Lý thuyết Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều – Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

          Lý thuyết Vật lí 10 Bài 7: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều

A. Lý thuyết Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều

1. ĐỒ THỊ VẬN TỐC – THỜI GIAN TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG VÀ KHÁI NIỆM GIA TỐC

a. Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi

Mục đích: Đo được vận tốc tức thời tại từng thời điểm của vật chuyển động biến đổi.

Các dụng cụ và bố trí thí nghiệm như hình dưới

b. Gia tốc

- Đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên của vật tốc theo thời gian được gọi là gia tốc. Trong chuyển động thẳng, gia tốc trung bình được xác định theo biểu thức

$a_{tb}=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v_2-v_1}{\Delta t}$

- Gia tốc tức thời tại một thời điểm có giá trị bằng độ dốc của tiếp tuyến của đồ thị vận tốc – thời gian (v – t) tại thời điểm đó

- Trong hệ SI, gia tốc có đơn vị là m/s²

- Do vận tốc là một đại lượng vecto nên gia tốc cũng là đại lượng vecto

- Gia tốc trung bình được xác định: ${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{\Delta \overrightarrow{v}}{\Delta t}=\frac{{\overrightarrow{v}}_2-{\overrightarrow{v}}_1}{\Delta t}$

- Dựa vào giá trị của gia tốc tức thời để phân chuyển động thành những loại sau:

+ a = 0: chuyển động thẳng đều, vật có độ lớn vận tốc không đổi.

+ a ≠ 0 và bằng hằng số: chuyển động thẳng biến đổi đều, vật có độ lớn vật tốc thay đổi (tăng hoặc giảm) đều theo thời gian.

+ a ≠ 0 nhưng không phải hằng số: chuyển động thẳng biến đổi phức tạp.

c. Vận dụng đồ thị (v – t) xác định độ dịch chuyển

- Độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian từ t₁ đến t₂ được xác định bằng phần diện tích giới hạn bởi các đường v(t), v = 0, t = t₁, t = t₂ trong đồ thị (v – t)

2. CÁC PHƯƠNG TRÌNH CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

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

- Phương trình gia tốc: a = hằng số

- Phương trình vận tốc: v = v_o + a.t (do chọn t₀ = 0)

- Phương trình độ dịch chuyển: $d=\frac{1}{2}a.t^2+v_o.t$

- Phương trình xác định tọa độ của vật chuyển động thẳng biến đổi đều không đổi chiều: $x=\frac{1}{2}a.t^2+v_o.t+x_o$

- Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển: $v^2-v_o^2=2a.d$

- Đồ thị (d – t) của chuyển động thẳng biến đổi đều được biểu diễn là một nhánh parabol

B. Bài tập Trắc nghiệm Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều

Câu 1: Biểu thức tính gia tốc trung bình

A. ${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{\Delta \overrightarrow{\nu }}{\Delta t}=\frac{{\overrightarrow{\nu }}_2-{\overrightarrow{\nu }}_1}{\Delta t}$

B. ${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{\Delta t}{\Delta \overrightarrow{\nu }}=\frac{\Delta t}{{\overrightarrow{\nu }}_2-{\overrightarrow{\nu }}_1}$

C. ${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{s}{\Delta t}$

D. ${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{\overrightarrow{d}}{\Delta t}$

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Biểu thức tính gia tốc trung bình là ${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{\Delta \overrightarrow{\nu }}{\Delta t}=\frac{{\overrightarrow{\nu }}_2-{\overrightarrow{\nu }}_1}{\Delta t}$

Câu 2: Chọn đáp án đúng.

A. Khi a = 0: chuyển động thẳng đều, vật có độ lớn vận tốc không đổi.

B. Khi $a\ne 0$ và bằng hằng số: chuyển động thẳng biến đổi đều, vật có độ lớn vận tốc tăng hoặc giảm đều theo thời gian.

C. Khi $a\ne 0$ nhưng không phải hằng số: chuyển động thẳng biến đổi phức tạp.

D. Cả A, B và C đều đúng.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Cả ba đáp án A, B, C đều đúng.

Câu 3: Chọn đáp án đúng.

A. Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc tăng đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ cùng chiều.

B. Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc tăng đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ ngược chiều.

C. Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và không bằng hằng số, vận tốc tăng theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ cùng chiều.

D. Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc giảm theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ cùng chiều.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc tăng đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ cùng chiều.

