Lý thuyết Chuyển động biến đổi. Gia tốc (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 10

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

A. Lý thuyết Chuyển động biến đổi. Gia tốc

I. Chuyển động biến đổi

– Chuyển động biến đổi là chuyển động có vận tốc thay đổi.

– Chuyển động nhanh dần – có vận tốc tăng dần

– Chuyển động chậm dần – có vận tốc giảm dần.

Ví dụ: Một ôtô đang đứng yên, bắt đầu chuyển động sẽ chuyển động nhanh dần (vận tốc tăng dần); khi đang chuyển động muốn dừng lại sẽ phải chuyển động chậm dần (vận tốc giảm dần).

Hình ảnh dưới đây là ảnh chụp miêu tả thí nghiệm sự thay đổi vận tốc của một ôtô đồ chơi trong ba giai đoạn chuyển động

a. Giai đoạn xe chuyển động nhanh dần

b. Giai đoạn xe chuyển động đều

c. Giai đoạn xe chuyển động chậm dần

II. Gia tốc của chuyển động biến đổi

1. Khái niệm gia tốc

– Gia tốc (gia tốc chuyển động) là đại lượng cho biết sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc.

– Trong khoảng thời gian $\mathrm{\Delta }\text{t}$, độ biến thiên vận tốc là $\text{Δv}$ thì độ biến thiên của vận tốc trong một đơn vị thời gian là: $\text{a = }\frac{\text{Δv}}{\text{Δt}}\text{ = }\frac{{\text{v}}_{\text{t}}{\text{ – v}}_{\text{0}}}{{\text{t – t}}_{\text{0}}}$

– Nếu $\text{Δv}$ có đơn vị là $\text{m/s}$(${\text{m.s}}^{-1}$), $\mathrm{\Delta }\text{t}$ có đơn vị là giây (s) thì gia tốc có đơn vị là ${\text{m/s}}^2$(${\text{m.s}}^{-2}$).

– Vì $\text{Δ}\overrightarrow{\text{v}}$ là đại lượng vectơ, nên gia tốc $\overrightarrow{\text{a}}$ cũng là đại lượng vectơ.

$\overrightarrow{\text{a}}\text{ = }\frac{\text{Δ}\overrightarrow{\text{v}}}{\text{Δt}}$

+ Khi $\overrightarrow{\text{a}}$ cùng chiều với $\overrightarrow{\text{v}}$(a.v > 0) thì chuyển động là nhanh dần.

+ Khi $\overrightarrow{\text{a}}$ ngược chiều với $\overrightarrow{\text{v}}$(a.v < 0) thì chuyển động là chậm dần.

2. Bài tập ví dụ

Một xe máy đang chuyển động thẳng với vận tốc 10 m/s thì tăng tốc. Biết rằng sau 5 s kể từ khi tăng tốc, xe đạt vận tốc 12 m/s.

a. Tính gia tốc của xe

b. Nếu sau khi đạt vận tốc 12 m/s, xe chuyển động chậm dần với gia tốc có độ lớn bằng gia tốc trên thì bao lâu xe dừng lại.

Tóm tắt

a, ${\text{v}}_{\text{0}}\text{=10 m/s}$

$\text{v = 12 m/s}$

$\mathrm{\Delta }\text{t = 5s}$

${\text{a = ? m/s}}^2$

b, ${\text{v}}_{\text{0}}\text{‘ = 12 m/s}$

$\text{v}‘\text{= 0}$

${\text{a = – 0,4 m/s}}^2$

$\mathrm{\Delta }\text{t = ?}$

Giải

a, $\mathrm{a}=\frac{\mathrm{\Delta v}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{12-10}{5}=0,4\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$

Gia tốc của xe ${\text{a = 0,4m/s}}^{\text{2}}$

b, $\mathrm{\Delta t}‘=\frac{\mathrm{\Delta v}‘}{\mathrm{a}}=\frac{0-12}{-0,4}=30\mathrm{s}$

Xe dừng lại sau 30 giây

B. Trắc nghiệm Chuyển động biến đổi. Gia tốc

Câu 1: Chuyển động có đặc điểm nào sau đây là chuyển động chậm dần?

A. $\stackrel{\rightharpoonup }{a}$ cùng chiều với $\stackrel{\rightharpoonup }{v}$ .

B. $\stackrel{\rightharpoonup }{a}$ ngược chiều với $\stackrel{\rightharpoonup }{v}$ .

C. Tích $\text{a.v >}0$ .

D. Cả đáp án A và C.

Đáp án đúng là: B.

A, C, D – sai vì đây là đặc điểm của chuyển động nhanh dần.

B – đúng.

Câu 2: Một xe ô tô đang chuyển động đều, gặp chướng ngại vật xe hãm phanh, sau một khoảng thời gian thì xe dừng lại. Kể từ lúc hãm phanh đến khi dừng lại, xe đang có trạng thái chuyển động như thế nào?

A. $\stackrel{\rightharpoonup }{a}$ cùng chiều với $\stackrel{\rightharpoonup }{v}$ .

B. chuyển động chậm dần.

C. Tích $\text{a.v >}0$ .

D. chuyển động nhanh dần.

Đáp án đúng là: B.

Xe hãm phanh đến khi dừng lại thì đây là chuyển động chậm dần vì vecto gia tốc và vecto vận tốc ngược chiều nhau.

Câu 3: Một đoàn tàu rời ga chuyển động thẳng nhanh dần, sau 1 phút đạt vận tốc 40 km/h. Gia tốc của đoàn tàu gần giá trị nào sau đây nhất?

A. 0,185 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

B. 0,285 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

C. 0,288 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$.

D. 0,188 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

Đáp án đúng là: A.

Gia tốc của đoàn tàu: $\text{a=}\frac{\Delta \text{v}}{\Delta \text{t}}=\frac{\frac{{40.10}^3}{3600}-0}{60}=0,185$ (${\text{m/s}}^{\text{2}}$ ).

Câu 4: Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 72 km/h thì hãm phanh chạy chậm dần, sau 10 s vận tốc giảm xuống còn 15 m/s. Hỏi phải hãm phanh trong bao lâu kể từ khi tàu có vận tốc 72 km/h thì tàu dừng hẳn (coi gia tốc không đổi)?

A. 30 s.

B. 40 s.

C. 50 s.

D. 60 s.

Đáp án đúng là: B.

Gia tốc của tàu là $\text{a=}\frac{\Delta {\text{v}}_1}{\Delta {\text{t}}_1}=\frac{15-\frac{{72.10}^3}{3600}}{10}=-0,5{\text{m/s}}^{\text{2}}.$

Thời gian để tàu dừng hẳn là: $\Delta {\text{t}}_2\text{=}\frac{\Delta {\text{v}}_2}{\text{a}}=\frac{0-20}{-0,5}=40(\text{s).}$

Câu 5: Một đoàn tàu rời ga chuyển động nhanh dần, sau 20 giây tàu đạt tốc độ 36 km/h. Tính gia tốc của tàu.

A. 0,5 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

B. 2 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

C. 1,5 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

D. 3 ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

Đáp án đúng là: A.

Gia tốc của đoàn tàu: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{\frac{{36.10}^3}{3600}-0}{20}=0,5m/s^2$

Câu 6: Chọn câu đúng: Gia tốc là đại lượng

A. cho biết sự thay đổi nhanh hay chậm của sự thay đổi vận tốc.

B. cho biết vật chuyển động nhanh hay chậm.

C. cho biết độ nhanh hay chậm của chuyển động.

D. cả đáp án B và C.

Đáp án đúng là: A.

A- đúng.

B- sai.

C- sai.

Câu 7: Đơn vị nào sau đây là đơn vị của gia tốc trong hệ SI?

A. m/s.

B. ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

C. ${\text{m.s}}^{\text{2}}$.

D. m.s.

Đáp án đúng là: B.

Đơn vị của gia tốc là ${\text{m/s}}^{\text{2}}$ .

Câu 8: Vật chuyển động nhanh dần có đặc điểm nào sao đây?

A. a.v = 0

B. a.v > 0

C. a.v < 0

D. $a.v\ne 0$ .

Đáp án đúng là: B.

Vật chuyển động nhanh dần thì vecto gia tốc và vecto vận tốc cùng chiều tức là a.v > 0.

Câu 9: Chọn đáp án đúng biểu diễn biểu thức gia tốc?

A. $\stackrel{\rightharpoonup }{a}\frac{\Delta \stackrel{\rightharpoonup }{v}}{\Delta \text{t}}$ .

B. $a=\frac{\Delta \stackrel{\rightharpoonup }{v}}{\Delta \text{t}}$.

C. $\stackrel{\rightharpoonup }{a}=\frac{\Delta \text{v}}{\Delta \text{t}}$ .

D. $\stackrel{\rightharpoonup }{a}=\frac{\Delta \stackrel{\rightharpoonup }{d}}{\Delta \text{t}}$ .

Đáp án đúng là: A.

Biểu thức gia tốc là $\stackrel{\rightharpoonup }{a}=\frac{\Delta \stackrel{\rightharpoonup }{v}}{\Delta \text{t}}$ .

Câu 10: Chọn câu sai: Chất điểm chuyển động theo một chiều với gia tốc a = 4 m/s² có nghĩa là

A. Lúc đầu vận tốc bằng 0 thì sau 1s vận tốc của nó bằng 4 m/s.

B. Lúc vận tốc bằng 2 m/s thì sau 1s vận tốc của nó bằng 6 m/s.

C. Lúc vận tốc bằng 2 m/s thì sau 2s vận tốc của nó bằng 8 m/s.

D. Lúc vận tốc bằng 4 m/s thì sau 2s vận tốc của nó bằng 12 m/s.

Đáp án đúng là: C.

A – đúng vì $\frac{4-0}{1}=4$ .

B – đúng vì $\frac{6-2}{1}=4$ .

C – sai vì $\frac{8-2}{2}=3$ .

D – đúng vì $\frac{12-4}{2}=4.$

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật lí 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 7: Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian

Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Bài 10: Sự rơi tự do

Bài 12: Chuyển động ném