Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con

Giải Vật lí 10 Bài 9 - Kết nối tri thức: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Bài 1 trang 43 Vật Lí 10: Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con đang chạy trong ngõ thẳng và hẹp.

a) Hãy mô tả chuyển động của chú chó.

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của chú chó sau 2s; 4s; 7s và 10s bằng đồ thị và bằng công thức.

Lời giải:

a. Mô tả chuyển động của chú chó:

- Trong 2 giây đầu tiên: chuyển động thẳng đều với vận tốc 1 m/s.

- Từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: chuyển động nhanh dần đều.

- Từ giây thứ 4 đến giây thứ 7: chuyển động chậm dần.

- Từ giây thứ 7 đến giây thứ 8: đứng yên.

- Từ giây thứ 8 đến giây thứ 9: chuyển động nhanh dần theo chiều âm.

- Từ giây thứ 9 đến giây thứ 10 chuyển động thẳng đều với vận tốc -1 m/s theo chiều âm.

b.

Quãng đường đi được và độ dịch chuyển theo đồ thị:

Sau 2s: $s_1=d_1=\left(1-0\right).\left(2-0\right)=2\left(m\right).$

Sau 4s: $s_2=d_2=d_1+\frac{\left(v_1+v_2\right).t_2}{2}=2+\frac{\left(1+3\right).\left(4-2\right)}{2}=6\left(m\right).$

Sau 7s: $s_3=d_3=d_2+\frac{1}{2}{v}_3.t_3=6+\frac{3.\left(7-4\right)}{2}=10,5\left(m\right).$

Sau 10s: $s_4=s_3+\frac{1}{2}\mathrm{.1.1}+1.1=12\left(m\right).$

$d_4=d_3+\frac{1}{2}.\left(-1\right).\left(9-8\right)+\left(-1\right).\left(10-9\right)=9\left(m\right).$

Quãng đường đi được và độ dịch chuyển theo công thức:

Sau 2s: $s_1=d_1=v_1.t_1=1.2=2\left(m\right).$

Sau 4s: Gia tốc: $a_1=\frac{v_2-v_1}{t_2}=\frac{3-1}{4-2}=1\left(m/s^2\right).$

$\Rightarrow s_2=d_2=d_1+v_1.t_2+\frac{1}{2}{a}_1{t}_2^2=2+1.2+\frac{1}{2}{\mathrm{.1.2}}^2=6\left(m\right).$

Sau 7s: Gia tốc từ giây thứ 4 đến giây thứ 7: $a_2=\frac{v_3-v_2}{t_3}=\frac{0-3}{7-4}=-1\left(m/s^2\right).$

$s_3=d_3=d_2+v_3{t}_3+\frac{1}{2}{a}_2.t_3^2=6+3.3+\frac{1}{2}.\left(-1\right){.3}^2=10,5\left(m\right).$

Sau 10s:

Giây 7 đến 8: Vật đứng yên.

Giây 8 đến 9: Gia tốc: $a_4=\frac{v_4-v_3}{t_4}=\frac{-1-0}{9-8}=-1\left(m/s^2\right).$

Độ dịch chuyển: d₄ = v₃t_{4 + $\frac{1}{2} a_4.t_4^2 = 0.1 + \frac{1}{2}.(-1).1^2$} = - 0,5 (m) => quãng đường s₄ = 0,5 m.

Giây 9 đến 10: $d_5=v_4.t_5=-1.\left(10-9\right)=-1\left(m\right)\Rightarrow$ quãng đường s₅ = 1 m.

Suy ra độ dịch chuyển và quãng đường sau 10s lần lượt là:

$d=d_3+d_4+d_5=10,5-0,5-1=9\left(m\right).$

Quãng đường: $s=s_3+s_4+s_5=10,5+0,5+1=12\left(m\right).$

Vậy 2 kết quả bằng hai cách tính toán trùng nhau.

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Khởi động trang 40 Vật Lí 10: Hình trên mô tả sự thay đổi vị trí và vận tốc của ô tô, người sau những khoảng thời gian bằng nhau...

Câu hỏi 1 trang 40 Vật Lí 10: Tính gia tốc của các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài...

Câu hỏi 2 trang 40 Vật Lí 10: Các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài có phải là chuyển động thẳng biến đổi đều hay không...

Câu hỏi 1 trang 41 Vật Lí 10: Từ các đồ thị trong Hình 9.1...

Câu hỏi 2 trang 41 Vật Lí 10: Hình 9.2 là đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động của một bạn đang đi trong siêu thị...

Câu hỏi 1 trang 42 Vật Lí 10: Hãy tính độ dịch chuyển của chuyển động có đồ thị (v – t) vẽ ở Hình 9.3b...

Câu hỏi 2 trang 42 Vật Lí 10: Chứng tỏ rằng có thể xác định được giá trị của gia tốc dựa trên đồ thị...

Câu hỏi 1 trang 42 Vật Lí 10: Biết độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều có độ lớn bằng diện tích giới hạn đồ thị...

Câu hỏi 2 trang 42 Vật Lí 10: Từ công thức (9.2) và (9.4) chứng minh rằng...

Câu hỏi trang 42 Vật Lí 10: Hãy dùng đồ thị (v – t) vẽ ở Hình 9.4 để...

Bài 2 trang 43 Vật Lí 10: Một vận động viên đua xe đạp đường dài vượt qua vạch đích với tốc độ 10 m/s...

Em có thể trang 43 Vật Lí 10: Từ đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều mô tả được chuyển động này...