CĐ Dùng đồ thị giải BT vật Lý- GV Chu Thành Hưng

CHUYÊN ĐỀ : SỬ DỤNG ĐỒ THỊ TRONG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ A Lý thuyết: Trong chương trình vật lý THCS tập có sử dụng đồ thị thường rơi vào dạng tập chuyển động học tập nhiệt học - Với dạng tập chuyển động học lại chia làm hai dạng: Dạng Cho sẵn đồ thị chuyển động, nhìn vào đồ thị để trả lời câu hỏi , có yêu cầu mức độ định tính, kết tương đối Tuy nhiên nhiều có kết hợp tính tốn cụ thể để có đáp số xác Dạng Khi giải tập ta phải vẽ đồ thị chuyển động từ đồ thị ta đưa câu trả lời tính tốn kết Lưu ý : Khi vẽ đồ thị chuyển động ta vẽ hệ trục có trục nằm ngang biểu thị thời gian, trục thẳng đứng biểu thị quãng đường đường biểu diễn chuyển động vẽ nét liền, chuyển động thẳng biểu diễn đoạn thẳng (đường thẳng), chuyển động có vận tốc thay đổi biểu diễn đường gấp khúc, chuyển động thẳng có vận tốc ( thời điểm khác vị trí khác ) biểu diễn đoạn thẳng ( đường thẳng) song song - Với dạng tập nhiệt học ta thường gặp tập cho sẵn đồ thị, nhìn vào đồ thị để trả lời câu hỏi tính tốn kết Ở dạng đồ thị đường biểu diễn nhiệt độ thường vẽ hệ trục có trục thẳng đứng trục nhiệt độ, trục nằm ngang trục thời gian trục nhiệt lượng B Bài tập Phân loại theo mức độ nhận biết Các mức độ nhận biết Bài tập tương ứng Nhận biết Bài 1; 12 Thông hiểu Bài 2; 3; 4; 13 Vận dung thấp 5; 6; 7; 8; 14; Vận dụng cao 9; 10; 11; 15 I.Phần chuyển đông học Bài Các đồ thị I II bên hình vẽ biểu thị chuyển động thẳng xe máy xe đạp theo chiều Căn vào đồ thị, cho biết : s (km/h) (I) 40 a.Xe máy xe đạp có khởi hành lúc nơi hay không? 30 b.Vận tốc xe c.sau (Kể từ hai xe xuất phát) xe máy đuổi kịp xe đạp? (II) 20 10 d.Lúc gặp xe quãng đường bao nhiêu? 0,5 Giải : 1,0 1,5 t(h) 2,0 a Hai xe khởi hành lúc ( t = ) chuyển động chiều Xe đạp cách xe máy 10 km b Vận tốc xe máy : v1 = 40/2= 20 km/h Vận tốc xe đạp : v2 = (30-10)/2= 20/2 = 10 km/h c Sau 1h xe máy đuổi kịp xe đạp d Lúc gặp xe máy quãng đường 20 km, xe đạp 10 km Bài Cho đồ thị chuyển động hai xe vẽ hình a.Nêu đặc điểm chuyển động Tính thời điểm hai xe gặp nhau, lúc xe km b Khi xe I đến B, xe II cách A km ? 50 s( km) B E I II 40 30 C D 20 c.