Vật Lý 10 KNTT Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

- Một ô tô 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).

- Chuyển động có vận tốc thay đổi được gọi là chuyển động biến đổi.

a. Khái niệm gia tốc

Để xác định được sự thay đổi vận tốc theo thời gian, phải biết vận tốc tức thời của chuyển động tại các thời điểm khác nhau. Các phương tiện giao thông như xe máy, ô tô được trang bị tốc kế là thiết bị đo trực tiếp vận tốc tức thời.

Do đó có thể dùng tốc kế trên xe máy hoặc ô tô để tìm hiểu sự thay đổi vận tốc của chuyển động biến đổi.

Bảng dưới đây ghi vận tốc tức thời đo bởi tốc kế của một ô tô sau các khoảng thời gian 2s kể từ khi bắt đầu chạy trên một đường thẳng.

Bảng 1.1. Bảng ghi số liệu vận tốc tức thời của một chuyển động

Bảng trên cho thấy vận tốc của ô tô tăng dần theo thời gian: Ô tô chuyển động nhanh dần.

Nếu trong thời gian \(\Delta \)t, biến thiên vận tốc là \(\Delta \)v thì độ biến thiên của vận tốc trong một đơn vị thời gian là:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\,\,\,(1)\)

Đại lượng a cho biết sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc được gọi là gia tốc của chuyển động (gọi tắt là gia tốc).

Nếu \(\Delta \)v có đơn vị là m/s (m.s^-1), \(\Delta \)t có đơn vị là giây (s), thì gia tốc có đơn vị là m/s² (m.s^-2).

Vì \(\Delta \)v là đại lượng vectơ, nên gia tốc \(\overrightarrow a \) cũng là đại lượng vectơ:

\(\overrightarrow a  = \frac{{\overrightarrow {\Delta v} }}{{\Delta t}}\)

Hãy chứng tỏ khi \(\overrightarrow a \) cùng chiều với \(\overrightarrow v \) (a.v> 0) thì chuyển động là nhanh dần, khi \(\overrightarrow a \) ngược chiều với \(\overrightarrow a \) (av < 0) thì chuyển động là chậm dần.

b. Bài tập ví dụ

Một xe máy đang chuyển động thẳng với vận tốc 10 m/s thì tăng tốc. Sau 5s 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 sau bao lâu xe sẽ dừng lại?

Giải

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

Gia tốc của xe a = 0,4 m/s²

b) \(\Delta t' = \frac{{\Delta v'}}{a} = \frac{{0 - 12}}{{ - 0,4}} = 30s\)

Xe dừng lại sau 30 s.

Bài 1: Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sống.

Hướng dẫn giải

Ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sống:

+ Máy bay đang bay trên bầu trời

+ Xe máy đang chuyển động trên đường

+ Con muỗi đang bay...

Bài 2: Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh, chậm dần đều có đặc điểm gì? Gia tốc được đo bằng đơn vị nào? Chiều của vectơ gia tốc của các chuyển động này có đặc điểm gì?

Hướng dẫn giải

- Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh, chậm dần đều cho biết vận tốc biến thiên nhanh hay chậm theo thời gian. Gia tốc là đại lượng vectơ có điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.

- Gia tốc được đo bằng đơn vị: m/s2.

- Đặc điểm của chiều của vectơ gia tốc:

 a.v > 0 ⇒ Chuyển động thẳng nhanh dần đều. Vectơ a cùng phương, cùng chiều với vector v

 a.v < 0 ⇒ Chuyển động thẳng chậm dần đều. Vectơ a cùng phương, ngược chiều với vectơ v.

Bài 3: 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 phương, chiều và độ lớn không đổi.

Hướng dẫn giải

– Chọn đáp án D.Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều có phương, chiều và độ lớn không đổi.

– A, B sai vì tính chất nhanh dần chậm dần của chuyển động thẳng biến đổi đều chỉ xác định dựa vào dấu của tích a.v tại thời điểm mà ta xét. Do vậy ta không thể khẳng định được gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều hoặc chuyển động thẳng nhanh dần đều có gia tốc lớn thì có vận tốc lớn.

– C sai vì chuyển động thẳng biến đổi đều có vận tốc tăng, giảm đều theo thời gian (tức gia tốc a không thay đổi về độ lớn)

– D đúng vì trong chuyển động thẳng nhanh dần đều a.v > 0 nên phương và chiều của a cùng phương, cùng chiều với v, phương và chiều của v là phương và chiều của chuyển động.

Sau bài học này, học sinh sẽ xác định được: 

- Dùng khái niệm gia tốc để giải thích một số hiện tượng về chuyển động dưới tác dụng của lực.

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 8 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một xe tải kéo một ô tô bằng dây cáp. Từ trạng thái đứng yên sau 100s ô tô đạt vận tốc V = 36km/h. Khối lượng ô tô là m = 1000 kg. Lực ma sát bằng 0,01 trọng lực ô tô. Tính lực kéo của xe tải trong thời gian trên.

  • A. 100
  • B. 200
  • C. 250
  • D. 150

• Câu 2:

  Điều nào sau đây là phù hợp với đặc điểm của vật chuyển động thẳng biến đổi đều :

  • A. Vận tốc biến thiên theo thời gian theo quy luật hàm số bậc 2 .
  • B. Gia tốc thay đổi theo thời gian .
  • C. Gia tốc là hàm số bấc nhất theo thời gian .
  • D. Vận tốc biến thiên được những lượng bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ

• Câu 3:

  Hai vật M và N xuất phát đồng thời từ điểm A, chuyển động thẳng, cùng hướng, không đổi chiều chuyển động và biến đổi đều với gia tốc khác nhau. Vận tốc đầu của M và N tương ứng bằng 15 m/s và 20 m/s. Khi m gặp N vận tốc của M là 30 m/s vận tốc của N khi đó bằng

  • A. 15 m/s
  • B. 20 m/s
  • C. 13 m/s
  • D. 25 m/s

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 8 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Giải câu hỏi 1 trang 37 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 1 trang 38 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 2 trang 38 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 1 trang 39 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 2 trang 39 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 3 trang 39 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.1 trang 13 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.2 trang 13 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.3 trang 13 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.4 trang 13 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.5 trang 13 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.6 trang 13 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.7 trang 14 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.8 trang 14 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.9 trang 14 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 8.10 trang 14 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!