Chuyên đề bài tập Vật lý Khối 10 - Chương I: Động học chất điểm

Nội dung text: Chuyên đề bài tập Vật lý Khối 10 - Chương I: Động học chất điểm

1. CHƢƠNG I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHỦ ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU A. TểM TẮT KIẾN THỨC I. CHUYỂN ĐỘNG CƠ 1. Chuyển động cơ Là sự thay đổi vị trớ của vật so với vật khỏc (vật mốc) theo thời gian. 2. Chất điểm Là vật cú kớch thước rất nhỏ so với phạm vi chuyển động của nú. Khi vật được coi là chất điểm thỡ kớch thước của vật coi như tập trung tại một điểm. 3. Quỹ đạo Là đường mà chất điểm chuyển động vạch ra trong khụng gian gọi là quỹ đạo. II. CÁCH XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA MỘT VẬT TRONG KHễNG GIAN Để xỏc định vị trớ của một vật trong khụng gian, ta cần: Chọn một vật làm mốc. Một hệ trục tọa độ gắn với vật làm mốc. Trong trường hợp nếu biết quỹ đạo của vật thỡ ta chọn một vật làm mốc và một chiều dương trờn quỹ đạo đú. III. CÁCH XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TRONG CHUYỂN ĐỘNG 1. Mốc thời gian Là thời điểm mà ta bắt đầu đo thời gian. 2. Thời điểm và thời gian Nếu chọn mốc thời gian là thời điểm t 0 thỡ số chỉ của thời điểm bằng với số đo khoảng thời gian đó trụi qua kể từ mốc thời gian. IV. HỆ QUY CHIẾU Một hệ quy chiếu gồm cú: Một vật làm mốc. Một hệ tọa độ gắn với vật làm mốc. Mốc thời gian. Đồng hồ. V. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU 1. Tốc độ trung bỡnh s Quãng đường đi được v tb t Thời gian chuyển động Đơn vị của tốc độ trung bỡnh là: m/s; km/h; m/p; í nghĩa: cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động. 2. Chuyển động thẳng đều Cú quỹ đạo là đường thẳng. Tốc độ trung bỡnh như nhau trờn mọi quóng đường. 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 1 s 1 s 1 s 1 s 1 s 1 s Chỳ ý: Khi núi đến tốc độ của vật trờn một quóng đường hoặc trong một khoảng thời gian nào đú tức là núi đến tốc độ trung bỡnh của vật. 3. Quóng đƣờng đi đƣợc của chuyển động thẳng đều s vt s tỉ lệ thuận với t 1
2. VI. PHƢƠNG TRèNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU Nếu chọn mốc thời gian là t0 là lỳc vật bắt 0 M đầu chuyển động thỡ phương trỡnh chuyển động O s N x thẳng đều của vật là: x0 xxvt 0 x x0 : là tọa độ của vật tại thời điểm t0 Chỳ ý: x00 : Nếu vật ở gốc tọa độ x00 : Nếu vật ở phớa dương của trục Ox x00 : Nếu vật ở phớa õm của trục Ox v là vận tốc của vật v0 : Nếu vật chuyển động theo chiều dương của trục Ox v0 : Nếu vật chuyển động theo chiều õm của trục Ox VII. ĐỒ THỊ TỌA ĐỘ - THỜI GIAN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU Từ phương trỡnh chuyển động thẳng đều: xxvt 0 . Nếu v > 0 → vật chuyển động theo chiều dương x x0 O t . Nếu v < 0 → vật chuyển động ngược chiều dương (theo chiều õm) x x0 O t DẠNG 1: TỐC ĐỘ TRUNG BèNH s v tb t Tốc độ trung bỡnh khi vật chuyển động trờn cỏc đoạn đường với cỏc tốc độ khỏc nhau: s s1 s 2 s n vt 1 1 vt 2 2 vt n n vtb t t1 t 2 t n t 1 t 2 t n BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một ụtụ chạy liờn tục, trong 2 giờ đầu ụtụ chạy với tốc độ 80 km/h, trong một giờ sau ụtụ chạy với tốc độ 50 km/h. Tớnh tốc độ trung bỡnh của ụtụ trong cả quỏ trỡnh đú. Bài 2: Xe ụtụ xuất phỏt từ A lỳc 8 giờ, chuyển động thẳng tới B lỳc 9 giờ 30 phỳt. Biết khoảng cỏch từ A tới B bằng 90 km. Tớnh tốc độ trung bỡnh của xe trờn đoạn đường AB. 2
3. Bài 3: Một xe mỏy chuyển động thẳng từ A đến B hết 30 phỳt. Trong 10 phỳt đầu, xe mỏy chạy với tốc độ 36 km/h, trong 10 phỳt tiếp theo xe chạy với tốc độ 8 m/s, trong 10 phỳt sau cựng xe chạy với tốc độ 18 km/h. Tớnh tốc độ trung bỡnh của xe trờn cả đoạn đường AB. Bài 4: Một ụtụ đi 2 km trong 2,5 phỳt. Nếu nú đi một nửa quóng đường với tốc độ 40 km/h thỡ phần cũn lại của quóng đường nú đi với tốc độ bằng bao nhiờu? Bài 5: Một tàu hỏa chuyển động với tốc độ 60 km/h trong 1 giờ đầu và 40 km/h trong nửa giờ sau. Tớnh tốc độ trung bỡnh của tàu trong cả quỏ trỡnh đú. Bài 6: Một chiếc xe chuyển động thẳng, trong một nửa thời gian đầu xe chuyển động với tốc độ 65 km/h, trong nửa thời gian cũn lại xe chuyển động với tốc độ 35 km/h. Tớnh tốc độ trung bỡnh của xe trong cả quỏ trỡnh đú. 1 Bài 7: Một người đi xe đạp từ A đến B với tốc độ 12 km/h trong quóng đường đầu và đi với 3 2 tốc độ 18 km/h trong quóng đường cũn lại. Tớnh tốc độ trung bỡnh của người đú trờn cả đoạn 3 đường AB. DẠNG 2: PHƢƠNG TRèNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU Phương trỡnh chuyển động thẳng đều dạng tổng quỏt: x xv00 t t Nếu chọn mốc thời gian t00 thỡ: x x0 vt . Quóng đường vật đi được từ thời điểm t1 đến thời điểm t 2 : s xt2 xv t12 t 1 t Trong đú: x t1 : là tọa độ của vật tại thời điểm t1 x t2: là tọa độ của vật tại thời điểm t 2 DẠNG 3: VIẾT PHƢƠNG TRèNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU Phương trỡnh chuyển động thẳng đều dạng tổng quỏt: Nếu chọn mốc thời gian thỡ: Để tỡm ra phương trỡnh chuyển động thẳng đều của vật, tức là phải xỏc định được x0 và v Bƣớc 1: Chọn một hệ quy chiếu (vật làm mốc, chiều dương và mốc thời gian) Bƣớc 2: Xỏc định x0 và v (dựa vào chiều chuyển động so với chiều dương của trục Ox) và t0 (dựa vào mốc thời gian) Bƣớc 3: Thay vào phương trỡnh để tỡm ra phương trỡnh chuyển động của vật. BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một vật chuyển động thẳng dọc theo trục Ox với phương trỡnh x 10 40t (x tớnh bằng km và t tớnh bằng giờ). Tớnh quóng đường đi được của vật sau 1,5 giờ chuyển động. Bài 2: Một vật chuyển động thẳng dọc theo trục Ox với phương trỡnh x 2t 10 (x tớnh bằng km và t tớnh bằng giờ). Tớnh quóng đường đi được của vật sau 3 h chuyển động. Bài 3: Một vật chuyển động thẳng dọc theo trục Ox với phương trỡnh x 5t 12 (x tớnh bằng km và t tớnh bằng giờ). Tớnh quóng đường đi được của vật từ thời điểm 2 giờ đến 4 giờ. Bài 4: Lỳc 6 giờ, một ụtụ khởi hành từ O, chuyển động thẳng đều với tốc độ 50 km/h. Nếu chọn trục tọa độ trựng với chiều chuyển động, gốc tọa độ ở O, chiều dương ngược chiều chuyển động, mốc thời gian lỳc 6 giờ. Tỡm phương trỡnh chuyển động của ụtụ. Bài 5: Lỳc 6 giờ, một người đi xe đạp trờn đường thẳng từ A đến B với vận tốc 15 km/h. Coi chuyển động của xe đạp là thẳng đều. a) Viết phương trỡnh chuyển động của xe đạp. b) Lỳc 10 giờ thỡ xe đạp ở vị trớ nào? 3
4. Bài 6: Lỳc 7 giờ một ụtụ khởi hành với tốc độ 60 km/h đi từ A đến B. Coi chuyển động của ụtụ là thẳng đều. Nếu chọn trục tọa độ Ox trựng với đường chuyển động của ụtụ, chiều dương từ A đến B, gốc tọa độ nằm giữa A và B và cỏch A 10 km, gốc thời gian là lỳc 8 giờ. Viết phương trỡnh chuyển động của ụtụ. Bài 7: Hai ụtụ xuất phỏt cựng một lỳc từ hai địa điểm A và B cỏch nhau 20 km, chuyển động cựng chiều từ A đến B với vận tốc lần lượt là 60 km/h và 40 km/h. a) Viết phương trỡnh chuyển động của hai xe trờn cựng một trục tọa độ, lấy A làm gốc, chiều từ A đến B là chiều dương. b) Tỡm thời điểm và vị trớ hai xe gặp nhau. Bài 8: Lỳc 7 giờ, ụtụ thứ nhất đi qua điểm A, ụtụ thứ hai đi qua điểm B cỏch A 10 km. Xe đi qua A với vận tốc 50 km/h, xe đi qua B với vận tốc 40 km/h. Biết hai xe chuyển động cựng chiều theo hướng từ A đến B. Coi chuyển động của hai ụtụ là chuyển động thẳng đều. a) Viết phương trỡnh chuyển động của hai ụtụ. b) Xỏc định thời điểm hai xe gặp nhau. c) Tớnh quóng đường xe A đi được đến khi gặp xe B. d) Hai xe cỏch nhau 20 km lỳc mấy giờ. Bài 9: Hai ụtụ cựng khởi hành một lỳc từ hai địa điểm A và B cỏch nhau 60 km, chuyển động ngược chiều đến gặp nhau. Vận tốc của ụtụ đi từ A là 40 km/h và của ụtụ đi từ B là 20 km/h. Tỡm thời điểm và vị trớ hai xe gặp nhau. DẠNG 3: ĐỒ THỊ TỌA ĐỘ – THỜI GIAN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường thẳng xiờn gúc xuất phỏt từ t00 ,x , đi lờn nếu v > 0 và đi xuống nếu v < 0 x x 0 x0 O t O t t0 t0 Vật chuyển động theo chiều dương của trục Ox Vật chuyển động theo chiều õm của trục Ox xx Vận tốc: v 0 x(m) tt 0 BÀI TẬP ÁP DỤNG 16 Bài 1: Đồ thị tọa độ - thời gian của một vật chuyển động dọc 12 theo trục Ox như hỡnh vẽ. Tỡm phương trỡnh chuyển động của vật. 8 4 0 t(s) 1 2 3 4 x (km) Bài 2: Đồ thị tọa độ - thời gian của một chiếc xe chuyển động thẳng đều. Tỡm phương trỡnh chuyển động của xe đạp. 5 2 O t (h) 4 1
5. Bài 3: Một vật chuyển động thẳng đều trờn trục Ox. Hỡnh bờn là đồ thị tọa độ - thời gian của vật chuyển động. x (km) a) Tỡm phương trỡnh chuyển động của vật. b) Tớnh quóng đường vật đi được sau 2 giờ chuyển động. B C 20 10 D 0 t (h) 0,5 1 1,5 2 10 A Bài 4: Lập phương trỡnh chuyển động của hai xe cú đồ thị tọa độ - thời gian là hai đường a và b như hỡnh vẽ. x (km) 60 a b 40 20 0 t (h) 1 2 3 Bài 5: Lập phương trỡnh chuyển động của hai xe cú đồ thị tọa độ - thời gian như hỡnh vẽ. x (km) 60 40 20 0 t (h) 1 2 3 5