Vật Lý 10 Cánh Diều Bài 2: Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian, độ dịch chuyển tổng hợp và vận tốc tổng hợp

Chúng ta có thể biểu diễn sự thay đổi vị trí của một vật chuyển động trên đường thẳng bằng cách vẽ đồ thị độ dịch chuyển-thời gian. Dựa vào đồ thị này, có thể tính được tốc độ của vật. Nếu vật chuyển động trên đường thẳng theo một chiều xác định thì độ lớn của vận tốc trung bình bằng tốc độ.

a. Vẽ đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian

Một vật chuyển động dọc theo đường thẳng. Độ dịch chuyển của nó tại các thời điểm khác nhau được cho trong bảng 2.1.

Bảng 2.1

- Bảng số liệu này cho ta biết, vật đang chuyển động với độ dịch chuyển tăng đều sau mỗi giây. Tức là vật đang chuyển động với tốc độ không đổi, có giá trị là 10 m/s.

- Vẽ đồ thị độ dịch chuyển-thời gian của vật, ta được hình 2.2. 

Hình 2.2

- Đồ thị này là đường thẳng qua gốc toạ độ. Độ dốc của đường thẳng này (cách gọi khác của hệ số góc) là độ dốc = LM : OM = 40 : 4 = 10

- Giá trị này chính là giá trị của vận tốc. Tức là giá trị của vận tốc bằng độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian.

- Dựa vào độ dốc của đường biểu diễn độ dịch chuyển-thời gian, chúng ta có thể biết một vật đang chuyển động nhanh hay chậm. Độ dốc càng lớn, vật chuyển động càng nhanh tốc độ càng lớn).

- Nếu độ dốc của đồ thị là âm, vật đang chuyển động theo chiều ngược lại.

- Hình 2.3 là một số ví dụ về đồ thị độ dịch chuyển thời gian của chuyển động thẳng.

Hình 2.3. Một số đồ thị độ dịch chuyển - thời gian của chuyển động thẳng.

b. Tính tốc độ từ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

- Một người chạy bộ trên đường thẳng. Độ dịch chuyển của người đó tại các thời điểm khác nhau được cho trong bảng 2.2. Trong đó, chọnt=0 ứng với thời điểm người có độ dịch chuyển 10 m.

Bảng 2.2

- Trong trường hợp này, lúc đầu độ dịch chuyển tăng đều, nhưng sau 3,0 s thì độ dịch chuyển không thay đổi. Nói cách khác, ban đầu người đang chạy với tốc độ không đổi, nhưng sau đó dừng lại.

Bài 1: Từ địa điểm xuất phát, một vật di chuyển qua một loạt các địa điểm trung gian để đến địa điểm cuối cùng, ví dụ như tàu thám hiểm ở hình 2.1. Làm thế nào để xác định được quãng đường, độ dịch chuyển hay vận tốc của vật?

Hình 2.1. Đường đi của tàu thám hiểm trên bề mặt Hoà Tinh vào năm 2021

Hướng dẫn giải

Muốn xác định được quãng đường, độ dịch chuyển hay vận tốc của vật, ta có thể vẽ đồ thị biểu diễn độ dịch chuyển theo thời gian của vật. Sau đó từ đồ thị và kết hợp các công thức để tính đại lượng cần tìm.

Bài 2: Trái Đất quay xung quanh trục từ phía tây sang phía đông, một vòng mỗi ngày. Tại đường xích đạo, bề mặt Trái Đất đang quay với tốc độ 1675 km/h. Từ một vị trí trên đường xích đạo của Trái Đất, phóng tên lửa về phía đông hay về phía tây sẽ có lợi hơn.

Hướng dẫn giải

Phóng tên lửa về phía Đông có lợi hơn, vì Trái Đất đang quay từ Tây sang Đông, tên lửa phóng cùng chiều với chiều quay của Trái Đất sẽ có vận tốc lớn hơn là tên lửa phóng ngược chiều với chiều quay của Trái Đất.

Học xong bài học này, bạn có thể:

- Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trước), vẽ được đồ thị độ dịch chuyển-thời gian trong chuyển động thẳng.

- Tính được tốc độ từ độ dốc của đô thị độ dịch chuyển-thời gian.

- Xác định được độ dịch chuyển tổng hợp, vận tốc tổng hợp.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 Cánh Diều Bài 2 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một máy bay có vận tốc đều trong không khí yên tĩnh là v. Máy bay bay theo chu vi 1 hình vuông cạnh a. Biểu thức của thời gian mà máy bay bay hết 1 vòng của hình vuông trong trường hợp gió thổi vận vốc ko đổi u là:

  • A. \( t = \frac{{4a\sqrt {{v^2} + {{\frac{u}{2}}^2}} }}{{{v^2}+ {u^2}}}\)
  • B. \( t = \frac{{4a\sqrt {{v^2} - {{\frac{u}{2}}^2}} }}{{{v^2} - {u^2}}}\)
  • C. \( t = \frac{{4a\sqrt {{v^2} - {{\frac{u}{2}}^2}} }}{{{v^2}+{u^2}}}\)
  • D. \( t = \frac{{4a\sqrt {{v^2} + {{\frac{u}{2}}^2}} }}{{{v^2} - {u^2}}}\)

• Câu 2:

  Có hai vật m₁ và m₂ ban đầu cách nhau một khoảng l, cùng lúc vật chuyển động thẳng đều m₁ chạy về B với v₁, m₂ chạy về C với v₂. Tính thời gian để đạt được khoảng cách này kể từ lúc bắt đầu chuyển động.

  

  • A. \( \frac{{l({v_1} + {v_2}\cos \alpha )}}{{({v_1}^2 + {v_2}^2 - 2{v_1}{v_2}\cos \alpha )}}\)
  • B. \( \frac{{l({v_1} - {v_2}\cos \alpha )}}{{({v_1}^2 + {v_2}^2 +2{v_1}{v_2}\cos \alpha )}}\)
  • C. \( \frac{{l({v_1} - {v_2}\cos \alpha )}}{{({v_1}^2 + {v_2}^2 - 2{v_1}{v_2}\cos \alpha )}}\)
  • D. \( \frac{{l({v_1} + {v_2}\cos \alpha )}}{{({v_1}^2 + {v_2}^2 + 2{v_1}{v_2}\cos \alpha )}}\)

• Câu 3:

  Một quả cầu M được treo vào đinh sắt A vắt qua ròng rọc di động B như hình vẽ chuyển động đều trên đường thẳng nằm ngang qua A với vận tốc V hướng ra xa A. Xác định vận tốc của M theo hệ quy chiếu sau gắn với tường

  

  • A. \(v\sqrt 2\)
  • B. v
  • C. \(v/\sqrt 2\)
  • D. \(\sqrt 2/v\)

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 Cánh Diều Bài 2 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Giải câu hỏi 1 trang 22 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

Giải câu hỏi 2 trang 22 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

Luyện tập 1 trang 23 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

Giải câu hỏi 3 trang 24 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

Luyện tập 2 trang 25 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

Tìm hiểu thêm trang 26 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

Vận dụng trang 26 SGK Vật Lý 10 Cánh Diều - CD

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!