Bài 7. Gia tốc - Chuyển động thẳng biến đổi đều trang 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạoTrong giải đua F1 (Hình 7.1), các tay đua phải hoàn thành một chặng đua dài khoảng 300 km trong khoảng thời gian ngắn nhất. Làm thế nào ta có thể xác định được vận tốc tức thời dựa vào phương án thí nghiệm gợi ý. Cần chọn gốc tọa độ, gốc thời gian như thế nào để việc xác định độ dịch chuyển và thời điểm trong thí nghiệm được thuận tiện. Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 10 tất cả các môn - Chân trời sáng tạo Toán - Văn - Anh - Lí - Hóa - Sinh - Sử - Địa... Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn Câu hỏi tr 40 MĐ
Lời giải chi tiết: Đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi vận tốc của xe là gia tốc. Câu hỏi tr 40 CH 1
Phương pháp giải: Biểu thức tính vận tốc tức thời là: \(v = \frac{d}{t}\) Lời giải chi tiết: Để xác định được vận tốc tức thời, ta cần đo được độ dịch chuyển trong những khoảng thời gian ngắn bằng nhau Câu hỏi tr 41 CH 2
Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức thực tiễn Lời giải chi tiết: Chọn gốc tọa độ và gốc thời gian tại vị trí cổng quang điện A. Câu hỏi tr 41 CH 3
Phương pháp giải: Biểu thức tính thời gian trung bình: \(\overline t = \frac{{{t_1} + {t_2} + ... + {t_n}}}{n}\) Sai số tuyệt đối: \(\Delta {t_i} = \left| {\overline t - {t_i}} \right|\) Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo: \(\overline {\Delta t} = \frac{{\Delta {t_1} + \Delta {t_2} + ... + \Delta {t_n}}}{n}\) Lời giải chi tiết: - Giá trị trung bình thời gian của viên bi chuyển động từ A đến B là: + AB = 10 cm: \(\overline t = \frac{{0,292 + 0,293 + 0,292}}{3} \approx 0,292(s)\) + AB = 20 cm: \(\overline t = \frac{{0,422 + 0,423 + 0,423}}{3} \approx 0,423(s)\) + AB = 30 cm: \(\overline t = \frac{{0,525 + 0,525 + 0,525}}{3} = 0,525(s)\) + AB = 40 cm: \(\overline t = \frac{{0,609 + 0,608 + 0,609}}{3} \approx 0,609(s)\) + AB = 50 cm: \(\overline t = \frac{{0,609 + 0,608 + 0,609}}{3} \approx 0,609(s)\) - Sai số của phép đo thời gian viên bi chuyển động từ A đến B: + AB = 10 cm: \(\begin{array}{l}\Delta {t_1} = \left| {0,292 - 0,292} \right| = 0\\\Delta {t_2} = \left| {0,293 - 0,292} \right| = 0,001\\\Delta {t_3} = \left| {0,292 - 0,292} \right| = 0\\ \Rightarrow \overline {\Delta t} = \frac{{0,001}}{3} \approx 3,{33.10^{ - 4}}(s)\end{array}\) Tương tự cho các đoạn còn lại, ta có: + AB = 20 cm: \(\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}(s)\) + AB = 30 cm: \(\overline {\Delta t} = 0\) + AB = 40 cm: \(\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}(s)\) + AB = 50 cm: \(\overline {\Delta t} = 0\) - Giá trị trung bình và sai số của thời gian chắn cổng quang điện tại B: + AB = 10 cm: \(\overline t = 0,031;\overline {\Delta t} = 0\) + AB = 20 cm: \(\overline t = 0,022;\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}\) + AB = 30 cm: \(\overline t = 0,018;\overline {\Delta t} = 0\) + AB = 40 cm: \(\overline t = 0,016;\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}\) + AB = 50 cm: \(\overline t = 0,014;\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}\) - Tốc độ tức thời tại B: + AB = 10 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{10}}{{0,031}} \approx 322,58(cm/s)\) + AB = 20 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{20}}{{0,022}} \approx 909,09(cm/s)\) + AB = 30 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{30}}{{0,018}} \approx 1666,67(cm/s)\) + AB = 40 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{40}}{{0,016}} = 2500(cm/s)\) + AB = 50 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{50}}{{0,014}} \approx 3571,43(cm/s)\) - Vẽ đồ thị: Câu hỏi tr 42
Phương pháp giải: Liên hệ thực tế Lời giải chi tiết: + Một tàu hỏa bắt đầu xuất phát từ nhà gas và chuyển động nhanh dần + Một viên bi rơi từ trên cao xuống dưới, chuyển động nhanh dần + Một xe máy đang đi trên đường, gặp vật cản thì phanh gấp Câu hỏi tr 43 LT
