2

 

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

 

 

 

 1. Kiến thức

  - Nêu được định nghĩa của chuyển động thẳng đều.

 2. Kỹ năng

  - Vận dụng được công thức tính đường đi và phương trình chuyển động để giải các bài tập về chuyển động thẳng đều.

  - Giải được các bài toán về chuyển động thẳng đều ở các dạng khác nhau như: hai xe chạy đến gặp nhau; hai xe đuổi nhau; xe chạy nhanh, chậm trên các đoạn đường khác nhau; các chuyển động có mốc thời gian khác nhau,...

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

  - Biết cách thu thập thông tin từ đồ thị như: xác định vị trí và thời điểm xuất phát, vị trí và thời điểm gặp nhau, thời gian chuyển động,…

  - Nhận biết được chuyển động thẳng đều trong thực tế nếu gặp phải.

  

Trong thực tế, có loại chuyển động thẳng đều hay không? Đặc điểm chuyển động thẳng đều (CĐTĐ) của một vật là gì?

 

 

I - CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

 1. Chuyển động thẳng đều

  Chuyển động thẳng đều có quỹ đạo là đường thẳng và vật đi được những quãng đường (s) bằng nhau trong những khoảng thời gian (t) bằng nhau bất kì.

 2. Tốc độ trung bình

 Ở lớp 8, ta đã biết:

    (2.1)

 

  Trong đó:  

   s: quãng đường đi được (m hoặc km).

   t: thời gian đi hết quãng đường đó(s hoặc h).

   vtb: tốc độ trung bình (m/s hoặc km/h).

  Tốc độ trung bình đặc trưng cho sự nhanh, chậm của chuyển động.

 3. Quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều

Từ công thức (2.1), ta suy ra:

    (2.2)

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

 

 

 

 

 

 

 

Bài tập ví dụ 1. Một ôtô đi từ Hà Nội đến Hải Phòng với tốc độ trung bình là 40km/h, sau đố đi từ Hải Phòng về Hà Nội với tốc độ trung bình 60km/h. Tính tốc độ trung bình của chuyển động ôtô trong cả hành trình đó.

Lúc đi:   ( t1 : thời gian đi)

Lúc về:  ( t2: thời gian về)

Tốc độ trung bình trong cả hành trình là:

II - PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐỒ THỊ TOẠ ĐỘ – THỜI GIAN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

 1. Phương trình chuyển động thẳng đều

 Để xác định chuyển động của một chất điểm chúng ta cần biết vị trí của chất điểm tại những thời điểm khác nhau. Phương trình này biểu diễn vị trí của chất điểm theo thời gian và gọi là phương trình chuyển động của chất điểm.

Giả sử, có một chất điểm M xuất phát từ điểm A trên đường thẳng Ox, chuyển động đều theo phương Ox, với vận tốc v (Hình 2.1). Vật mốc là điểm O, OA = x0. Tìm phương trình xác định vị trí của xe đạp sau khi chuyển động được khoảng thời gian t. Mốc thời gian là lúc xe bắt đầu chuyển động.

Quãng đường xe đi được trong khoảng thời gian t là: s = vt.

Tọa độ của xe tại thời điểm t sẽ là:

    (2.3) 

Trong đó:

   x0: toạ độ ban đầu của chất điểm(m hoặc km).

   x: toạ độ tại thời điểm t (m hoặc km).

  Phương trình (2.3) gọi là phương trình tọa độ - thời gian (gọi tắt là phương trình tọa độ) của chuyển động thẳng đều.

 

 

 

 

 

 

Hình 2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Trong phương trình (2.3), x, xo và v đều là các đại lượng đại số.

Bài tập ví dụ 2. Viết phương trình chuyển động thẳng đều của một chất điểm biết 2 điểm  .

Tại điểm :

Tại điểm  :

Giải hệ phương trình trên

 

 

Vậy phương trình chuyển động là:

 

Bài tập ví dụ 3. Cùng một lúc tại 2 điểm A,B cách nhau 10km có hai ôtô chạy cùng chiều nhau trên đường thẳng từ A đến B. Vận tốc của ôtô chạy từ A là 54km/h và của ôtô chạy từ B là 48km/h. Chọn A làm mốc, chọn thời điểm xuất phát của 2 xe ôtô làm mốc thời gian và chọn chiều chuyển động của 2 ôtô làm chiều (+). Viết phương trình chuyển động của 2 xe và thời điểm 2 xe gặp nhau?

