Một người đi xe đạp lên dốc dài 50m theo chuyển động thẳng chậm dần đều. Vận tốc lúc đầu bắt đầu lên dốc là 18km/h và vận tốc cuối là 3m/s. Tính gia tốc và thời gian lên dốc?

Đáp án đúng: A

* Lời giải:

$$\begin{gathered} a=\frac{v^2-{v_0}^2}{2s}=\frac{3^2-5^2}{2.50}\Rightarrow a=-0,16 (m/s) \\ \Rightarrow t=\frac{v-v_0}{a}=\frac{3-5}{-0,16}=12,5 \left(s\right) \end{gathered}$$

* Phương pháp giải:

Tính gia tốc (a)

Tính thời gian (t)

* Lý thuyết nắm thêm:

1. Gia tốc

- Gia tốc là đại lượng vectơ, đặc trưng cho độ biến thiên của vận tốc theo thời gian.

- Gia tốc trung bình được xác định theo biểu thức:

${\overrightarrow{a}}_{\text{t}}=\frac{\overrightarrow{\text{Δv}}}{\text{Δt}}=\frac{{\overrightarrow{v}}_2-{\overrightarrow{v}}_1}{\text{Δt}}$

- Khi rất nhỏ, gia tốc trung bình trở thành gia tốc tức thời.

- Trong chuyển động thẳng, gia tốc trung bình được xác định theo biểu thức:

${\text{a}}_{tb}=\frac{\text{Δv}}{\text{Δt}}=\frac{{\text{v}}_2-{\text{v}}_1}{\text{Δt}}$

- Đơn vị của gia tốc trong hệ SI là .

2. Phân loại chuyển động thẳng

Dựa vào giá trị của gia tốc có thể phân chuyển động thẳng thành 3 loại:

- Nếu $\text{a}=0$ : chuyển động thẳng đều, vật có độ lớn vận tốc không đổi.

- Nếu $\text{a}\ne 0$ và bằng hằng số: chuyển động thẳng biến đổi đều, vật có độ lớn vận tốc thay đổi (tăng hoặc giảm) đều theo thời gian.

+) Chuyển động thẳng nhanh dần đều: Vận tốc tăng đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{v}$ cùng chiều.

+) Chuyển động thẳng chậm dần đều: Vận tốc giảm đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{v}$ngược chiều.

- Nếu $\text{a}\ne 0$ nhưng không bằng hằng số: chuyển động thẳng phức tạp (không xét trong chương trình Vật lí phổ thông).

3. Các phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều

Công thức vận tốc: $\text{v}={\text{v}}_0+\text{at}$ Công thức độ dịch chuyển: $\text{d}=\frac{{\text{v}}_0+\text{v}}{2}\text{.t}$ Công thức tính quãng đường đi được: $\text{s}={\text{v}}_0\text{t}+\frac{1}{2}{\text{at}}^{\text{2}}$ Phương trình chuyển động: $\text{x}={\text{x}}_0+\text{s}$ $={\text{x}}_0+{\text{v}}_0\text{t}+\frac{1}{2}{\text{at}}^{\text{2}}$

+ Gốc thời gian được chọn sao cho ${\text{t}}_0=0$. + Chuyển động nhanh dần: $a.v_0>0$. + Chuyển động chậm dần: $a.v_0<0$. $\to \text{v}\left(\text{t}\right)$ là hàm số bậc nhất của thời gian. $\to \text{x}\left(\text{t}\right)$ và $\text{s}\left(\text{t}\right)$ là hàm số bậc 2 của thời gian.

Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường đi:

${\text{v}}^2-{\text{v}}_0^2=2\text{as}$

4. Đồ thị của chuyển động thẳng biến đổi đều

Đồ thị gia tốc - thời gian $\text{a}\left(\text{t}\right)$ là đường thẳng song song với trục thời gian.

Đồ thị vận tốc - thời gian $\text{v}\left(\text{t}\right)$ là đường thẳng xiên góc, tạo với trục thời gian một góc $\alpha$.

Đồ thị tọa độ - thời gian $\text{x}\left(\text{t}\right)$ là một phần đường parabol.

Đồ thị $\left(a-t\right)$, $\left(v-t\right)$ và $\left(d-t\right)$ trong chuyển động thẳng biến đồi đều

Xem thêm các bài viết liên quan hay, chi tiết:

Gia tốc. Chuyển động thẳng biến đổi đều | Chuyên đề dạy thêm Vật lí 10

TOP 15 câu Trắc nghiệm Gia tốc và đồ thị vận tốc - thời gian có đáp án - Vật lí lớp 10 Cánh diều