Lời giải chi tiết: - Tính chất chuyển động của xe: xe đang chuyển động đều thì gặp chướng ngại vật, xe chuyển động chậm dần - Mối liên hệ về hướng của vận tốc và gia tốc + Bắt đầu rời bến, xe chuyển động đều: a và v cùng hướng + Xe chuyển động chậm dần đều: a và v cùng phương nhưng ngược chiều. Câu hỏi tr 43 VD
Phương pháp giải: Trong chuyển động thẳng biến đổi đều đều được chia ra làm hai loại: + Chuyển động thẳng nhanh dần đều, vận tốc tăng đều theo thời gian, \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow v \) cùng chiều + Chuyển động thẳng chậm dần đều, vận tốc giảm đều theo thời gian, \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow v \) ngược chiều Lời giải chi tiết: Nếu \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow v \) cùng chiều thì xe đi nhanh hơn do xe được tác dụng thêm một lực cùng chiều với hướng chuyển động của xe và ngược lại nếu \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow v \) ngược chiều thì xe sẽ bị một lực cản trở làm xe đi chậm hơn. Câu hỏi tr 44 CH 5
Phương pháp giải: Quan sát hình vẽ + Độ dốc đi lên, vận tốc tăng dần theo thời gian, vật chuyển động nhanh dần đều + Độ dốc nằm ngang, vận tốc không thay đổi theo thời gian, vật chuyển động thẳng đều + Độ dốc đi xuống, vận tốc giảm dần theo thời gian, vật chuyển động chậm dần đều. Lời giải chi tiết: Từ A đến B, vật chuyển động nhanh dần đều Từ B đến D, vật chuyển động thẳng đều Từ D đến F, vật chuyển động chậm dần đều Câu hỏi tr 44 LT
Phương pháp giải: Biểu thức tính gia tốc: \(a = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{t_2} - {t_1}}}\) Độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 được xác định bằng phần diện tích giới hạn bởi các đường v(t), v = 0, t = t1, t = t2 trong đồ thị (v – t). Lời giải chi tiết: a) Gia tốc của người này tại các thời điểm là: + t = 1 s: \(a = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{t_2} - {t_1}}} = \frac{2}{1} = 2(m/{s^2})\) + t = 2,5 s: \(a = 0 (m/{s^2})\) + t = 3,5 s: \(a = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{t_2} - {t_1}}} = \frac{3-4}{{3,5-3}}=-2(m/{s^2})\) b)
Độ dịch chuyển = Diện tích hình thang OGBE + Diện tích hình thang BKDH + Diện tích hình chữ nhật HDFE => Độ dịch chuyển của người này là: \(\begin{array}{l}d = \frac{1}{2}.(BG + OE).BE + \frac{1}{2}.(BK + HD).BH\ + (EF.DF)\ = \frac{1}{2}.(0,5 + 2,5).4 + \frac{1}{2}.(0,5 + 1,5).2 + 2.1,5 = 11(m)\end{array}\) Câu hỏi tr 45
Lời giải chi tiết: Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển là: \({v^2} - v_0^2 = 2.a.d\) Trong đó: + v: vận tốc sau của vật (m/s) + v0 : vận tốc ban đầu của vật (m/s) + a: gia tốc của vật (m/s2 ) + d: độ dịch chuyển (m). Câu hỏi tr 46
Phương pháp giải: Biểu thức trong chuyển động biến đổi đều: \(\begin{array}{l}v = {v_0} + a.t\\{v^2} - v_0^2 = 2.a.d\end{array}\) 1 m/s = 3,6 km/h Lời giải chi tiết: a) Ta có: v0 = 43,2 km/h = 12 m/s; v = 0 m/s; t = 1 phút = 60 s. Gia tốc của tàu là: \(a = \frac{{v - {v_0}}}{t} = \frac{{0 - 12}}{{60}} = - 0,2(m/{s^2})\) b) Quãng đường mà tàu đi được là: \(d = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2.a}} = \frac{{0 - {{12}^2}}}{{2.( - 0,2)}} = 360(m)\) Câu hỏi tr 47 BT 1
Phương pháp giải: Biểu thức tính gia tốc: \(a = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{t_2} - {t_1}}}\) Lời giải chi tiết: Đổi 297 km/h = 82,5 m/s Gia tốc trung bình của máy bay trong quá trình bay là: \(a = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{t_2} - {t_1}}} = \frac{{82,5}}{{30}} = 2,75(m/{s^2})\) Câu hỏi tr 47 BT 2
Phương pháp giải: + Độ dốc đi lên, vận tốc tăng dần theo thời gian, vật chuyển động nhanh dần đều + Độ dốc nằm ngang, vận tốc không thay đổi theo thời gian, vật chuyển động thẳng đều + Độ dốc đi xuống, vận tốc giảm dần theo thời gian, vật chuyển động chậm dần đều. Lời giải chi tiết: Đồ thị vận tốc – thời gian
Mô tả chuyển động của vận động viên: + Từ 0 – 5 s đầu, vận động viên chuyển động thẳng đều + Từ 5 – 20 s tiếp theo, vận động viên chuyển động nhanh dần + Từ 20 – 30 s, vận động viên chuyển động thẳng đều + Từ 30 – 45 s, vận động viên chuyển động nhanh dần + Từ 45 – 50 s, vận động viên chuyển động thẳng đều.