Phương trình chuyển động của ôtô đi từ A: 

Phương trình chuyển động của ôtô đi từ A: 

Hai xe gặp nhau khi:

 

 

  

 2. Đồ thị toạ độ – thời gian của chuyển động thẳng đều

Với xo = 5 km và v = 10 km/h thì ta có:

x = 5 + 10t (km) (2.4)

với t tính bằng giờ.

  a) Bảng (x,t)

Dựa vào phương trình (2.4) để lập bảng (x,t) (Bảng 2.1).

Vẽ hai trục vuông góc: Trục hoành là trục thời gian (chia độ theo giờ), trục tung là trục tọa độ (chia độ theo 10km). Đánh đấu các điểm đã có trong bảng (x, t) bằng các chấm. Nối các điểm đó lại với nhau, ta được một đọan thẳng, đoạn thẳng này có thể kéo dài thêm về bên phải. Đó là đồ thị tọa độ của chuyển động đã cho (Hình 2.2).

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của toạ độ của vật chuyển động vào thời gian gọi là đồ thị toạ độ - thời gian (đồ thị toạ độ) của chuyển động.

  Đề: Cùng một lúc tại 2 điểm A, B cách nhau 100 km có hai ôtô chạy cùng chiều nhau trên đường thẳng từ A đến B. Vận tốc của ôtô chạy từ A là 72 km/h và của ôtô chạy từ B là 36 km/h. Chọn A làm mốc, chọn thời điểm xuất phát của 2 xe ôtô làm mốc thời gian và chọn chiều chuyển động của 2 ôtô làm chiều (+). Viết phương trình chuyển động của 2 xe, xác định thời điểm và vị trí 2 xe gặp nhau?

  Tóm tắt:

- Cho biết:

AB = 100 m.

vA = 72 km/h.

vB = 36 km/h

- Tính: v = ? t = ?

  Giải:

 * Chọn hệ quy chiếu:

 + Hệ trục toạ độ:

  - Gốc tọa độ O: Tại A.

  - Chiều (+) Ox:  Chiều  từ A đến B.

 + Mốc thời gian: Lúc 2 xe bắt đầu chuyển động (t0 = 0). 

Ta có PTCĐ: x  = x0 + vt.

Xe A: xA = x0A + vAt = 72t.             

Xe B: xB = x0B + vBt = 100 + 36t.             

Khi 2 xe gặp nhau Þ xA = xB Û 72t = 100 + 36t Û 36t = 100 Û t = h.

Þ x = 40. = 111,1 km.

   Vậy sau h hai xe gặp nhau tại

 

vị trí cách A 80 km (hoặc cách B 11,1km).

 

 

 

 

 

 

t (h)

0

1

2

3

4

5

6

x (km)

5

15

25

35

45

55

65

Bảng 2.1

Hình 2.2

1. Từ đồ thị toạ độ - thời gian của CĐTĐ ta có thể biết điều gì?

 

 

 

Chuyển động thẳng đều có quỹ đạo là một đường thẳng và có vận tốc không đổi về phương, chiều và độ lớn.

Tốc độ trung bình: vtb  = s/t

Vận tốc của chuyển động thẳng đều được tính bằng công thức: v = s/t

Đường đi của chuyển động thẳng đều : s = vtb.t = v.t

Phương trình toạ độ của chuyển động thẳng đều : x = xo + v.t

Đồ thị toạ độ của chuyển động thẳng đều có dạng một đoạn thẳng.

 

Câu 1. Chuyển động thẳng đều là gì?

Câu 2. Vận tốc là gì? Phân biệt vận tốc và tốc độ.

Câu 3. Viết công thức tính đường đi và phương trình tọa độ của chuyển động thẳng đều.

Câu 4. Nêu những đặc điểm của đồ thị toạ độ của chuyển động thẳng đều.

 

 

 

2.1.  Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để thành một câu có nội dung đúng.

1.  Chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình trên mọi quãng đường đều bằng nhau là

  a) công thức tính quãng đường đi được của vật chuyển động thẳng đều.

2. Đại lượng tính bằng thương số giữa quãng đường đi được của vật chuyển động thẳng đều và khoảng thời gian chuyển động là

b) phương trình chuyển động.

