Phương pháp giải bài toán chuyển động môn Vật Lý 10 năm 2021-2022

1.1. Chuyển động cơ

Chuyển động cơ: là sự thay đổi vị trí của vật so với các vật khác theo thời gian.

Chất điểm: là vật có kích thước rất nhỏ so với phạm vi chuyển động của nó.

Quỹ đạo: là đường vạch ra trong không gian bởi các vị trí khác nhau của chất điểm chuyển động.

Hệ qui chiếu; là thuật ngữ cơ học chỉ vật mốc và hệ trục toạ độ gắn với vật mốc dùng để xác định vị trí của vật chuyển động cùng với gốc thời gian và đồng hồ để đo thời gian.

1.2. Chuyển động thẳng đều

Định nghĩa: Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng, trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ,

Tốc độ - Tốc độ trung bình: \({{\upsilon }_{tb}}=\upsilon =\frac{s}{t}\)

Các phương trình

Phương trình chuyển động

Phương trình chuyển động dạng tổng quát: \(x={{x}_{0}}+\upsilon \left( t-{{t}_{0}} \right)\)

Nếu \({{t}_{0}}=0\)  (chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu khảo sát chuyển động) thì: \(x={{x}_{0}}+\upsilon t\)

Đồ thị

Đồ thị toạ độ - thời gian: là đường thẳng xiên gốc, tạo với trục thời gian góc \(\alpha \)

Đồ thị vận tốc – thời gian: là đường thẳng song song với trục thời gian.

Đồ thị \(x-t\) và \(v-t\)  với \({{t}_{0}}=0,{{x}_{0}}\) >0 và \(\upsilon \) >0 được thể hiện ở hình dưới đây:

2.1. Dạng 1: Tốc độ trung bình

Vận tốc trung bình

Quan hệ giữa tốc độ trung bình, tốc độ với quãng đường và thời gian:     

\({{\upsilon }_{tb}}=\upsilon =\frac{s}{t}\)

Tốc độ trung bình khi vật chuyển động thẳng trên các đoạn đường với các tốc độ khác nhau: \({{\upsilon }_{tb}}=\frac{s}{t}=\frac{{{s}_{1}}+{{s}_{2}}+...{{s}_{n}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}+...+{{t}_{n}}}=\frac{{{\upsilon }_{1}}{{t}_{1}}+{{\upsilon }_{2}}{{t}_{2}}+....+{{\upsilon }_{n}}{{t}_{n}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}+...+{{t}_{n}}}\)

2.2. Dạng 2: Phương trìn chuyển động, xác định quãng đường, vận tốc và thời gian

- Phương trình chuyển động dạng tổng quát: \(x={{x}_{0}}+v\left( t-{{t}_{0}} \right)\)

Trong đó

- \({{t}_{0}}\) là thời điểm bắt đầu khảo sát.

- \({{x}_{0}}\) là vị trí bắt đầu khảo sát.

Chú ý:

Nếu \({{x}_{0}}\) =0: vật ở gốc toạ độ O

Nếu \({{x}_{0}}\)>0: vật ở phía dương của Ox

Nếu \({{x}_{0}}\)<0: vật ớ phía âm của Ox

\(\upsilon \) là vận tốc chuyển động của vật.

Nếu \(\upsilon \) > 0, vật chuyển động theo chiều dương của Ox;

Nếu \(\upsilon \) < 0, vật chuyển động theo chiều âm của Ox.

- Trường hợp \({{t}_{0}}=0\) (chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu khảo sát chuyển động) thì:

\(x={{x}_{0}}+\upsilon t\)

- Độ dời và quãng đường

Độ dời vật từ thời điểm \({{t}_{1}}\) đến thời điểm \({{t}_{2}}\):\(\Delta x={{x}_{{{t}_{2}}}}-{{x}_{{{t}_{1}}}}=v\left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)\)

Quãng đường vật chuyển động từ thời điểm \({{t}_{1}}\) đến thời điểm \({{t}_{2}}\):\(\Delta s=\left| {{x}_{{{t}_{2}}}}-{{x}_{{{t}_{1}}}} \right|=|v|\left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)\)

- Viết phương trình chuyển động

Bước 1: Chọn một hệ quy chiếu: (gốc toạ độ O, chiều dương và gốc thời gian)

Bước 2: Xác định \({{x}_{0}}\) (dựa vào gốc toạ độ); độ lớn, dấu của \(\upsilon \) (dựa vào chiều chuyển động so với chiều dương của Ox); \({{t}_{0}}\) (dựa vào gốc thời gian).

Bước 3: Thay vào phương trình: \(x={{x}_{0}}+v\left( t-{{t}_{0}} \right)\) để tìm ra phương trình chuyển động của vật

- Với bài toán xác định khoảng cách giữa hai vật chuyển động cùng phương:

- Trên một hệ quy chiếu, viết phương trình chuyển động của từng vật.

