Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 1 Bài 2 Vận tốc trong chuyển động thẳng. Chuyển động thẳng đều

Chọn câu sai:

A. Vectơ độ dời là một vecto nối vị trí đầu và vị trí cuối của chất điểm chuyển động.

B. Vectơ độ dời có độ lớn luôn luôn bằng quãng đường đi được của chất điểm.

C. Chất điểm đi trên một đường thẳng rồi quay về vị trí ban đầu thì có độ dời bằng 0.

D. Độ dời có thể là dương hoặc âm.

Hướng dẫn giải:

Vectơ độ dời có độ lớn luôn luôn bằng quãng đường đi được của chất điểm.

Chọn đáp án B.

---

 Câu nào sau đây là đúng?

A. Độ lớn của vận tốc trung bình bằng tốc độ trung bình.

B. Độ lớn của vận tốc tức thời bằng tốc độ tức thời.

C. Khi chất điểm chuyển động thẳng chỉ theo một chiều thì bao giờ vận tốc trung bình cũng bằng tốc độ trung bình.

D. Vận tốc tức thời cho ta biết chiều chuyển động, do đó bao giờ cùng có giá trị dương.

Hướng dẫn giải:

A. Sai. Độ lớn của vận tốc trung bình chỉ bằng tốc độ trung bình khi chất điểm chuyển động thẳng theo một chiều nhất định.

B. Đúng. Vì trong Δt rất nhỏ, chất điểm không đổi chiều chuyển động.

C. Sai. Chỉ khi chất điểm chuyển động thẳng theo một chiều dương thì mới có vận tốc trung bình = tốc độ trung bình.

D. Sai. Nếu chất điểm chuyển động ngược chiều dương thì v < 0; mặc dù \(\vec v\) vẫn chỉ chiều chuyển động.

Chọn đáp án B.

---

Chọn câu sai.

A. Đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường song song với trục hoành Ot.

B. Trong chuyển động thẳng đều, đồ thị theo thời gian của tọa độ và của vận tốc đều là những đường thẳng

C. Đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng bao giờ cũng là một đường thẳng.

D. Đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường thẳng xiên góc

Hướng dẫn giải:

Đồ thị tọa độ-thời gian của chuyển động thẳng nhanh dần, chậm dần là một đường cong → C không đúng

Chọn đáp án C.

---

Một người đi bộ trên đườrg thẳng. Cứ đi được 10m thì người đó lại nhìn đồng hồ đo khoảng thời gian đã đi. Kết quả đo độ dời và thời gian thực hiện được ghi trong bảng dưới đây :

a) Tính vận tốc trung bình cho từng đoạn đường 10m.

b) Vận tốc trung bình cho cả quãng đường đi là bao nhiêu ? So sánh với giá trị trung bình của các vận tốc trung bình trên mỗi đoạn đường 10m.

Hướng dẫn giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động để ∆x > 0; v_tb > 0

a)

b) Vận tốc trung bình của quãng đường

\({v_{tb\,\,}} = {\mkern 1mu} \frac{S}{t} = \frac{{10.10}}{{2.8 + 2.10 + 3.12 + 3.14}} = 0,88{\mkern 1mu} (m/s)\)

 Giá trị trung bình của các vận tốc trung bình trên mỗi đoạn 10 m:

\(\overline {v{\mkern 1mu} }  = \frac{{2.1,25 + 2.1,00 + 3.0,83 + 3.0,71}}{{10}} = 0,91{\mkern 1mu} ({\rm{m}}/{\rm{s}})\)

Như vậy:  \({v_{tb\,\,}} \ne \bar v\)

---

Hai người đi bộ cùng chiều trên một đường thẳng. Người thứ nhất đi với vận tốc không đổi bằng 0,9m/s. Người thứ hai đi với vận tốc không đổi bằng 1,9m/s. Biết hai người cùng xuất phát tại cùng một vị trí.

a) Nếu người thứ hai đi không nghỉ thì sau bao lâu sẽ đến một địa điểm cách nơi xuất phát 780m?

b) Người thứ hai đi được một đoạn thì dừng lại, sau 5,50 min thì người thứ nhất đến. Hỏi vị trí đó cách nơi xuất phát bao xa ?

Hướng dẫn giải:

Chọn trục tọa độ trùng với đường thẳng chuyển động, gốc tọa độ là vị trí xuất phát, chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là thời điểm xuất phát.

a) Phương trình chuyển động của người thứ 2:

\(\begin{array}{l} {x_2} = 1,9t{\mkern 1mu} (s;m){\mkern 1mu} \\ \Rightarrow {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} t = \frac{{{x_2}}}{{1,9}} = \frac{{780}}{{1,9}} = {\mkern 1mu} 410,5{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} (s)\\ \Rightarrow t \approx {\mkern 1mu} 6{\rm{min}}51{\mkern 1mu} s \end{array}\)

b) Phương trình chuyển động của người thứ 1 :

\({x_1} = 0,9t{\mkern 1mu} \left( {s;m} \right)\)

Đổi 5,50 min = 330 (s)

Theo đề bài , ta có phương trình

\(1,9(t - 330) = 0,9t\)

⟹ Thời điểm người thứ 1 đến vị trí đó : t = 627 (s)

Vị trí phải tìm : x = 0,9 . 627 = 564,3 (m)

---

Một ô tô chạy trên đường thẳng. Trên nửa đầu của đường đi, ô tô chạy với vận tốc không đổi, bằng 50km/h. Trên quãng đường còn lại, ô tô chạy với vận tốc không đổi bằng 60km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô trên cả quãng đường.