3. Đơn vị đo của tốc độ là

c) chuyển động thẳng đều.

4. s = vt là

d) đồ thị tọa độ – thời gian.

5. Phương trình xác định sự thay đổi tọa độ của chất điểm theo thời gian là

đ) mét trên giây (m/s).

6. Đường biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ chất điểm vào thời gian là

e) phương trìng đường đi.

 

g) tốc độ trung bình.

2.2. Hãy chỉ ra câu không đúng.

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 của vật tỉ lệ thuận với khoảng thời gian chuyển động.

D. Chuyển động đi lại của một pít-tông trong xi lanh là chuyển động thẳng đều.

2.3. Câu nào đúng? Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều dọc theo trục Ox, trong trường hợp vật không xuất phát từ điểm O là

A.      s = vt.

B.      x = x0 + vt.

C.      x = vt.

D.      Một phương trình khác với các phương trình A, B, C.

2.4. Phương trình chuyển động của một chất điểm dọc theo trục Ox có dạng: x = 5 + 60t (x đo bằng kilômét và t đo bằng giờ). Chất điểm đó xuất phát từ điểm nào và chuyển động với vận tốc bằng bao nhiêu?

A.      Từ điểm O, với vận tốc 5km/h.

B.      Từ điểm O, với vận tốc 60 km/h.

C.      Từ điểm M, cách O là 5 km, với vận tốc 5 km/h.

D.      Từ điểm M, cách O là 5 km, với vận tốc 60 km/h.

2.5.  Phương trình chuyển động của một chất điểm dọc theo trục Ox có dạng : x = 4 – 10t (x đo bằng kilômét và t đo bằng giờ). Quãng đường đi được của chất điểm sau 2h chuyển động là bao nhiêu?

A.      -2 km.

B.      2 km.

C.      -8 km.

D.      8 km.

2.6. Một ô tô chuyển động trên một đoạn đường thẳng và có vận tốc luôn luôn bằng 80 km/h. Bến xe nằm ở đầu đoạn thẳng và xe ô tô xuất phát từ một điểm cách bến xe 3 km. Chọn bến xe làm vật mốc, chọn thời điểm ô tô xuất phát làm mốc thời gian và chọn chiều chuyển động của ô tô làm chiều dương. Phương trình chuyển động của xe ô tô trên đoạn đường thẳng này như thế nào?

A.      x = 3 + 80t.

B.      x = (80 – 3)t.

C.      x = 3 – 80t.

D.      x = 80t.

2.7. Cùng một lúc tại hai điểm A và B cách nhau 10 km có hai ô tô chạy cùng chiều nhau trên đường thẳng từ A đến B. Vận tốc của ô tô chạy từ A là 54 km/h và của ô tô chạy từ B là 48 km/h. Chọn A làm mốc, chọn thời điểm xuất phát của hai xe ô tô làm mốc thời gian và chọn chiều chuyển động của hai xe làm chiều dương. Phương trình chuyển động của các ô tô trên như thế nào?

A. Ô tô chạy từ A: xA = 54t;       Ô tô chạy từ B: xB = 48t + 10.

B. Ô tô chạy từ A: xA = 54t +10; Ô tô chạy từ B: xB = 48t.

C. Ô tô chạy từ A: xA = 54t;      Ô tô chạy từ B: xB = 48t – 10

D. Ô tô chạy từ A: xA = -54t;     Ô tô chạy từ B: xB = 48t.

2.8. Cũng bài toán trên, hỏi khoảng thời gian từ lúc hai ô tô xuất phát đến lúc ô tô A đuổi kịp ô tô B và khoảng cách từ A đeấn địa điểm hai xe gặp nhau?

A.      1 h; 54 km.

B.      1 h 20 ph; 72 km.

C.      1 h 40 ph; 90 km.

D.      2 h; 108 km.

2.9.  Hình 2.1 là đồ thị tọa độ – thời gian của một chiếc xe ô tô chạy từ A đến B trênmột đoạn thẳng. Ô tô xuất phát từ đâu, vào lúc nào ?

A.      Từ gốc tọa độ O, lúc 0 h.

B.      Từ gốc tọa độ O, lúc 1 h.

C.      Từ điểm M, các gốc 0 là 30 km , lúc 0 h.

D.      Từ điểm M, các gốc 0 là 30 km, lúc 1 h.

2.10. Cũng từ đồ thị tọa độ – thời gian ờ hình 2.1, hỏi quãng đường AB dài bao nhiêu kilômét và vận tố của xe là bao nhiêu ?