- Khoảng cách giữa hai vật là \(d=\left| {{x}_{2}}-{{x}_{1}} \right|\)

Chú ý: Trường hợp hai vật gặp nhau \(d=0\Leftrightarrow {{x}_{1}}={{x}_{2}}\)

Giải phương trình để tìm ra giá trị của đại lượng cần xác định.

2.3. Dạng 3: Đồ thị của chuyển động thẳng đều

- Đồ thị toạ độ - thời gian

Dạng tổng quát: là đường thẳng xiên góc xuất phát từ \(\left( {{t}_{0}},{{x}_{0}} \right)\), đi lên nếu \(\upsilon >0\), đi xuống nếu \(\upsilon <0\)

Vật chuyển động theo chiều dương của Ox. Vât chuyển động theo chiều âm của Ox

- Đồ thị vận tốc – thời gian

Dạng tổng quát: là đường thẳng xuất phát từ \(\left( {{t}_{0}},\upsilon  \right)\) song song với trục thời gian

Diện tích S biểu diễn quãng đường vật đi từ \({{t}_{0}}\) đến t

Ví dụ 1: Một đoàn tàu dài 200m đi qua một cây cầu dài 400m. Thời gian để đoàn tàu chuyển động với vận tốc không đổi 36km/h đi qua hoàn toàn cây cầu là

 A. 20s                                 B. 40s                                C. 60s                                   D. 80s

Lời giải:

Để đoàn tàu đi qua hoàn toàn cây cầu thì tổng quãng đường tàu phải đi là:

\(s=200+400=600m\Rightarrow t=\frac{s}{v}=\frac{600}{36\cdot (5/18)}=\frac{600}{10}=60\text{s}\)

Chú ý: 1km/h= \(\frac{5}{18}\) m/s, 1m/s=3,6km/h

Đáp án C.

Ví dụ 2: Một ô tô chạy liên tục, trong 2 giờ đầu với tốc độ 80 km/h, trong giờ sau chạy với tốc độ 50km/h. Tốc độ trung bình của xe trong cả quá trình là

A. 70 km/h                          B. 60km/h                         C. 65km/h                            D. 75km/h

Lời giải:

\({{v}_{ib}}=\frac{{{v}_{1}}{{t}_{1}}+{{v}_{2}}{{t}_{2}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}=\frac{2.80+50}{3}=70\text{km}/\text{h}\)

Đáp án A.

Ví dụ 3: Một ca chuyển động thẳng từ A đến B, trong một nửa thời gian đầu xe chuyển động với tốc độ \({{\upsilon }_{1}}\) , trong nữa thời gian còn lại xe chuyển động với tốc độ \({{\upsilon }_{2}}\) . Tốc độ trung bình của xe trong cả quá trình là

A. \({{v}_{t}}_{b}=\frac{{{v}_{1}}+{{v}_{2}}}{2}\)  

B. \(\frac{2}{{{v}_{tb}}}=\frac{1}{{{v}_{1}}}+\frac{1}{{{v}_{2}}}\)                

C. \({{\upsilon }_{tb}}=\sqrt{{{\upsilon }_{1}}{{\upsilon }_{2}}}\)  

D. \({{\upsilon }_{tb}}=\sqrt{\frac{{{\upsilon }_{2}}}{{{\upsilon }_{1}}}}\)

Lời giải:

\({{v}_{tb}}=\frac{{{v}_{1}}\left( \frac{t}{2} \right)+{{v}_{2}}\left( \frac{t}{2} \right)}{t}=\frac{{{v}_{1}}+{{v}_{2}}}{2}\)

Chú ý: Nếu thời gian chuyển động của vật trên các đoạn đường bằng nhau, và tốc độ trên các đoạn đường này tương ứng bằng \({{\upsilon }_{1}},{{\upsilon }_{2}},...{{\upsilon }_{n}}\)  thì tốc độ trung bình trên cả quãng đường :

\({{\upsilon }_{tb}}=\frac{{{\upsilon }_{1}}+{{\upsilon }_{2}}+...+{{\upsilon }_{n}}}{n}\) .

Đáp án A.

Ví dụ 4: Một xe ca chuyển động thẳng từ A đến B, trong nữa quãng đường đầu xe chuyển động với tốc độ \({{\upsilon }_{1}}\), trong nữa quãng đường còn lại xe chuyển động với tốc độ \({{\upsilon }_{2}}\). Tốc độ trung bình của xe trong cả quá trình là

A. \({{\upsilon }_{1}}{{\upsilon }_{2}}\)                    

B. \({{\left( \frac{{{\upsilon }_{2}}}{{{\upsilon }_{1}}} \right)}^{2}}\)                    

C. \(\frac{\left( {{\upsilon }_{1}}+{{\upsilon }_{2}} \right)}{2}\)                  

D. \(\frac{2{{\upsilon }_{1}}{{\upsilon }_{2}}}{\left( {{\upsilon }_{1}}+{{\upsilon }_{2}} \right)}\)

Lời giải:

\({{t}_{1}}=\frac{s/2}{{{v}_{1}}},{{t}_{2}}=\frac{s/2}{{{v}_{2}}}\Rightarrow {{v}_{tb}}=\frac{s}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}=\frac{s}{\frac{s/2}{{{v}_{1}}}+\frac{s/2}{{{v}_{2}}}}=\left( \frac{2}{1/{{v}_{1}}+1/{{v}_{2}}} \right)=\frac{2{{v}_{1}}{{v}_{2}}}{{{v}_{1}}+{{v}_{2}}}\)

Một vật chuyển động trên n đoạn đường bằng nhau với tốc độ tương ứng là \({{\upsilon }_{1}},{{\upsilon }_{2}},...{{\upsilon }_{n}}\) thì

\(\frac{1}{{{\upsilon }_{tb}}}=\frac{1}{n}\left( \frac{1}{{{\upsilon }_{1}}}+\frac{1}{{{\upsilon }_{2}}}+...\frac{1}{{{\upsilon }_{n}}} \right)\)

Đáp áp D.

-----( Để xem đầy đủ nội dung của tài liệu, các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập để tải về máy)------

Câu 1: Một vật được coi là chất điểm nếu kích thước của vật

  A. rất nhỏ so với phạm vi chuyển động của nó.

  B. rất nhỏ so với con người.

  C. rất nhỏ so với vật chọn làm mốc.

  D. nhỏ và khối lượng của vật không đáng kể

Câu 2: Chỉ ra câu sai

  A. Quỹ đạo của chuyển động thẳng đều là đường thẳng

  B. Tốc độ trung bình của chuyển động thẳng đều trên mọi đoạn đường là như nhau

  C. Trong chuyển động thẳng đều quãng đường đi được tỉ lệ thuận với tốc độ

  D. Trong chuyển động thẳng đều quãng đường đi được tỉ lệ thuận với khoảng thời gian chuyển động.

Câu 3 : Một xe ca chuyển động với vận tốc 5m/s trong giây thứ nhất, 10m/s trong giây thứ hai và 15m/s trong giây thứ ba. Quãng đường vật đã đi được trong 3s là

  A. 15m                                B. 30m                              C. 55m                                 D. 70m

Câu 4 : Xe ô tô xuất phát từ A lúc 8h, chuyển động thẳng tới B lúc 9 giờ 30 phút. Biết khoảng cách từ A tới B bằng 90km. Tốc độ trung bình của xe là

  A. 60km/h                           B. 45km/h                         C. 50km                               D. 90km/h

Câu 5: Một chiếc xe chuyển động với tốc độ 50km/h trong 6km đầu tiên và 90km/h trong 6km tiếp theo. Tốc độ trung bình của xe trong quãng đường 12km này là

  A. lớn hơn 70km/h                                                       B. bằng 70km/h

C. nhỏ hơn 70km/h                                                        D. bằng 38km/h

Câu 6: Một chiếc ô tô đi 2 km trong 2,5 phút. Nếu nó đi một nữa quãng đường với tốc độ 40km/h thì phần còn lại của quãng đường nó đi với tốc độ

  A. 48km/h                           B. 50km/h                         C. 56km/h                            D. 60km/h

Câu 7: Một tầu hoả chuyển động với tốc độ 60km/h trong 1 giờ đầu và 40km/h trong nữa giờ sau. Tốc độ trung bình của tầu trong cả quá trình là

  A. 50km/h                           B. 160/3km/h                    C. 48km/h                            D. 70km/h

Câu 8: Một chiếc xe chuyển động thẳng, trong một nữa thời gian đầu xe chuyển động với tốc độ 65km/h, trong nữa thời gian còn lại xe chuyển động với tốc độ 35km/h. Tốc độ trung bình của xe trong cả quá trình là

  A. 45,5km/h                        B. 50km/h                         C. 40km/h                            D. 55,5km/h

Câu 9: Một vật bắt đầu chuyển động từ điểm O đến điểm A, sau đó chuyển động về điểm B (hình vẽ)

Quãng đường và độ dời của vật tương ứng bằng

  A. 2m, -2m                         B. 8m, -2m                        C. 2m, 2m                            D. 8m, -8m

Câu 10: Phương trình chuyển động của một chất điểm dọc theo Ox có dạng , với t đo bằng giây. Nhận xét đúng là