Câu hỏi tr 47 BT 3
Phương pháp giải: Biểu thức trong chuyển động biến đổi đều: \(\begin{array}{l}v = {v_0} + a.t\\{v^2} - v_0^2 = 2.a.d\end{array}\) 1 m/s = 3,6 km/h Lời giải chi tiết: Ta có v0 = 54 km/h = 15 m/s; v = 5 m/s; d = 250 m a) Gia tốc của ô tô là: \(a = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2.d}} = \frac{{{5^2} - {{15}^2}}}{{2.250}} = - 0,4(m/{s^2})\) b) Thời gian ô tô chạy thêm được 250 m kể từ khi bắt đầu hãm phanh là: \(t = \frac{{v - {v_0}}}{a} = \frac{{5 - 15}}{{ - 0,4}} = 25(s)\) c) Khi dừng hẳn thì v = 0 m/s Thời gian kể từ lúc hãm phanh đến khi xe dừng hẳn là: \(t = \frac{{v - {v_0}}}{a} = \frac{{0 - 15}}{{ - 0,4}} = 37,5(s)\) Câu hỏi tr 47 BT 4
Phương pháp giải: Quan sát hình Biểu thức tính quãng đường trong chuyển động biến đổi đều \(a = \frac{{v - {v_0}}}{t} \Rightarrow s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2.a}}\) Biểu thức tính quãng đường trong chuyển động thẳng đều: \(s = v.t\) Lời giải chi tiết: a) Mô tả chuyển động của chất điểm: + Từ 0 – 2 s, vật chuyển động thẳng nhanh dần đều + Từ 2 – 7 s, vật chuyển động thẳng đều + Từ 7 – 8 s, vật chuyển động thẳng chậm dần đều b) Quãng đường vật đi được trong 2 s đầu là: \({a_1} = \frac{{5 - 0}}{2} = 2,5(m/{s^2}) \Rightarrow {s_1} = \frac{{{5^2} - {0^2}}}{{2.2}} = 6,25(m)\) Quãng đường vật đi được từ 2 – 7 s là: \({s_2} = 5.(7 - 2) = 25(m)\) Quãng đường vật đi được từ 7 – 8 s là: \({a_3} = \frac{{0 - 5}}{{8 - 7}} = - 5(m/{s^2}) \Rightarrow {s_3} = \frac{{{0^2} - {5^2}}}{{2.( - 5)}} = 2,5(m)\) => Quãng đường mà chất điểm đi được từ lúc bắt đầu đến khi dừng hẳn là: S = 6,25 + 25 + 2,5 = 33,75 (m) Câu hỏi tr 47 BT 5
Phương pháp giải: Biểu thức tính quãng đường trong chuyển động biến đổi đều: \(s = {x_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\) Lời giải chi tiết: Chọn gốc tọa độ và gốc thời gian là lúc xe bắt đầu xuất phát. => x0 = 0; v0 = 0 Gọi chiều dài 1 toa tàu là s => Chiều dài của 9 toa tàu là 9.s Thời gian người nhìn thấy toa thứ nhất đi qua là 10 giây nên ta có: \(s = \frac{1}{2}.a{.10^2} = 50.a\) => Thời gian đi hết toa thứ 9 là: \(t = \sqrt {\frac{{2{s_9}}}{a}} = \sqrt {\frac{{2.9.s}}{a}} = \sqrt {\frac{{2.9.50.a}}{a}} = \sqrt {2.9.50} = 30(s)\)
|