Hướng dẫn giải:

Gọi S là quãng đường ô tô đi được (km).

Đặt AB = S thì \(AC = CB = \frac{S}{2}\)

Chọn hệ tọa độ như hình trên , gốc thời gian \(({t_0}{\mkern 1mu}  = 0)\) là lúc xuất phát từ A thì :

\(t = {\mkern 1mu} {t_1} + {t_2} = \frac{{AC}}{{{v_1}}} + \frac{{CB}}{{{v_2}}} = \frac{S}{{2.50}} + \frac{S}{{2.60}} = \frac{{11S}}{{600}}\)

Vận tốc trung bình trên quãng đường AB :

\({v_{tb}} = \frac{S}{t} = \frac{S}{{\frac{{11S}}{{600}}}} = 54,55{\mkern 1mu} (m/s)\)

---

Đồ thị tọa độ theo thời gian của một người chạy trên một đường thẳng được biểu diễn trên hình 2.10.

Hãy tính độ dời và vận tốc trung bình của người đó:

a) Trong khoảng thời gian 10 min đầu tiên.

b) Trong khoảng thời gian từ t₁ = 10 min đến t₂ = 30 min.

c) Trong cả quãng đường chạy dài 4,5 km.

Hướng dẫn giải:

a) Trong khoảng thời gian 10 min đầu tiên, ta có:

\(\begin{array}{l} \Delta {t_1} = 10min\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} \Delta {x_1} = 2,5km\\ {v_{tb1}} = \frac{{\Delta {x_1}}}{{\Delta {t_1}}} = \frac{{2,5}}{{10}} = 0,25(km/min) \end{array} \right. \end{array}\)

b) Trong khoảng thời gian từ t1 = 10 min đến t₂ = 30 min, ta có:

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}{t_2} = {t_2} - {t_1} = 20 - 10 = 10\min \\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} \Delta {x_2} = 4,0 - 2,5 = 1,5(km)\\ {v_{tb2}} = \frac{{\Delta {x_2}}}{{\Delta {t_2}}} = \frac{{1,5}}{{10}} = 0,15(km/min) \end{array} \right. \end{array}\)

c) Trong cả quãng đường chạy dài 4,5 km. Ta có: 

\(\begin{array}{l} \Delta {t_1} = 30min\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} \Delta x = 4,5km\\ {v_{tb}} = \frac{{\Delta x}}{{\Delta t}} = \frac{{4,5}}{{30}} = 0,15(km/min) \end{array} \right. \end{array}\)

---

Hai xe chạy ngược chiều đến gặp nhau, cùng khởi hành một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau 120km. Vận tốc của xe đi từ A là 40km/h, của xe đi từ B là 20km/h. Coi chuyển động của các xe như chuyển động của các chất điểm trên đường thẳng.

Hướng dẫn giải:

Chọn trục tọa độ Ox hướng từ A đến B, gốc tại A. Gốc thời gian là thời điểm hai xe khởi hành.

a) Dạng phương trình chuyển động : \(x = {x_0} + vt\)

- Với xe đi từ A : \({x_{10}} = 0{\mkern 1mu} ;{v_1} = 40{\mkern 1mu} \left( {km/h} \right){\mkern 1mu} {\mkern 1mu} (\overrightarrow {{v_1}} \) cùng chiều dương )

Phương trình chuyển động : \({x_1} = 40t{\mkern 1mu} (h;km)\)

-Với xe đi từ B : \({x_{20}} = 120km{\mkern 1mu} ({x_{20}} > 0\) vì vec tơ \(\overrightarrow {OB} \) cùng chiều dương )

\({v_2} =  - 20{\mkern 1mu} (km/h){\mkern 1mu} ({v_2} < 0\) vì vectơ \(\overrightarrow {{v_2}} \) ngược chiều dương )

Phương trình chuyển động : \({x_2} = 120 - 20t{\mkern 1mu} (h;km)\)

- Khi hai xe gặp nhau tại C thì

\(\left\{ \begin{array}{l} {x_C} = {x_1} = {x_2}\\ 40t = 120 - 20t \end{array} \right.\)

Thời điểm gặp nhau : t = 2 (h)

Vị trí gặp nhau : \({x_C} = 40.2 = 80(km)\)

b) Sau 2h chuyển động thì hai xe gặp nhau tại C cách A = 80 km

Hai đường thẳng \({x_1}(t)\) và \({x_2}(t)\) cắt nhau tại điểm (2;80)

- Thời điểm gặp nhau lúc 2 h

- Vị trí gặp nhau \({x_C} = 40.2 = 80{\mkern 1mu} (km)\)

 

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 1 Bài 2 Vận tốc trong chuyển động thẳng. Chuyển động thẳng đều được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!