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

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều

A. Lý thuyết Chuyển động thẳng biến đổi đều

I. Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều

– Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng mà vận tốc có độ lớn tăng hoặc giảm đều theo thời gian.

– Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tăng đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

Thả viên bi dọc theo máng nghiêng, từ A đến C viên bi

Chuyển động thẳng nhanh dần đều

– Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc giảm đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng chậm dần đều.

Tàu lửa sắp về bến là chuyển động chậm dần đều

– Chuyển động thẳng biến đổi đều có vận tốc thay đổi đều theo thời gian nên gia tốc chuyển động này không đổi theo thời gian

$\text{a = }\frac{\mathrm{\Delta v}}{\mathrm{\Delta t}}$= hằng số

II. Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi đều

Gọi ${\text{v}}_{\mathrm{o}}$ là vận tốc tại thời điểm ban đầu ${\mathrm{t}}_{\mathrm{o}}$, ${\text{v}}_{\mathrm{t}}$ là vận tốc tại thời điểm t

Vì $\text{a = }\frac{\mathrm{\Delta v}}{\mathrm{\Delta t}}\text{ = }\frac{{\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}-{\mathrm{v}}_{\mathrm{o}}}{\mathrm{\Delta t}}$ nên ${\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}={\mathrm{v}}_{\mathrm{o}}+\text{ a}.\mathrm{\Delta t}$

– Nếu ${\mathrm{t}}_{\mathrm{o}}=0$ thì ${\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}={\mathrm{v}}_{\mathrm{o}}+\text{ a}.\mathrm{t}$

– Nếu ${\mathrm{t}}_{\mathrm{o}}=0$ và ${\mathrm{v}}_{\mathrm{o}}=0$ thì ${\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}=\text{ a}.\mathrm{t}$

III. Đồ thị vận tốc –  thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều

Vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng biến đổi đều là hàm bậc nhất của thời gian t, nên đồ thị vận tốc thời gian của chuyên động này có hình dạng như sau:

Các dạng đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều

IV. Độ dịch chuyển của chuyển động thẳng biến đổi đều

1. Tính độ dịch chuyển bằng đồ thị vận tốc – thời gian (v – t)

– Trong khoảng thời gian t, nếu vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v, thì độ dịch chuyển trong thời gian này có độ lớn $\mathrm{d}=\mathrm{v}.\mathrm{t}$ và có đồ thị (v – t) có dạng như sau  

+ Diện tích S = 3. 5 = 15m

+ Độ dịch chuyển d = 15m

– Trong khoảng thời gian t, nếu vật chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc ban đầu ${\text{v}}_{\mathrm{o}}$, thì công thức tính vận tốc tức thời ${\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}={\mathrm{v}}_{\mathrm{o}}+\text{ a}.\mathrm{t}$, đồ thị (v-t) có dạng như sau

+ Độ lớn độ dịch chuyển trong thời gian t bằng tổng bằng tổng các độ lớn của độ dịch chuyển trong các khoảng thời gian $\mathrm{\Delta t}$, nên có độ lớn bằng diện tích của các hình thang vuông có đường cao là t và có đay là các độ lớn v và ${\text{v}}_{\mathrm{o}}$ 

2. Tính độ dịch chuyển bằng công thức

Độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều là ${\text{d = v}}_{\text{o}}\text{.t + }\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{.a.t}}^{\text{2}}$

Mối liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và độ dịch chuyển là ${\text{v}}^{\text{2}}{\text{ – v}}_{\text{o}}^{\text{2}}\text{= 2.a.d}$

B. Trắc nghiệm Chuyển động thẳng biến đổi đều

Câu 1: Đồ thị nào sau đây là đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều?

A.

B.

C.

D.

Đáp án đúng là: A.

Đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều là hàm bậc nhất của thời gian nên đồ thị có dạng là đường thẳng xiên góc trong hệ tọa độ vOt.

Câu 2: Chọn đáp án đúng. Công thức liên hệ giữa vận tốc tức thời, gia tốc và độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều?

A. $v^2–v_0^2=2.a.d$ .

B. ${\text{v}}^{}{\text{– v}}_{\text{0}}\text{= 2.a.d}$ .

C. ${\text{v}}_0^2{\text{– v}}_{\text{2}}\text{= 2.a.d}$ .

D. ${\text{v}}_0\text{– v = 2.a.d}$ .

Đáp án đúng là: A.

A – đúng vì:

Rút t từ ${\text{v = v}}_{\text{0}}\text{+ a.t.}$ sau đó thay t vào công thức ${\text{d = v}}_{\text{0}}\text{.t +}\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{.a.t}}^{\text{2}}$

Suy ra $v^2–v_0^2=2.a.d$ .

Câu 3: Đồ thị bên dưới mô tả sự thay đổi vận tốc theo thời gian trong chuyển động của một vật đang chuyển động từ A đến B. Gia tốc của ô tô từ giây thứ 20 đến giây thứ 28 là bao nhiêu?

