Vật lí 10 Bài 8–9: Chuyển động biến đổi, gia tốc và chuyển động thẳng biến đổi đều
Học liệu bổ trợ gộp Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc và Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều.
Mục tiêu và kiến thức nền
Chọn dấu vận tốc, gia tốc và dùng các phương trình chuyển động với gia tốc không đổi.
Chuẩn bị: đọc đơn vị, đổi đơn vị SI và tính toán với số, vectơ đơn giản.
Gia tốc mô tả thay đổi vận tốc
Gia tốc bằng độ biến thiên vectơ vận tốc trong một đơn vị thời gian. Gia tốc khác không khi độ lớn hoặc hướng vận tốc đổi. Trong chuyển động thẳng, v và a cùng dấu thì nhanh dần; trái dấu thì chậm dần. Gia tốc âm không đồng nghĩa luôn chậm dần.
Ba công thức, một điều kiện
Các công thức dưới đây dùng khi gia tốc không đổi trong khoảng đang xét. d là độ dịch chuyển đại số từ lúc bắt đầu khoảng; nếu không đổi chiều thì quãng đường bằng |d|. Chọn gốc thời gian, chiều dương và ghi v₀, a có dấu trước khi thay số.
Dừng lại không có nghĩa mãi đứng yên
Khi v = 0, vật có thể đổi chiều nếu gia tốc vẫn giữ nguyên. Bài xe hãm phanh thường chỉ xét đến khi dừng; không kéo công thức ra ngoài thời gian đó rồi coi xe tự lùi. Kiểm tra khoảng thời gian là một phần của lời giải.
Công thức và điều kiện áp dụng
Ví dụ có lời giải
Ví dụ 1. Xe khởi hành
v₀ = 0, a = 2 m/s², t = 5 s: v = 10 m/s; d = 0 + 2×25/2 = 25 m. Xe không đổi chiều nên s = 25 m.
Ví dụ 2. Hãm phanh
Xe đang chạy 20 m/s, gia tốc −4 m/s². Đến lúc dừng: 0 = 20 − 4t nên t = 5 s. 0² − 20² = 2(−4)d cho d = 50 m. Đây là quãng đường phanh, chưa gồm quãng đường phản ứng.
Lỗi thường gặp
- Chỉ dùng công thức khi a không đổi.
- v và a trái dấu mới là chậm dần trong một chiều.
- Không kéo chuyển động hãm phanh qua lúc dừng nếu đề không cho.
Tự kiểm tra và vận dụng
Thử trả lời trước khi mở lời giải. Để nhập đáp án, làm từng ý đúng/sai và luyện cả chủ đề, chọn bộ luyện ở cuối bài.
Câu 1. Vật có v = −5 m/s và a = −2 m/s² thì đang
Xem đáp án và lời giải
Đáp án B. v và a cùng dấu nên độ lớn vận tốc tăng; v âm nên đi theo chiều âm.
Câu 2. Vật xuất phát nghỉ, a = 3 m/s² trong 4 s. Vận tốc cuối bằng bao nhiêu m/s?
Xem đáp án và lời giải
Đáp án: 12. v = 0 + 3×4 = 12 m/s.
Câu 3. Xe có v₀ = 10 m/s, a = −2 m/s², xét 0 đến 5 s.
- Xe dừng sau 5 s.
- Xe đi 25 m đến lúc dừng.
- Gia tốc có độ lớn 2 m/s².
- Xe nhanh dần trong khoảng này.
Xem đáp án và lời giải
a) Đúng: 10 − 2t = 0 cho t = 5. b) Đúng: 10×5 − 25 = 25. c) Đúng. d) Sai: v dương và a âm trước lúc dừng.
Câu 4. Vật có v₀ = 2 m/s, a = 1,5 m/s². Tìm v và d sau 4 s.
Xem đáp án và lời giải
v = 2 + 1,5×4 = 8 m/s. d = 2×4 + 1,5×16/2 = 20 m.
Câu 5. Xe chạy 15 m/s, hãm đều với a = −3 m/s². Tìm thời gian và quãng đường đến lúc dừng.
Xem đáp án và lời giải
0 = 15 − 3t nên t = 5 s. d = (0² − 15²)/(2×(−3)) = 37,5 m.
Câu 6. Vật có v₀ = −4 m/s, a = 2 m/s² trong 4 s. Tính d và s.
Xem đáp án và lời giải
Vật dừng tức thời tại t = 2 s rồi đổi chiều. d(4) = −4×4 + 2×16/2 = 0. Trong 2 s đầu đi 4 m; 2 s sau đi 4 m nên s = 8 m.
Sơ đồ ghi nhớ
- Chọn trục và dấu
- a không đổi
- Chọn công thức đủ dữ kiện
- Kiểm thời gian và đổi chiều
Học tiếp và luyện tập
Biên soạn: Gia Sư SV.