Để xe thứ II gặp xe thứ lúc 10 nghỉ xe II phải chuyển động với Giải : vận tốc bao nhiêu? A 1/2 t (h) a.Xe thứ chuyển động từ A đến B gồm giai đoạn: - Chuyển động từ A đến C với vận tốc v1 = 20/ ½= 40 km/h ( đoạn AC ) -Nghỉ chỗ thời gian 2- 1/2 =3/2 ( đoạn CD ) Chuyển động B thời gian với vận tốc v2 = 30 km/h Xe thứ hai chuyển động từ B A với vận tốc v3 = 50/4 =12,5 km/h Hai xe khởi hành lúc Gọi t thời gian từ lúc hai xe chuyển động đến gặp Khi xe quãng đường : s1 =0,5 v1 +(t-2).v2 =30t – 40 ( km ) Xe quãng đường : s2 = 12,5.t Ta có pt : 30t – 40+ 12,5.t = 50 Giải pt ta t = 2,12 h Vậy hai xe gặp sau 2,12 h kể từ lúc chuyển động Lúc xe quãng đường s1 = 30t – 40 = 23,6 km Lúc xe quãng đường s2 = 12,5.t = 26,4 km b Xe đến B sau h Như xe cách A khoảng : 50 – 12,5 = 12,5 km c để xe II gặp xe I lúc nghỉ gặp xe đoạn CD Nếu gặp C vận tốc xe II : 30/0,5 = 60 km/h Nếu gặp D vận tốc xe II : 30/2 = 15 km/h Vậy vận tốc xe II phải thỏa mãn : 15 km/h ≤ v ≤ 60 km/h Bài Cho đồ thị chuyển động hai xe hình vẽ Dựa vào đồ thị s(km) 80 a.Xác định vị trí thời điểm hai xe gặp B (II) 60 b.Xác định vận tốc xe II để gặp xe I lúc bắt đầu khởi hành sau nghỉ Vận tốc xe II để gặp xe I hai lần C 40 (I) E (I) c.Tính vận tốc trung bình xe I quãng đường 20 D (I) (II) F A t(h) Giải : a.Hai xe gặp vị trí cách A 40 km Thời điểm hai xe gặp : sau 2h kể từ chúng bắt đầu chuyển động b Để xe II gặp xe I lúc xe I bắt đầu khởi hành sau nghỉ ( Nghĩa gặp E ) vận tốc xe II phải : v2’ = 40/4 10 km/h Để xe II gặp xe I hai lần xe II phải đến A sau h chuyển động đến C trước xe I khởi hành sau nghỉ : 40/4 km/h< v AB = OC hay t/2 =1/4h A => t = 1/2 h B => v = s/t = 12 km/h b Gọi vận tốc em hs ( quay đến trường lần v’ ) theo đồ thị ta có : v’ v 1,5 v s’ = s +3 (km ) ta có pt : v v’ t/4 t/2 C t( h) t (t+1/4) 1,5+ v’ 3/4 x 1/2 = Giải pt ta v’ =20 km/h Bài Một người xe đạp ( với vận tốc km/h ) người (với vận tốc km/h) khởi hành lúc nơi chuyển động ngược chiều nhau, sau 30 phút, người xe đạp dừng lại nghỉ 30 phút quay lại đuổi theo người (với vận tốc cũ ) Hỏi kể từ lúc khởi hành, sau người xe đạp đuổi kịp người (Giải đồ thị ) Giải : s (km) Gọi t thời gian người xe đạp từ lúc quay lại đuổi kịp người C t+1 Ta có pt : v v1 v1 (t+1) = v2 t – v2 1/2 với v1 = 4; v2 = giải pt ta t = 2h Vậy kể từ lúc khởi hành, sau 2h xe máy đuổi kịp xe đạp v2 t 1/2 t (h ) v2 B A Bài Lúc 6h người xe đạp xuất phát từ A B với vận tốc v1 = 12km/h Sau 2h, người đi từ B A với vận tốc v2 = 4km/h , biết AB = 48 km (Bằng phương pháp đồ thị ) xác định : a.Hai người gặp lúc giờ? Nơi gặp cách A km? bNếu người xe đạp sau 2h ngồi nghỉ 1h tiếp hai người gặp lúc giờ? Nơi gặp cách A km? Giải : Ta vẽ độ thị biểu diễn chuyển động hình bên B 48 a Gọi t t.gian kể từ lúc người xuất phát gặp người xe đạp 36 Theo đồ thị ta có pt: v1.(2 + t) +v2 t = 48 M v2 N C v1 D hay 12.(2 + t) +4 t = 48 giải pt ta t = 1,5 h A Nơi gặp cách A Vậy hai người gặp lúc 9h30ph 12.3,5= 42 km b.Gọi t’ thời gian người xe đạp tiếp tục ( sau nghỉ) đến gặp người ta có pt: v1.(2 + t’) +v2 (1+t’) = 48 hay 12.(2 + t’) +4 (1+t’) = 48 giải pt ta t’ = 1,25 h≈1h 15ph Vậy hai người gặp lúc 10h15ph Nơi gặp cách A khoảng 12.3,25 = 39 km Bài Một người khởi hành từ trạm xe buýt A lúc, chiều vối xe, với vận tốc v1 = 5km/h v2 = 20 km/h B cách A 10 km Sau nửa đường, người dừng lại nghỉ 30 phút tiếp B với vận tốc cũ Biết chuyến xe buýt cách 30 phút vận tốc chuyến buýt nhau.(Bằng đồ thị ) xác định : a.Có xe buýt vượt qua người ? Không kể xe khởi hành lúc từ A b Để có hai xe bt vượt qua người ấy( khơng kể xe A ) người phải không nghỉ với vận tốc bao nhiêu? Giải: Ta vẽ đồ thị chuyển động hình vẽ: s( km) 10 D C 1,5 0,5 2,5 t( h ) a.Nhìn vào đồ thị ta thấy : Người gặp xe buýt vượt qua b Để gặp xe buýt ( khơng kể xe A ) người phải đên B khoảng DC hình vẽ Người đến D với vận tốc v1 = 10/1,5 = 6,67 km/h Người đến C với vận tốc v2 = 10/2 = km/h Vậy vận tốc người thỏa mãn : 5km/h < v m2 = Bài 15.Một bình cách nhiệt có chứa M=10 kg hỗn hợp nước nước đá để t0C phòng Sự thay đổi nhiệt độ hỗn hợp theo thời gian biểu diễn đồ thị hình bên Nhiệt dung riêng nước C =4200J/Kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá 3,4.105 J/Kg Hãy xác định lượng nước đá ban đầu có 10 xơ 20 2500 − 0,5.4200 ≈ 0,45Kg 880 30 40 50 60 t( ph) ( bỏ qua nhiệt lượng cung cấp cho bình, coi có hỗn hợp nước nhận nhiệt Giải : Gọi q nhiệt lượng cung cấp cho 10 kg hỗn hợp nước và nước đá ph Gọi m khối lượng nước đá có xô lúc đầu 14 ) Từ đồ thị ta thấy: Q trình làm nóng chảy nước đá 50 ph ( có nước đá nhận nhiệt ) Do ta có pt : Q1 = λ.m = q.T1 (1) Nước nóng thêm nên20 C thời gian T2 = 10 Ph ta có pt Q2 = M.c.Δt = q.T2 (2) Chia hai hai pt (1) (2) suy : m = M.c.Δt.T1/T2.λ = 1,24 kg 15 ... (Bằng phương pháp đồ thị ) Xác định thời điểm vị trí gặp Giải : Ta vẽ đồ thị chuyển động nên hình vẽ sau : s(km) 60 40 20 t(h) Trên hình vẽ, đường thẳng song song cách biểu thị chuyển động xe khách,... 12 Dùng thiết bị nung nóng làm nóng chảy đồng thời hai vật có khối lượng Đồ thị biểu diễn nóng chảy chúng biểu diễn hình vẽ 400 Dựa vào đồ thị Hãy xác định trả lời 300 a.Nhiệt dung riêng vật. .. phải khơng nghỉ với vận tốc bao nhiêu? Giải: Ta vẽ đồ thị chuyển động hình vẽ: s( km) 10 D C 1,5 0,5 2,5 t( h ) a.Nhìn vào đồ thị ta thấy : Người gặp xe bt vượt qua b Để gặp xe buýt ( không kể