Cùng HOC247 tham khảo nội dung của Bài 7: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều trong chương 3 của chương trình Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo để tìm hiểu các kiến thức như: gia tốc là gì? Chuyển động thẳng biến đổi đều diễn ra như thế nào? Mời các em cùng tham khảo!
Tóm tắt lý thuyết
1.1. Đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng và khái niệm gia tốc
a. Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi
Mục đích: Đo được vận tốc tức thời tại từng thời điểm của vật chuyển động biến đổi.
Các dụng cụ và bố trí thí nghiệm như hình dưới đây:
.jpg)
b. Gia tốc
|
- Đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên của vật tốc theo thời gian được gọi là gia tốc. Trong chuyển động thẳng, gia tốc trung bình được xác định theo biểu thức: \({a_{tb}} = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{\Delta t}}\) - Gia tốc tức thời tại một thời điểm có giá trị bằng độ dốc của tiếp tuyến của đồ thị vận tốc – thời gian (v – t) tại thời điểm đó |
|---|
- Trong hệ SI, gia tốc có đơn vị là m/s2
- Do vận tốc là một đại lượng vecto nên gia tốc cũng là đại lượng vecto
- Gia tốc trung bình được xác định:
\({\vec a_{tb}} = \frac{{\Delta \vec v}}{{\Delta t}} = \frac{{{{\vec v}_2} - {{\vec v}_1}}}{{\Delta t}}\)
- Dựa vào giá trị của gia tốc tức thời để phân chuyển động thành những loại sau:
+ a = 0: chuyển động thẳng đều, vật có độ lớn vận tốc không đổi.
+ a ≠ 0 và bằng hằng số: chuyển động thẳng biến đổi đều, vật có độ lớn vật tốc thay đổi (tăng hoặc giảm) đều theo thời gian.
+ a ≠ 0 nhưng không phải hằng số: chuyển động thẳng biến đổi phức tạp.
c. Vận dụng đồ thị (v – t) xác định độ dịch chuyển
| 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) |
|---|
Ví dụ:
.jpg) |
.jpg) |
| Chuyển động thẳng đều | Chuyển động thẳng biến đổi đều |
1.2. Các phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều
a. Các phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều
- Phương trình gia tốc: a = hằng số
- Phương trình vận tốc: v = vo + a.t (do chọn t0 = 0)
- Phương trình độ dịch chuyển: \(d = \frac{1}{2}a.{t^2} + {v_o}.t\)
- Phương trình xác định tọa độ của vật chuyển động thẳng biến đổi đều không đổi chiều: \(x = \frac{1}{2}a.{t^2} + {v_o}.t + {x_o}\)
- Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển: \({v^2} - v_o^2 = 2a.d\)
- Đồ thị (d – t) của chuyển động thẳng biến đổi đều được biểu diễn là một nhánh parabol
b. Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
- Ví dụ 1:
Một người đi xe đạp lên dốc dài 50 m. Tốc độ ở dưới chân dốc là 18 km/h và ở đầu dốc lúc đến nơi là 3 m/s. Tính gia tốc của chuyển động và thời gian lên dốc. Coi chuyển động trên là chuyển động thẳng chậm dần đều.
Hướng dẫn giải:
Chọn gốc thời gian là lúc vật ở chân dốc, chiều dương cùng chiếu chuyển động.
Áp dụng phương trình, suy ra:
\(a = \frac{{{v^2} - v_o^2}}{{2.d}} = \frac{{{3^2} - {{\left( {18/3.,} \right)}^2}}}{{2.50}} = - 0,16m/{s^2}\)
Thời gian chuyển động lên dốc:
\(t = \frac{{v - {v_0}}}{a} = \frac{{3 - 5}}{{ - 0,16}} = 12,5s\)
Như vây, gia tốc có độ lớn không đổi bằng 0,16m/s2 và có chiều ngược chiều dương theo quy ước là chiều chuyển động, do đó vật chuyển động chậm dần đều
- Ví dụ 2: Một người đi xe đạp chuyển động thẳng nhanh dần đều (như hình 7.10). Trong hai khoảng thời gian 4s liên tiếp, người này di chuyển được những quãng đường lần lượt là 24m và 64m. Tính gia tốc và tốc độ ban đầu của chuyển động.
Hướng dẫn giải:
Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu chuyển động, chiều dương cùng chiều chuyển động.
Ta có:
t1=4s; d1=s1=24m
t2=8s;d2=s1+s2=88m
Thay vào phương trình độ dịch chuyển theo thời gian và giải hệ phương trình, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{v_0} = 1m/s\\
a = 2,5m/{s^2}
\end{array} \right.\)
Bài tập minh họa
Bài tập 1: Một xe máy đang đi với tốc độ 36 km/h bỗng người lái xe thấy có một cái hố trước mặt, cách xe 20 m. Người ấy phanh gấp và xe đến sát miệng hố thì dừng lại. Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Tính gia tốc của xe.
Hướng dẫn giải:
\({\nu ^2} - v_0^2 = 2.a.d \Rightarrow {0^2} - {\left( {\frac{{{{36.10}^3}}}{{3600}}} \right)^2} = 2.a.20 \Rightarrow a = - 2,5\left( {m/{s^2}} \right)\)
Bài tập 2: Một đoàn tàu rời ga chuyển động nhanh dần đều. Sau 1 phút 40 giây tàu đạt tốc độ 36 km/h. Quãng đường tàu đi được trong 1 phút 40 giây đó là bao nhiêu? Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu.
Hướng dẫn giải:
- Gia tốc của tàu là: \(a = \frac{{\nu - {\nu _0}}}{{\Delta t}} = \frac{{10 - 0}}{{100}} = 0,1m/{s^2}\)
- Quãng đường tàu đi được là: \(s = d = {\nu _0}.t + \frac{1}{2}.a.{t^2} = 0.120 + \frac{1}{2}.0,{1.100^2} = 500\,m = 0,5\,km\)
Bài tập 3: Gia tốc là gì?
Hướng dẫn giải:
Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên của vận tốc theo thời gian.
Luyện tập Bài 7 Vật Lý 10 CTST
Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:
- Công thức, ý nghĩa và đơn vị của gia tốc
- Đồ thị vận tốc - thời gian
- Các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
3.1. Trắc nghiệm Bài 7 môn Vật Lý 10 CTST
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Chương 3 Bài 7 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
-
- A. vận tốc
- B. tốc độ
- C. vận tốc tức thời
- D. gia tốc
-
- A. chuyển động thẳng đều
- B. chuyển động thẳng nhanh dần đều
- C. chuyển động thẳng chậm dần đều
- D. chuyển động thẳng biến đổi đều
-
- A. Tốc kế
- B. Gia tốc kế
- C. Đồng hồ
- D. Tốc kế hoặc gia tốc kế
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!
3.2. Bài tập SGK Bài 7 môn Vật Lý 10 CTST
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Chương 3 Bài 7 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Mở đầu trang 40 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 1 trang 40 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 2 trang 41 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 3 trang 41 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 4 trang 42 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 43 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Vận dụng trang 43 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 5 trang 44 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 44 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 6 trang 45 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 46 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 1 trang 47 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 2 trang 47 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 3 trang 47 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 4 trang 47 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 5 trang 47 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.1 trang 19 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.2 trang 19 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.3 trang 20 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.4 trang 20 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.5 trang 20 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.6 trang 20 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.7 trang 21 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 7.8 trang 21 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.1 trang 22 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.2 trang 22 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.3 trang 22 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.4 trang 22 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.5 trang 22 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.6 trang 23 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.7 trang 23 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.8 trang 24 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.9 trang 24 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.10 trang 24 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.11 trang 24 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 7.12 trang 25 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Hỏi đáp Bài 7 Vật Lý 10 CTST
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!
-- Mod Vật Lý 10 HỌC247
