[Sách mới] Soạn Vật lí 10 Bài 7 CTST: Gia tốc - Chuyển động thẳng biến đổi đều

Hướng dẫn Soạn Vật lí 10 Bài 7 CTST: Gia tốc - Chuyển động thẳng biến đổi đều ngắn gọn nhất bám sát nội dung SGK Vật lí 10 trang 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 bộ CTST theo chương trình sách mới.

Bài 7: Gia tốc - Chuyển động thẳng biến đổi đều - Vật Lí 10 CTST

Trả lời câu hỏi trang 40 Vật Lí 10:        

Mở đầu

Câu 1: Trong giải đua xe F1 (Hình 7.1) các tay đua phải hoàn thành một chặng đua dài khoảng 300 km trong khoảng thời gian ngắn nhất. Trong quá trình đua, các tay đua bắt buộc phải vào trạm dừng thay lốp mới và nạp thêm nhiên liệu. Trong khoảng thời gian từ khi xe vào trạm dừng đến khi xe tăng tốc trở lại đường đua, ta thấy vận tốc của xe đã có sự thay đổi rõ rệt. Đại lượng nào đặc trưng cho sự thay đổi vận tốc của xe?

Lời giải:

Đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi vận tốc của xe là gia tốc.

Câu 2: Làm thế nào ta có thể xác định được vận tốc tức thời dựa vào phương án thí nghiệm gợi ý?

Lời giải:

Để xác định được vận tốc tức thời, ta cần đo được độ dịch chuyển trong những khoảng thời gian ngắn bằng nhau

Trả lời câu hỏi trang 41 Vật Lí 10: 

Câu 1: Cần chọn gốc tọa độ, gốc thời gian như thế nào để việc xác định độ dịch chuyển và thời điểm trong thí nghiệm được thuận tiện?

Lời giải:

Trong thí nghiệm trong phần lí thuyết, để thuận tiện ta lấy gốc tọa độ tại cổng A. Gốc thời gian tại thời điểm viên bi bắt đầu đi qua cổng quang điện A.

Câu 2: 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.

Lời giải:

- Tính toán dựa trên số liệu đã cho ta có bảng sau

- Giá trị tốc độ tức thời tại B và sai số (dùng để vẽ đồ thị)

- Từ đó ta vẽ được đồ thị vận tốc tức thời tại B theo thời gian chuyển động t_AB như sau

Trả lời câu hỏi trang 42 Vật Lí 10: 

Câu 1: Nêu một số ví dụ khác về chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian.

Lời giải:

+ Một tàu hỏa bắt đầu xuất phát từ nhà gas và chuyển động nhanh dần

+ Một viên bi rơi từ trên cao xuống dưới, chuyển động nhanh dần

+ Một xe máy đang đi trên đường, gặp vật cản thì phanh gấp

Trả lời câu hỏi trang 43 Vật Lí 10: 

Câu 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.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe ta thấy trong cả quãng đường chuyển động vận tốc của vật đều hướng theo chiều dương. Tuy nhiên với gia tốc thì

- Quá trình xe rời bến: Gia tốc a₁ = (v₂−v₁) / Δt với v₂ > v₁ ⇒ a₁ > 0

- Quá trình xe chuyển động đều: Gia tốc bằng 0 do vận tốc của xe không đổi.

- Quá trình xe phanh lại: Gia tốc a₂ = (v₄−v₃) / Δt với v4>v₃⇒a₂<0

- Khi xe dừng hẳn: Gia tốc bằng 0.

Câu 2: 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.

Lời giải:

Nếu a và v cùng chiều thì xe đi nhanh hơn do xe được tác dụng thêm một lực cùng chiều với hướng chuyển động của xe và ngược lại nếu a và v ngược chiều thì xe sẽ bị một lực cản trở làm xe đi chậm hơn.

Trả lời câu hỏi trang 44 Vật Lí 10: 

Câu 1: Nhận xét về tính chất chuyển động của vật có đồ thị (v – t) được biểu diễn trong hình 7.7.

Lời giải:

Nhận xét: Đây là đồ thị vận tốc theo thời gian, độ dốc của đồ thị này chính là độ lớn của gia tốc.

Đoạn AB: Vật tăng tốc từ 40 đến 120 cm/s, gia tốc bằng a₁=(120−40) / (40−0) =2cm/s², chuyển động thẳng nhanh dần đều

Đoạn BD: Vật chuyển động thẳng đều, gia tốc bằng 0.

Đoạn DF: Vật giảm tốc từ 120 về 0 cm/s, gia tốc bằng a₂= (0−120) / (160−80)  =−1,5cm/s², chuyển động thẳng chậm dần đều.

Câu 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.

Lời giải:

a) Gia tốc của người này tại các thời điểm là:

+ t = 1s: a = (v₂−v₁) / (t₂−t₁) = 2/1 = 2(m/s₂)

+ t = 2,5s: a = (v₂−v₁) / (t₂−t₁) = 4/2,5=1,6(m/s²)

+ t = 3,5s: a = (v₂−v₁) /(t₂−t₁) =33,5 ≈ 0,86(m/s²)

b)

Độ dịch chuyển = Diện tích hình thang OGBE + Diện tích hình thang EFDB

=> Độ dịch chuyển của người này là:

d=1/2.(BG+OE).BE+1/2.(DF+BE).EF=1/2.(0,5+2,5).4+1/2.(2+4).2=12(m)

Trả lời câu hỏi trang 45 Vật Lí 10: 

Câu 1: Rút ra phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển (7.6).

Lời giải:

Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển là:

v²−v²₀=2.a.d

Trong đó:

+ v: vận tốc sau của vật (m/s)

+ v₀ : vận tốc ban đầu của vật (m/s)

+ a: gia tốc của vật (m/s²)

+ d: độ dịch chuyển (m).

Trả lời câu hỏi trang 46 Vật Lí 10: 

Câu 1: 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.

Lời giải:

Đổi 43,2 km/h = 12 m/s

a, Gia tốc của tàu:

a=Δv/Δt=(0−12)/60=−0,2m/s²

b, Quãng đường tàu đi được trong thời gian hãm phanh

d=v₀t+1/2at²=12.60+1/2(−0,2).60²=360m

Trả lời câu hỏi trang 47 Vật Lí 10: 

Câu 1: Một máy bay chở khách đạt tốc độ cất cánh là 297 km/h ở cuối 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.

Lời giải:

Đổi 297 km/h = 82,5 m/s

Gia tốc trung bình của máy bay trong quá trình bay là:

a=(v₂−v₁)/(t₂−t₁)=82,5/30=2,75(m/s²)

Câu 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.

Lời giải:

Đồ thị vận tốc – thời gian và mô tả tính chất chuyển động của vận động viên này có thể vẽ như sau:

Nhận xét về tính chất chuyển động:

Trong 5s đầu: VĐV chuyển động thẳng đều với vận tốc 5 m/s.

Từ giây thứ 5 đến giây thứ 10: VĐV chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc:

a=(8−5)/(10−5)=0,6m/s²

Từ giây thứ 10 đến giây thứ 20: VĐV chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc”

a=(10−8)/(20−10)=0,2m/s²

Từ giây thứ 20 đến giây thứ 30: VĐV chuyển động thẳng đều với vận tốc 10 m/s.

Từ giây thứ 30 đến giây thứ 45: VĐV chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc:

a=(16−10)/(45−30)=0,4m/s²

Từ giây thứ 45 đến giây thứ 50: VĐV chuyển động thẳng đều với vận tốc 16 m/s

Câu 3: Một ô tô đang chạy với tốc độ 54 km/h trên đoạn đường 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 gian bao lâu để dừng hẳn kể từ lúc hãm phanh?

Lời giải:

Ta có v₀ = 54 km/h = 15 m/s; v = 5 m/s; d = 250 m

a) Gia tốc của ô tô là:

a=(v²−v²₀)/(2.d)=(52−152)/(2.250)=−0,4(m/s²)

b) Thời gian ô tô chạy thêm được 250 m kể từ khi bắt đầu hãm phanh là:

t=(v−v₀)/a=(5−15)/−0,4=25(s)

c) Khi dừng hẳn thì v = 0 m/s

Thời gian kể từ lúc hãm phanh đến khi xe dừng hẳn là:

t=(v−v₀)/a=0−15−0,4=37,5(s)

Câu 4: Chất điểm chuyển động có đồ thị vận tốc theo thời gian như hình 7P.1.

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.

Lời giải:

a, Mô tả chuyển động

- Từ 0s đến 2s: Chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a₁=(5−0) / (2−0)=2,5m/s²

- Từ 2s đến 7s: Chuyển động thẳng đều với vận tốc 5m/s.

- Từ 7s đến 8s: Chuyển động chậm dần đều với gia tốc a₂=(0−5)/(8−7)=−5m/s²

b, Do xe chuyển động không đổi chiều nên quãng đường đi được chính là độ dịch chuyển của xe, được xác định bằng diện tích hình thang trên đồ thị.

d = s = 0,5.(5+8).5 =32,5 m.

Câu 5: Một người đứng ở sân ga nhìn thấy đoàn tàu 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.

Lời giải:

>>> Xem toàn bộ: Soạn Vật lý 10 Chân trời sáng tạo

-----------------------------

Trên đây Top lời giải đã cùng các bạn Soạn Vật lí 10 Bài 7 CTST: Gia tốc - Chuyển động thẳng biến đổi đều theo chương trình sách mới. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này. Top lời giải đã có đầy đủ các bài soạn cho các môn học trong các bộ sách mới Cánh Diều, Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức. Mời các bạn hãy click ngay vào trang chủ Top lời giải để tham khảo và chuẩn bị bài cho năm học mới nhé. Chúc các bạn học tốt!