A.      150 km; 30 km/h.

B.      150 km; 37,5 km/h.

C.      120 km; 30 km/h.

D.      120 km; 37,5 km/h.

(Hình 2.1)

2.11. Một máy bay phản lực có vận tốc 2500 km/h. Nếu muốn bay liên tục trên hkoảng cách 6500 km thì máy bay này phải bay trong thời gian bao lâu?

2.12. a) Một người lái một chiếc xe ô tô xuất phát từ A lúc 6 giờ sáng, chuyển động thẳng đều tới B, cách A 120 km. Tính vận tốc của xe , biết rằng xe tới B lúc 8 giờ 30 phút.

        b) Sau 30 phút đỗ tại B, xe chạy ngược về A với vận tốc 60 km/h. Hỏi vào lúc mấy giờ ô tô sẽ về tới A?

2.13. Một chiến sĩ bắn thẳng một viên đạn B40 vào một xe tăng của địch đang đỗ cách đó 200 m. Khoảng thời gian từ lúc bắn đến lúc nghe thấy tiếng đạn nổ khi trúng xe tăng là 1 s. Coi chuyển động của viên đạn là thẳng đều. Vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s. Hãy tính vận tốc của viên đạn B40.

2.14*. Hình 2.2 là đồ thị tọa độ – thời gian của hai xe máy I và II xuất phát từ A chuyển động thẳng đều đến B. Gốc tọa độ là A. Gốc thời gian là lúc xe I xuất phát.

   a) Xe II xuất phát lúc nào?

   b) Quãng đường AB dài bao nhiêu kilômét?

   c) Tính vận tốc của hai xe.

 

(Hình 2.2)

2.15. Một xe máy xuất từ A lúc 6 giờ và chạy với vận tốc 40 km/h để đi đến B. Một ô tô xuất từ B lúc 8 giờ và chạy với vận tốc 80 km/h theo cùng chiều với xe máy. Coi chuyển động của xe máy và ô tô là thẳng đều. Khoảng cách giữa A và B là 20 km. Chọn A làm mốc, chọn thời điểm 6 giờ làm mốc thời gian và chọn chiều từ A đến B làm chiều dương.

a) Viết công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của xe máy và ô tô.

b) Vẽ đồ thị tọa độ – thời gian của xe máy và ô tô trên cùng một hệ trục x và t.

c) Căn cứ vào đồ thị vẽ được, hãy xác định vị trí và thời điểm ô tô đuổi kịp xe máy .

d) Kiểm tra lại kết quả tìm được bằng cách giải các phương trình chuyển động của xe máy và ô tô.

2.16*. Một người đứng tại điểm M cách con đường thẳng AB một đoạn h = 50 m để chờ ô tô. Khi nhìn thấy ô tô còn cách mình một đoạn L = 200 m thì người đó bắt đầu chạy ra đường để bắt kịp ô tô (H.2.3). Vận tốc của ô tô là v1 = 36 km/h. Nếu người đó chạy với vận tốc v2 = 12 km/h thì phải chạy theo hướng nào để gặp đúng lúc ô tô vừa tới ?

(H.2.3)

2.17*. Một ô tô chạy trên một đoạn đường thẳng từ địa điểm A đến địa điểm B phải mất một khoảng thời gian t. Tốc độ của ô tô trong nửa đầu của khoảng thời gian này là 60 km/h và trong nửa cuối là 40 km/h. Tính tốc độ trung bình của ô tô trên cả đoạn thẳng  AB.

2.18*. Một người đi xe đạp chuyển động trên một đoạn đường thẳng AB có độ dài là s. Tốc độ của xe đạp trong nửa đầu của đoạn đường này là 12 km/h và trong nửa cuối là 18 km/h. Tính tốc độ trung bình của xe đạp trên cả đoạn đường AB.

2.19*. Một ôtô đi từ Hà Nội đến Hải Phòng với tốc độ trung bình là 40km/h, sau đó đi từ Hải Phòng về Hà Nội với tốc độ trung bình 60km/h. Tính tốc độ trung bình của chuyển động ôtô trong cả hành trình đó.

 

 

Tốc độ ánh sáng

 

 

 

http://hocmai.vn/mod/quiz/view.php?id=3208