Giải bài tập 7 Gia tốc - chuyển động thẳng biến đổi đều
Giải bài tập 7 Gia tốc - chuyển động thẳng biến đổi đều
Sách "Giải bài tập 7 Gia tốc - chuyển động thẳng biến đổi đều" là một sách chân trời sáng tạo về vật lí dành cho học sinh lớp 10. Trong sách này, có hướng dẫn chi tiết về cách giải bài tập và trả lời các câu hỏi liên quan đến chuyển động thẳng với gia tốc đều. Với cách trình bày dễ hiểu, hy vọng các em học sinh sẽ nắm vững kiến thức bài học.
Mở đầu: Trong giải đua F1, tay đua phải hoàn thành một chặng đua dài 300km trong thời gian ngắn nhất. Trong quá trình đua, họ phải vào trạm dừng thay lốp và nạp nhiên liệu. Trong khoảng thời gian từ khi vào trạm đến khi tăng tốc trở lại, vận tốc của xe thay đổi rõ rệt. Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi vận tốc của xe trong chuyển động thẳng.
1. Đồ thị vận tốc - thời gian trong chuyển động thẳng và khái niệm gia tốc:
- Để xác định vận tốc tức thời, người ta cần đo độ dịch chuyển trong những khoảng thời gian ngắn bằng nhau.
- Để việc xác định độ dịch chuyển và thời điểm trong thí nghiệm thuận tiện, ta cần chọn gốc tọa độ và gốc thời gian tại vị trí cổng quang điện A.
Bài tập và hướng dẫn giải
Câu hỏi 3: Dựa vào bảng số liệu, hãy xác định giá trị trung bình và sai số của phép đo thời gian viên bi chuyển động từ A đến B và thời gian chắn cổng quang điện B. Từ đó xác định giá trị trung bình và sai số của vận tốc tức thời tại B ứng với từng giá trị độ dịch chuyển. Vẽ đồ thị vận tốc tức thời tại B theo thời gian chuyển động tAB vào giấy kẻ ô.
Câu hỏi 4: Nêu một số ví dụ khác về chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian.
Luyện tập 1: Một xe buýt bắt đầu rời khỏi bến, khi đang chuyển động thẳng đều thì thấy một chướng ngại vật, người lái xe hãm phanh để dừng lại. Hãy nhận xét tính chất chuyển động của xe buýt, mối liên hệ về hướng của vận tốc và gia tốc từ lúc bắt đầu chuyển động cho tới khi dừng lại.
Vận dụng 1: Trong cuộc đua xe F1, hãy giải thích tại sao ngoài tốc độ tối đa thì gia tốc của xe cũng là một yếu tố rất quan trọng quyết định kết quả cuộc đua.
Câu hỏi 5: Nhận xét về tính chất chuyển động của vật có đồ thị (v – t) được biểu diễn trong Hình 7.7
Luyện tập 2: Một người chạy xe máy theo một đường thẳng và có vận tốc theo thời gian được biểu diễn bởi đồ thị (v – t) như Hình 7.8. Xác định:
a) Gia tốc của người này tại các thời điểm 1 s, 2,5 s và 3,5 s.
b) Độ dịch chuyển của người này từ khi bắt đầu chạy đến thời điểm 4 s.
2. Các phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều
Câu hỏi 6: Rút ra phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển.
Luyện tập 3: Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 43,2 km/h thì hãm phanh, chuyển động thẳng chậm dần đều để vào ga. Sau 1 phút thì tàu dừng lại ở sân ga.
a) Tính gia tốc của tàu.
b) Tính quãng đường mà tàu đi được trong thời gian hãm phanh.
Bài tập 1: Một máy bay chở khách đạt tốc độ cất cánh là 297 km/h ở cuối đoạn đường băng sau 30 giây từ lúc bắt đầu lăn bánh. Giả sử máy bay chuyển động thẳng, hãy tính gia tốc trung bình của máy bay trong quá trình này.
Bài tập 2: Xét một vận động viên chạy xe đạp trên một đoạn đường thẳng. Vận tốc của vận động viên này tại mỗi thời điểm được ghi lại trong bảng dưới đây.
Hãy vẽ đồ thị vận tốc – thời gian và mô tả tính chất chuyển động của vận động viên này.
Bài tập 3: Một ô tô chạy với tốc độ 54 km/h trên đoạn đườn thẳng thì người lái xe hãm phanh cho ô tô chạy thẳng chậm dần đều. Sau khi chạy thêm 250 m thì tốc độ của ô tô chỉ còn 5 m/s.
a) Hãy tính gia tốc của ô tô.
b) Xác định thời gian ô tô chạy thêm được 250 m kể từ khi bắt đầu hãm phanh.
c) Xe mất thời gan bao lâu để dừng hẳn kể từ lúc hãm phanh?
Bài tập 4: Chất điểm chuyển động có đồ thị vận tốc theo thời gian như hình 7P1
a) Mô tả chuyển động của chất điểm.
b) Tính quãng đường mà chất điểm đi được từ khi bắt đầu chuyển động cho tới khi dừng lại.
Bài tập 5: Một người đứng ở sân ga nhìn thấy đoàn tùa bắt đầu chuyển động. Người này nhìn thấy toa thứ nhất chạy qua trước mắt mình trong 10 s. Hãy tính thời gian toa thứ chín chạy qua người này. Giả sử chuyển động của tàu hỏa là nhanh dần đều và xem khoảng cách giữa các toa tàu là không đáng kể.