A. 2,5 m/s².

B. – 2,5 m/s².

C. 0 m/s².

D. 5 m/s².

Đáp án đúng là: B

Gia tốc của ô tô từ giây thứ 20 đến giây thứ 28 là: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{-20-0}{28-20}=-2,5m/s^2$

Câu 4: Một ô tô bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên. Trong 4 s đầu ô tô đi được đoạn đường 10 m và không đổi chiều chuyển động. Tính vận tốc của ô tô ở cuối giây thứ hai.

A. 2,5 m/s.

B. 3 m/s.

C. 5 m/s.

D. 4 m/s.

Đáp án đúng là: A.

Xe bắt đầu chuyển động từ trạng thái đứng yên nên v₀ = 0.

Độ dịch chuyển của xe: ${\text{d = v}}_{\text{0}}\text{.t +}\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{a.t}}^{\text{2}}\Rightarrow {\text{a = 1,25m/s}}^{\text{2}}$.

Vận tốc của xe ở cuối giây thứ 2 là:${\text{v = v}}_{\text{0}}\text{+ a.t = 0 + 1,25.2 = 2,5(m/s).}$

Câu 5: Một đoàn tàu bắt đầu rời ga, chuyển động thẳng nhanh dần đều. Sau khi đi được 1000 m đạt đến vận tốc 10 m/s. Tính vận tốc của tàu sau khi đi được 2000 m.

A. 14,14 m/s.

B. 15,5 m/s.

C. 15 m/s.

D. 10 m/s.

Đáp án đúng là: A.

Gia tốc của tàu là: $a=\frac{v^2-v_0^2}{2.d_1}=\frac{{10}^2-0^2}{2.1000}=0,05(m/s^2).$

Vận tốc của tàu sau khi đi được 2000 m là: $v_2^2-v_0^2=2.a.d_2\Rightarrow v_2=\sqrt{2.a.d_2+v_0^2}=14,14(m/s).$

Câu 6: Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, véctơ gia tốc tức thời có đặc điểm:

A. Hướng thay đổi, độ lớn không đổi.

B. Hướng không đổi, độ lớn thay đổi.

C. Hướng thay đổi, độ lớn thay đổi.

D. Hướng không đổi, độ lớn không đổi.

Đáp án đúng là: D.

A – sai.

B – sai.

C – sai.

D – đúng vì trong chuyển động thẳng biến đổi đều vận tốc thay đổi đều theo thời gian.

Câu 7: Câu nào đúng?

A. Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều.

B. Chuyển động thẳng nhanh dần đều có gia tốc lớn thì có vận tốc lớn.

C. Chuyển động thẳng biến đổi đều có gia tốc tăng, giảm đều theo thời gian.

D. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều có hướng và độ lớn không đổi theo thời gian.

Đáp án đúng là: D.

A – sai vì mỗi trường hợp là khác nhau, về giá trị có thể lớn nhưng xét về mặt độ lớn thì chưa chắc đã đúng.

B – sai vì gia tốc biểu thị cho độ thay đổi vận tốc.

C – sai vì trong chuyển động thẳng biến đổi đều chỉ có vận tốc thay đổi, còn gia tốc không đổi.

D- đúng vì trong chuyển động thẳng biến đổi đều vận tốc thay đổi đều theo thời gian.

Câu 8: Công thức vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng biến đổi đều

A. ${\text{v = v}}_{\text{0}}{\text{+ at}}^{\text{2}}$

B. ${\text{v = v}}_{\text{0}}\text{+ a.}\Delta \text{t.}$

C. ${\text{v = v}}_{\text{0}}\text{– at}$.

D. $v=-v_0+at$.

Đáp án đúng là: B.

Công thức vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng biến đổi đều: ${\text{v = v}}_{\text{0}}\text{+ a.}\Delta \text{t.}$

Câu 9: Công thức vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng biến đổi đều nếu thời điểm ban đầu vật mới bắt đầu chuyển động.

A. ${\text{v = v}}_{\text{0}}{\text{+ at}}^{\text{2}}$ .

B. $v=a.t.$

C. ${\text{v = v}}_{\text{0}}\text{– at}$.

D. ${\text{v = – v}}_{\text{0}}\text{+ at}$.

Đáp án đúng là: B.

Vì $\text{Δt = t – 0 = t}$ và ${\text{v}}_{\text{0}}=0.$

Suy ra $v=a.t.$

Câu 10: Công thức nào sau đây là công thức tính độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều?

A. ${\text{d = v}}_{\text{0}}\text{.t +}\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{.a.t}}^{\text{2}}$ .

B. $\text{d =}\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{.a.t}}^{\text{2}}$ .

C. ${\text{d = v}}_{\text{0}}{\text{.t + 2.a.t}}^{\text{2}}$ .

D. ${\text{d = 2v}}_{\text{0}}{\text{.t + a.t}}^{\text{2}}$ .

Đáp án đúng là: A.

Công thức tính độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều: ${\text{d = v}}_{\text{0}}\text{.t +}\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{.a.t}}^{\text{2}}$

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

Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

Bài 10: Sự rơi tự do

Bài 12: Chuyển động ném

Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực