. Các em hãy xác định thời điểm và vị trí hai chiếc xe trên gặp nhau?
Wikihoc hy vọng rằng những kiến thức liên quan đến chuyển động thẳng đều trong bài viết này sẽ giúp các em hiểu rõ hơn chuyển động thẳng đều là gì và các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao. Đừng quên truy cập kiến thức cơ bản mỗi ngày để không bỏ lỡ những bài học thú vị nhé.
