Vật Lý 10 KNTT Bài 7: Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

- Chuyển động thẳng là chuyển động thường gặp trong đời sống, có quỹ đạo chuyển động là đường thẳng.

- Khi vật chuyển động thẳng theo một chiều không đổi thì độ dịch chuyển và quãng đường đi được có độ lớn như nhau d= s; vận tốc và tốc độ có độ lớn như nhau V = v.

- Khi vật đang chuyển động thẳng theo chiều dương, nếu đổi chiều chuyển động thì trong khoảng thời gian chuyển động ngược chiều đó quãng đường đi được vẫn có giá trị dương, còn độ dịch chuyển có giá trị âm; tốc độ vẫn có giá trị dương còn vận tốc có giá trị âm V= -v.

- Dựa vào các công thức v = s/t và \(\overrightarrow v  = \frac{{\overrightarrow d }}{t}\) ta có thể xác định được quãng đường đi được, độ dịch chuyển, tốc độ và vận tốc của chuyển động.

Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian của một chuyển động không những cho phép mô tả được chuyển động, mà còn có thể cho biết nhiều thông tin khác nữa về chuyển động.

a. Cách vẽ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian (d-t) trong chuyển động thẳng đều

- Đồ thị đơn giản nhất là đồ thị độ dịch chuyển - thời gian của chuyển động thẳng đều.

- Trong chuyển động thẳng đều thì d= vt (với v là một hằng số).

- Biểu thức d = v.t có dạng giống biểu thức của hàm số y = ax đã học trong môn Toán nên có đường biểu diễn là một đoạn thẳng.

b. Sử dụng đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trong chuyển động thẳng

- Đồ thị của các hàm số đã học trong môn Toán

+ y = a,x (a > 0)

+ y = ax + b ( a < 0, b > 0)

→ Khi vật chuyển động thẳng với vận tốc không đổi v > 0 thì d = vt. Phương trình này có dạng hàm số y = ax

→ Khi vật đang chuyển động thẳng, theo chiều dương, nếu đổi chiều chuyển động thì trong khoảng thời gian chuyển động ngược chiều đó, quãng đường đi được vẫn có giá trị dương còn độ dịch chuyển có giá trị âm. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian có dạng như y = ax + b

Từ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian có thể dễ dàng tính được giá trị của vận tốc.

Trong đồ thị vẽ ở hình dưới đây, hệ số góc (độ dốc) của đường biểu diễn 0A là:

\(\frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{{50 - 20}}{{25 - 10}} = \frac{{30}}{{15}} = 2m/s\)

Đây chính là độ lớn vận tốc của người bơi trong 50 m đầu y = 2 m/s.

Độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển- thời gian trong chuyển động thẳng cho biết vận tốc chuyển động.

Bài 1: Cho đồ thị như hình vẽ sau về dịch chuyển – thời gian của một người đang bơi trong một bể bơi dài 50 m. Đồ thị này cho biết những gì về chuyển động của người đó?

a. Trong 25 giây đầu mỗi giây người đó bơi được bao nhiêu mét? Tính vận tốc của người đó ra m/s.

b. Từ giây nào đến giây nào người đó không bơi?

c. Từ giây 35 đến giây 60 người đó bơi theo chiều nào?

d. Trong 20 giây cuối cùng, mỗi giây người đó bơi được bao nhiêu mét? Tính vận tốc của người đó ra m/s.

Hướng dẫn giải

a. Từ đồ thị ta thấy, trong 25s đầu người đó chuyển động thẳng từ O – A và không đổi chiều, độ dịch chuyển trong 25 s đầu là 50 m.

Suy ra: Mỗi giây người đó bơi được: \(\frac{{50}}{{25}} = 2\left( m \right)\)

Vận tốc của người đó là: \(v = \frac{d}{t} = \frac{{50}}{{25}} = 2\left( {m/s} \right)\)

b. Từ A – B: người đó không bơi => Người đó không bơi từ giây 25 đến giây 35.

c. Từ giây 35 đến giây 60 người đó bơi ngược chiều dương.

d. Từ đồ thị ta thấy:

- Giây thứ 40 có d1 = 45 m

- Giây thứ 60 có d2 =  25 m

→ Trong 20 s cuối, mỗi giây người đó bơi được \(\frac{{\left| {25 - 45} \right|}}{{20}} = 1\left( m \right)\)

- Vận tốc của người đó là: \(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{{{d_2} - {d_1}}}{{\Delta t}} = \frac{{25 - 45}}{{20}} =  - 1\left( {m/s} \right)\)

Bài 2: Hãy tính quãng đường đi được, độ dịch chuyển, tốc độ, vận tốc của bạn A khi đi từ nhà đến trường và khi đi từ trường đến siêu thị. Coi chuyển động của bạn A là chuyển động đều và cứ 100m bạn đi hết 25 giây

Hướng dẫn giải

a. Vì bạn A đi từ nhà đến trường là theo 1 hướng, không đổi hướng nên:

Quãng đường đi được và độ dịch chuyển là như nhau và bằng 1000m.

Vận tốc và tốc độ là như nhau và bằng : 100 : 25 = 4 m/s

b. Vì bạn A đi từ trường đến siêu thị là theo 1 hướng, không đổi hướng nên:

Quãng đường đi được và độ dịch chuyển là như nhau và bằng 1000 - 800 = 200 m.

Vận tốc và tốc độ là như nhau và bằng : 100 : 25 = 4 m/s.

Sau bài học này, học sinh sẽ:

- Vẽ được đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của chuyển động thẳng.

- Dựa vào đồ thị độ dịch chuyển - thời gian, xác định được vị trí và vận tốc của vật ở bất kì thời điểm nào.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 KNTT Bài 7 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Bay được 6 km, thiết bị quay đầu bay về A với vận tốc tổng hợp có độ lớn là 45 km/h đúng hướng B đến A. Tìm tốc độ trung bình của thiết bị trên cả quãng đường bay.

  • A. 40,68 km/h.
  • B. 20,68 km/h.
  • C. 30,68 km/h.
  • D. 50,68 km/h.

• Câu 2:

  Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 8 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trên vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 80 kg. Lấy g = 9,8 m/s², tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm cao nhất với vận tốc tại điểm này là v = 10 m/s.

  • A. 215N
  • B. 216N
  • C. 217N
  • D. 218N

• Câu 3:

  Cho vật được đỡ bởi hai thanh như hình vẽ. Biết gia tốc trọng trường g = 10m/s². Lực do thanh (1) tác dụng lên vật là 50N. Khối lượng vật là:

  

  • A. 2,5kg
  • B. 5kg
  • C. 7,5kg
  • D. 10kg

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 KNTT Bài 7 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Giải câu hỏi 1 trang 34 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Hoạt động 1 trang 35 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Hoạt động 2 trang 35 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi trang 35 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Vận dụng 1 trang 36 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Vận dụng 2 trang 36 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.1 trang 10 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.2 trang 10 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.3 trang 11 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.4 trang 11 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.5 trang 11 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.6 trang 11 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.7 trang 12 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.8 trang 12 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 7.9 trang 12 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!