  A. Chất điểm bắt đầu chuyển động từ điểm O, với vận tốc 5m/s

  B. Chất điểm bắt đầu chuyển động từ điểm O với vận tốc 20m/s

  C. Chất điểm bắt đầu chuyển động từ một điểm cách O một khoảng 5m, với vận tốc 20m/s

  D. Chất điểm bắt đầu chuyển động từ một điểm cách O một khoảng 20m, với vận tốc 5m/s.

Câu 11: Phương trình chuyển động của một chất điểm dọc theo Ox có dạng \(x=5t-12(km)\) , với t đo bằng giờ. Độ dời của chất điểm từ 2h đến 4h là

  A. 8km                                B. 6km                              C. 10km                               D. 2km

Câu 12: Lúc 6h, một ô tô khởi hành từ O, chuyển động thẳng đều với tốc độ 50km/h. Nếu chọn trục toạ độ trùng với đường thẳng chuyển động, gốc toạ độ ở O, chiều dương ngược chiều với chuyển động, gốc thời gian là lúc 6h, thì phương trình chuyển động của ô tô với thời gian t đo bằng giờ là

  A. \(x=50t\) (km)                                                       

  B. \(x=-50\left( t-6 \right)\) (km)

  C. \(x=50\left( t-6 \right)\) (km)                                                                         

  D. \(x=-50t\) (km)

Câu 13: Một chất điểm chuyển động thẳng đều với vận tốc \(\upsilon =4m/s\) . Lúc t=1s chất điểm có toạ độ x=5m, phương trình chuyển động của chất điểm, với thời gian đo bằng giây là

  A. \(x=4t+1\) (m)                                                       

  B. \(x=-4t+1\) (m)

  C. \(x=4t+5\) (m)                                                          

  D. \(x=-4t+5\) (m)

Câu 14: Cùng một lúc tại hai điểm A và B cách nhau 30 km có hai ô tô xuất phát, chạy cùng chiều nhau trên đường thẳng AB, theo chiều từ A đến B. Vận tốc của ô tô chạy từ A là 75km/h và của ô tô chạy từ B là 60km/h. Hai ô tô gặp nhau tại địa điểm cách A

  A. 102 km                           B. 132 km                         C. 150 km                            D. 180 km

Câu 15: Người đi xe đạp xuất phát tại A, người đi bộ xuất phát tại B cùng thời điểm với người tại A.Vận tốc người đi tại A là 12km/h, người đi tại B là 6km/h. Biết hai người đi trên con đường AB nhưng theo hướng ngược chiều nhau và khoảng cách AB bằng 12km. Coi chuyển động của người đi xe và đi bộ là thẳng đều. Vị trí hai người gặp nhau cách B một khoảng

  A. 2 km                               B. 4 km                             C. 6 km                                D. 8 km

Câu 16: Từ một địa điểm hai ô tô chuyển động trên một đường thẳng cùng chiều. Ô tô thứ nhất chạy với tốc độ 36 km/h, ô tô thứ hai chạy với tốc độ 54 km/h nhưng xuất phát sau ô tô thứ nhất 1 giờ. Hai ô tô gặp nhau sau khi đã đi quãng đường là

  A.  54 km                            B. 72 km                           C. 108 km                            D. 144 km

Câu 17: Lúc 6 giờ một xe máy xuất phát tại A với vận tốc 40 km/h để đi đến B. Lúc 8 giờ một ô tô xuất phát tại B với vận tốc 80 km/h cùng chiều với chiều chuyển động của xe máy. Coi chuyển động của hai xe là thẳng đều và khoảng cách AB là 20 km. Trong quá trình chuyển động của hai xe, khi ô tô đuổi kịp xe máy thì hai xe cách B một khoảng

  A. 120 km                           B. 140 km                         C. 160 km                            D. 180 km

Câu 18: Đồ thị toạ độ - thời gian nào dưới đây cho biết vận chuyển động thẳng đều

  A. Đồ thị (1)                                                                 B. Đồ thị (2)

  C. Đồ thị (3)                                                                 D. Đồ thị (4)

Câu 19: Đồ thị toạ độ - thời gian của vật chuyển động thẳng như hình dưới. Vận tốc của vật là

  A. 1m/s                               B. -1m/s                             C. 0,5m/s                              D. 2m/s

Câu 20: Đồ thị toạ độ - thời gian của một vật như ở hình dưới

Tốc độ trung bình của vật từ \({{t}_{1}}=0\) đến \({{t}_{2}}=5\)s là

  A. 5 m/s                              B. 6 m/s                             C. 10 m/s                              D. 25 m/s

ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP

1.A	2.C	3.B	4.B	5.C	6.D	7.B	8.B	9.B	10.D
11.C	12.D	13.A	14.C	15.B	16.C	17.A	18.A	19.B	20.C

 

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài toán chuyển động môn Vật Lý 10 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.