Bài giảng chuyển động thẳng đều của thầy Phạm Quốc Toản - có video

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

I. KIẾN THỨC CƠ BẢN

1. Chuyển động thẳng đều là chuyển động của một vật có quỹ đạo là đường thẳng, có vận tốc như nhau trên mọi quãng đường.

Chuyển động thẳng đều có ba đại lượng đặc trưng là: vận tốc, quãng đường và thời gian chuyển động.

Vận tốc trung bình: \(v=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{x-x_{0}}{t-t_{0}}\)

2. Độ dời:\(\Delta x=x-x_{0}=x_{2}-x_{1}\)

3. Tốc độ trung bình: \(v=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{x-x_{0}}{t-t_{0}}\)

4. Quãng đường đi được: s = v.t

5. Phương trình của chuyển động thẳng đều: x = x ₀ + v (t - t ₀).

Nếu chọn gốc tọa độ và gốc thời gian tại vị trí vật bắt đầu chuyển động (x ₀ = 0, t₀ = 0) thì x = s = v.t

6. Chú ý:

Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động của vật nào đó (nếu có nhiều vật) Vật chuyển động cùng chiều dương v > 0, ngược chiều dương v < 0.

Vật ở phía dương của trục tọa độ x > 0, ở phía âm của trục tọa độ x < 0. Nếu hai vật chuyển động (trên cùng 1 hệ tọa độ)

+ Khi hai vật gặp nhau thì x₁ = x₂.

+ Khi hai vật cách nhau 1 khoảng ∆s thì \(\Delta s = \left | x_{2}-x_{1} \right |\)

Nếu gốc thời gian là lúc bắt đầu chuyển động thì t ₀ = 0.

Video bài giảng chuyển động thẳng đều của thầy Phạm Quốc Toản - giáo viên Vật Lý trường THPT Nguyễn Tất Thành - ĐHSP Hà Nội.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Tính vận tốc, tốc độ trung bình

Bài 1: Một ôtô chạy trên một đoạn đường thẳng từ địa điểm A đến địa điểm B phải mất một khoảng thời gian t. Tốc độ của ôtô trong nửa đầu của khoảng thời gian này là 60km/h và trong nửa cuối là 40km/h. Tính tốc độ trung bình của ôtô trên cả đoạn đường AB.

ĐS: 50km/h 

Bài 2: Một người đi xe đạp chuyển động trên một đoạn đường thẳng AB. Tốc độ của xe đạp trong nửa đầu của đoạn đường này là 12km/h là trong nửa cuối là 18km/h. Tính tốc độ trung bình của xe đạp trên cả đoạn đường AB.

ĐS: 14,4km/h

Dạng 2: Lập phương trình chuyển động, – xác định vị trí và thời điểm hai vật gặp nhau

Bài 1: Lúc 8 giờ một ôtô khởi hành đi từ A về B với vận tốc 20m/s. Chuyển động thẳng đều.

a. Lập phương trình chuyển động.

b. Lúc 11h thì người đó ở vị trí nào?

c. Người đó cách A 40km lúc mấy giờ?

Bài 2: Hai vật chuyển động ngược chiều qua A và B cùng lúc, ngược chiều để gặp nhau. Vật qua A có vận tốc v₁ = 10m/s, qua B có vận tốc v₂ = 15m/s. AB = 100m.

a. Lấy trục tọa độ là đường thẳng AB, gốc tọa độ ở B, có chiều dương từ A sang B, gốc thời gian là lúc chúng cùng qua A và B. Hãy lập phương trình chuyển động của mỗi vật.

b. Xác định vị trí và thời điểm chúng gặp nhau.

c. Xác định vị trí và thời điểm chúng cách nhau 25m

ĐS: a. x1 = -100+ 10t, x2 = -15t b. t = 4s và x = -60m

III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài 1: Một xe chạy trong 5h: 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60km/h, 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40km/h.Tính tốc  tốc trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động.

A. 48km/h.                  B. 8km/h.                  C. 58km/h.                  D. 4km/h.

Bài 2: Một vật chuyển động đều từ A đến B rồi rẽ phải một góc 90⁰ để đến C. Biết AB = 600m.BC = 800m và thời gian đi mất 20 phút.Trả lời các câu hỏi sau:

1. Đường đi và độ dời của chuyển động trên là bao nhiêu.

A. 1400m và 1000m.                                    B. 1000m và 800m. 

C. 1000m và 1400m.                                    D. Một kết quả khác.

2. Tính tốc độ trung bình và vận tốc trung bình.

A. 70m/phút và 50m/phút.                            B. 50m/phút và 70m/phút. 

C. 800m/phút và 600m/phút.                        D. 600m/phút và 800m/phút

Bài 3: Một xe đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ trung bình v₁=12km/h và nữa đoạn đường sau với tốc độ trung bình v₂=20km/h. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn đường

A. 48km/h.                  B. 15km/h.                C. 150km/h.              D. 40km/h.

Bài 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.

Bài 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

A. -20 km.                     B. 20 km.                       C. -8 km.                D. 8 km.

Bài 6: Một vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v= 2m/ s. Và lúc t= 2s thì vật có toạ độ x= 5m. Phương trình toạ độ của vật là

A. x = 2t +5                   B. X =  -2t +5                C. x= 2t +1             D. x=  -2t +1

Bài 7: Phương trình của một vật chuyển động thẳng có dạng: x = -3t + 4 (m; s).Kết luận nào sau đây ĐÚNG

A. Vật chuyển động theo chiều dương trong suốt thời gian chuyển động

B. Vật chuyển động theo chiều dương trong suốt thời gian chuyển động

C. Vật đổi chiều chuyển động từ dương sang âm tại thời điểm  t= 4/3

D. Vật đổi chiều chuyển động từ âm sang dương tại toạ độ  x= 4

Bài 8: 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 : x_A = 54t ; Ô tô chạy từ B : x­_B = 48t + 10.

B. Ô tô chạy từ A : x_A = 54t + 10 ; Ô tô chạy từ B : x_B = 48t.

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

D. Ô tô chạy từ A : x_A = -54t ; Ô tô chạy từ B : x_­B = 48t

Bài 9: Lúc 7giờ một người đang ở A chuyển động thẳng đều với vận tốc 36km/h đuổi theo người ở B đang chuyển động với vận tốc 5m/s.Biết AB =18km.Chọn trục toạ độ trùng với đường chuyển động,chiều dương là chiều chuyển động,gốc toạ độ tại A,gốc thời gian là lúc 7 giờ. Trả lời các câu hỏi sau:

a) Viết phương trình chuyển động của 2 người.

A. x_A=36t; x_B=18+18t.                               B. x_B=36t; x_A=18+18t.       

C. x_A=36t; x_B=18t.                                     D. x_A=18+36t; x_B=18t.

b) Người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai lúc mấy giờ ở đâu?

A. Lúc 9h cách A 72km.                             B. Lúc 8h cách A 36km.       

C. Lúc 10h cách A 108km.                         D.lúc 8h cách A 72km.                    

Bài 10: Hai thành phố A và B cách nhau 250km. Lúc 7h sáng, 2 ô tô khởi hành từ hai thành phố đó hướng về nhau. Xe từ A có vận tốc v₁ = 60km/h, xe kia có vận tốc v₂= 40 km/h. Hỏi 2 ô tô sẽ gặp nhau lúc mấy giờ? Tại vị trí cách B bao nhiêu km?

ĐS: 9h30ph; cách B 100 km

Bài 11: Cùng một lúc tại hai điểm A và B cách nhau 10km có hai ôtô chạy cùng chiều trên đoạn 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 hai xe làm mốc thời gian và chọn chiều chuyển động của hai ôtô làm chiều dương.

a. Viết phương trình chuyển động của hai ôtô trên.

b. xác định thời điểm và vị trí của hai xe khi gặp nhau.

ĐS: a. x_A = 54t, x_B = 48t + 10;  b. sau 5/3giờ, cách A 90km về phía B.

Bài 12: Lúc 6 giờ một ôtô xuất phát đi từ A về B với vận tốc 60Km/h và cùng lúc một ôtô khác xuất phát từ B về A với vận tốc 50km/h. A và B cách nhau 220km.

a. Lấy AB làm trục tọa độ, A là gốc tọa độ, chiều dương từ A đến B và gốc thời gian là lúc 6giờ, lập phương trình chuyển động của mỗi xe.

b. Xác định vị trí và thời gian hai xe gặp nhau.

ĐS: a. x₁ = 60t, x₂ = 220 - 50t; b. cách A 120 km về phía B