Câu 4: Chọn đáp án đúng.

A. Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc giảm đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ ngược chiều.

B. Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc tăng đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ ngược chiều.

C. Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và không bằng hằng số, vận tốc giảm đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ cùng chiều.

D. Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$ và bằng hằng số, vận tốc giảm đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ cùng chiều.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động có gia tốc $a\ne 0$và bằng hằng số, vận tốc giảm đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{\nu }$ ngược chiều.

Câu 5: Gia tốc là

A. đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên của vận tốc theo thời gian.

B. đại lượng đặc trưng cho độ nhanh chậm của chuyển động.

C. đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên nhanh chậm của tốc độ theo thời gian.

D. đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên về hướng của vận tốc.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

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

Câu 6: Nếu $t_0=0$ với vật chuyển động thẳng biến đổi đều. Chọn đáp án đúng.

A. Phương trình vận tốc là $\nu ={\nu }_0+a.t$

B. Phương trình độ dịch chuyển $d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2$

C. Phương trình liên hệ giữa a, v và d là ${\nu }^2-v_0^2=2.a.d$

D. Cả A, B và C đều đúng.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Vật chuyển động thẳng biến đổi đều nếu $t_0=0$

- Phương trình vận tốc là $\nu ={\nu }_0+a.t$

- Phương trình độ dịch chuyển $d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2$

- Phương trình liên hệ giữa a, v và d là ${\nu }^2-v_0^2=2.a.d$

Câu 7: Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 36 km/h thì hãm phanh chuyển động thẳng chậm dần đều để vào ga. Sau 2 phút thì dừng lại ở sân ga. Tính quãng đường mà tàu đi được trong thời gian hãm phanh. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu.

A. 400 m.

B. 500 m.

C. 120 m.

D. 600 m.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Đổi 36 km/h = 10 m/s. 2 phút = 120 giây.

- Gia tốc của tàu là: $a=\frac{\nu -{\nu }_0}{\Delta t}=\frac{0-10}{120}=-\frac{1}{12}m/s^2$

- Quãng đường tàu đi được là:

$s=d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2=10.120+\frac{1}{2}.\left(-\frac{1}{12}\right){.120}^2=600m$

Câu 8: Một đoàn tàu rời ga chuyển động nhanh dần đều. Sau 1 phút 40 giây tàu đạt tốc độ 36 km/h. Quãng đường tàu đi được trong 1 phút 40 giây đó là bao nhiêu? Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu.

A. 1,5 km.

B. 3,6 km.

C. 0,5 km.

D. 5,0 km.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: C.

- Gia tốc của tàu là: $a=\frac{\nu -{\nu }_0}{\Delta t}=\frac{10-0}{100}=0,1m/s^2$

- Quãng đường tàu đi được là:

$s=d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2=0.120+\frac{1}{2}.0,{1.100}^2=500m=0,5km$

Câu 9: Một ô tô chạy thẳng đều với tốc độ 40 km/h bỗng tăng ga chuyển động nhanh dần đều. Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Tính gia tốc của xe, biết rằng sau khi tăng ga chạy được quãng đường 1 km thì ô tô đạt tốc độ 60 km/h.

A. 1500 $km/h^2$

B. 1000 $km/h^2$

C. 2000 $km/h^2$

D. 1800 $km/h^2$

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: B.

Từ ${\nu }^2-v_0^2=2.a.d\Rightarrow {60}^2-40{=}_{2}2.a.1\Rightarrow a=1000km/h^2$

Câu 10: Một xe máy đang đi với tốc độ 36 km/h bỗng người lái xe thấy có một cái hố trước mặt, cách xe 20 m. Người ấy phanh gấp và xe đến sát miệng hố thì dừng lại. Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Tính gia tốc của xe.

A. – 1 $m/s^2$

B. 1,5 $m/s^2$

C. 2 $m/s^2$

D. -2,5 $m/s^2$

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

${\nu }^2-v_0^2=2.a.d\Rightarrow 0^2-{\left(\frac{{36.10}^3}{3600}\right)}^{2^{}}=2.a.20\Rightarrow a=-2,5\left(m/s^2\right)$

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Vật lí lớp 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do

Lý thuyết Bài 9: Chuyển động ném

Lý thuyết Bài 10: Ba định luật Newton về chuyển động

Lý thuyết Bài 11: Một số lực trong thực tiễn

Lý thuyết Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu