Ôn tập vật lý 10 bài 12 2 ôn tập cuối chương 2

TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT ÔN TẬP CHƯƠNG II: ĐỘNG HỌC I TÓM TẮT KIẾN THỨC TRỌNG TÂM A ĐỘ DỊCH CHUYỂN - QUÃNG ĐƯỜNG ĐI ĐƯỢC Hệ quy chiếu - Dùng để xác định vị trí vật thời gian chuyển động - Hê quy chiếu gồm: + Hệ tọa độ gắn với vật mốc + Đồng hồ gốc thời gian Độ dịch chuyển quãng đường Quãng đường được(s) Độ dịch chuyển(d⃗ ) - đại lượng cho biết độ dài hướng - độ dài quỹ đạo chuyển động vật thay đổi vị trí vật - đại lượng vô hướng; không âm - đại lượng vectơ (d⃗ ) có gốc vị trí ban đầu, hướng từ vị trí đầu đến vị trí cuối, độ lớn khoảng cách vị trí đầu vị trí cuối; có giá trị đại số - phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo - phụ thuộc vào vị trí điểm đầu điểm cuối - Nếu vật chuyển động thẳng không đổi chiều - Khi vật chuyển động đường thẳng độ dịch chuyển d vật thực thời gian độ lớn độ dịch chuyển quãng đường d  x s t có giá trị đại số độ biến thiên tọa độ d d  d1 x x  x1 Độ dịch chuyển tổng hợp:    d d12  d 23 - tổng vecto độ dịch chuyển thành phần 13 B TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC Tốc độ vận tốc -Tốc độ trung bình vận tốc trung bình - Tốc độ tức thời vận tốc tức thời Tốc độ Vận tốc - Tốc độ đại lượng vô hướng; không âm; đặc - Vận tốc đại lượng vectơ; có giá trị đại số; đặc trưng cho tính nhanh chậm chuyển động trưng cho mức độ nhanh hay chậm thay đổi vị trí vật - Tốc độ trung bình vật (kí hiệu vtb) tốc độ - Vận tốc trung bình vận tốc xét khoảng xét khoảng thời gian hữu hạn Nó xác thời gian hữu hạn Nó xác định thương định thương số quãng đường vật số độ dịch chuyển vật thời gian để vật thời gian để vật quãng đường thực độ dịch chuyển   ⃗ d x s s1  s   s n v tb   v  t t1  t   t n t t - Tốc độ tức thời: Tốc độ trung bình + Xét khoảng thời gian nhỏ, vận tốc khoảng thời gian nhỏ tốc độ tức thời (kí hiệu trung bình trở thành vận tốc tức thời Độ lớn v) diễn tả nhanh, chậm chuyển động vận tốc tức thời tốc độ tức thời thời điểm Đơn vị: m/s, km/h Đơn vị: m/s, km/h * Lưu ý: Tốc độ trung bình độ lớn vận tốc trung bình vật chuyển động thẳng khơng đổi chiều Tổng hợp vận tốc    v  v12  v 23 a Công thức cộng vận tốc: 13 *Trong đó:  v12 vận tốc vật (1) so với vật (2) (Nên vẽ véc tơ đánh dấu điểm 2) v + 23 vận tốc vật (2) so với vật (3) đứng yên (Nên vẽ véc tơ đánh dấu điểm 3)  v + 13 vận tốc vật (1) so với vật (3) đứng yên (vận tốc tổng hợp) (Nên vẽ véc tơ đánh dấu +  điểm 3) * Độ lớn vận tốc tổng hợp Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT   v132  v12  v 232  2.v12 v 23 cos v12 ; v 23  v12  v 232  2.v12 v 23 cos    b Các trường hợp đặc biệt: TH1: Tổng hợp vận tốc phương; chiều: v13 v12  v 23 v  v  v 23 12 TH2: Tổng hợp vận tốc phương; ngược chiều: 13 v  v12  v 223 TH3: Tổng hợp vận tốc vng góc với nhau: 13   v1 v  v 2v1cos    2 TH4: Hai vecto có độ lớn: C ĐỒ THỊ ĐỘ DỊCH CHUYỂN THEO THỜI GIAN Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian chuyển động thẳng d(t) - Là đường thẳng với chuyển động thẳng đều; đường cong chuyển động thẳng không - Vật có đồ thị dốc vật chuyển động nhanh Hình Chuyển động Hình Chuyển động nhanh dần Cách xác định vận tốc từ đồ thị d(t) * Với chuyển động thẳng hệ số góc( độ dốc) đường đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian giá v d d  d1  t t  t trị vận tốc: * Với chuyển động thẳng khơng thì: - Vận tốc tức thời vật thời điểm xác định độ dốc tiếp tuyến với đồ thị thời điểm xét - Tốc độ tức thời thời điểm độ lớn độ dốc tiếp tuyến đồ thị  d  t d điểm 3.Phương trình chuyển động ( phương trình tọa độ) chuyển động thẳng O M x – t N x s a Phương trình tọa độ: x=x +v ( t−t ) Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT Trong đó: * x0 tọa độ vật ứng với thời điểm ban đầu t0 * x tọa độ vật tới thời điểm t * Nếu chọn điều kiện ban đầu cho x  t  phương trình là: x  vt * v  vật chuyển động chiều dương * v  vật chuyển động ngược chiều dương v  t b Đồ thị vận tốc - thời gian  chuyển động thẳng - Đồ thị vận tốc - thời gian chuyển động thẳng đường thẳng song song với trục Ot t Diện tích s biểu thị độ dịch chuyển d (đồng thời quãng đường được) từ thời điểm đến c Đồ thị tọa độ theo thời gian x(t) chuyển động thẳng - Là đường thẳng qua khơng qua gốc tọa độ - Đồ thị dốc lên v  hay vật chuyển động chiều dương trục tọa độ - Đồ thị dốc xuống v  hay vật chuyển động theo chiều âm trục tọa độ - Vận tốc chuyển động thẳng hệ số góc đồ thị tọa độ thời gian D GIA TỐC – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI Chuyển động biến đổi: chuyển động có vận tốc thay đổi Định nghĩa gia tốc: Gia tốc đại lượng vật lý đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm vận tốc a Gia tốc trung bình: ⃗  ⃗ ⃗ v v  v1 a TB   t t  t1 + Xét chất điểm chuyển động đường thẳng, vectơ gia tốc trung bình là: t v  v v ⃗ a TB   a t  t1 t + Vectơ TB có phương trùng quỹ đạo nên có giá trị đại số: a + Đơn vị TB m / s b Gia tốc tức thời: ⃗  ⃗ ⃗ v v  v1 a  t t  t1 (với t nhỏ) - Là gia tốc trung bình xét khoảng thời gian nhỏ: a v t m/s  + Giá trị đại số vectơ gia tốc tức thời gọi tắt gia tốc tức thời bằng: E CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU Chuyển động thẳng biến đổi đều: chuyển động có quỹ đạo đường thẳng có vận tốc tức thời tăng giảm theo thời gian - Trong chuyển động thẳng biến đổi gia tốc tức thời gia tốc trung bình khơng đổi theo thời a v  t số gian: Chuyển động thẳng nhanh dần đều: chuyển động có quỹ đạo đường thẳng có vận tốc tức thời tăng theo thời gian + a.v  : chuyển động nhanh dần (a⃗ ; ⃗v chiều) Chuyển động thẳng chậm dần đều: chuyển động có quỹ đạo đường thẳng có vận tốc tức thời giảm theo thời gian + a.v  : chuyển động chậm dần (a⃗ ; ⃗v ngược chiều) Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT Đồ thị gia tốc theo thời gian: đường thẳng song song với trục Ot a v  t số Sự biến đổi vận tốc: a Công thức vận tốc: v=v + at b Đồ thị vận tốc theo thời gian: + Đồ thị vận tốc v=v + at có đường biểu diễn đường thẳng xiên góc, cắt trục tung điểm v  v0 + Đồ thị hướng lên: a  + Đồ thị hướng xuống: + Đồ thị nằm ngang: a  a  + Hai đồ thị song song: Hai chuyển động có gia tốc ; + Hai đồ thị cắt nhau: thời điểm hai vật chuyển động có vận tốc (có thể chiều hay khác chiều chuyển động); Phương trình chuyển động thẳng biến đối t  có toạ độ x vận tốc + Tại 0 + Tại thời điểm t có toạ độ x v0 → Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều: x x  v t  at 2 t  0; x  thì: d x v o t  at + Khi chọn hệ quy chiếu gốc thời gian cho + Đồ thị tọa độ theo thời gian có dạng parabol Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT v  v 2ad Liên hệ độ dịch chuyển, vận tốc gia tốc: * Lưu ý: + Khi chất điểm chuyển động theo chiều chọn chiều chuyển động chiều (+) quãng đường S chất điểm trùng với độ lớn độ dịch chuyển + Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian có dạng parabol + Độ dịch chuyển vật khoảng thời gian từ v  t  , v  0, t  t , t  t t1 đến t xác định phần diện tích giới v  t hạn đường đồ thị F SỰ RƠI TỰ DO: a Sự rơi khơng khí: - Sự rơi vật chuyển động không vận tốc đầu; theo phương thẳng đứng; từ xuống - Nguyên nhân vật rơi nhanh chậm khác khơng khí là: lực cản khơng khí Lực cản nhỏ so với trọng lực tác dụng lên vật vật rơi nhanh ngược lại b Sự rơi tự - Sự rơi tự rơi tác dụng trọng lực - Nếu vật rơi khơng khí mà độ lớn lực cản khơng khí khơng đáng kể so với trọng lượng vật coi rơi tự * Đặc điểm chuyển động rơi tự + Không vận tốc đầu + Phương thẳng đứng, chiều từ xuống + Là chuyển động thẳng nhanh dần + Gia tốc rơi tự  Ở nơi Trái Đất, vật rơi tự với gia tốc g  m / s2   Kí hiệu:  g phụ thuộc vào vĩ độ địa lí độ cao  Ở gần bề mặt Trái Đất, * Công thức rơi tự Chọn thời điểm ban đầu g  9,8 m / s t  d s  g.t 2  Độ dịch chuyển, quãng đường thời điểm t: - Vận tốc tức thời thời điểm t: v  g.t - Mối liên hệ vận tốc, gia tốc quãng đường được: G CHUYỂN ĐỘNG NÉM Chuyển động ném ngang a Khái niệm: - Là chuyển động có vận tốc ban đầu theo phương nằm ngang từ độ cao h chuyển động tác dụng trọng lực b Khảo sát chuyển động ném ngang * Chọn hệ quy chiếu: v  2.g.s Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT + Gốc tọa độ vị trí ném + Gốc thời gian lúc ném + Hệ tọa độ Oxy có: Ox nằm ngang; Oy vng góc Ox hình vẽ - Theo phương nằm ngang (Ox): a x 0  v x v  1  x v0 t  -Chuyển động theo phương Ox chuyển động thẳng -Theo phương thẳng đứng (Oy): a y g  v y g.t   2  y  gt  -Chuyển động theo phương Oy chuyển động rơi tự   1  - Từ t x v0 Thay vào (2) ta được: x2 y  g Gọi phương trình quỹ đạo chuyển động ném ngang v0 -Nhận xét: Quỹ đạo vật ném ngang có dạng phần đường parabol 2h t g -Thời gian chuyển động ném ngang (bằng thời gian rơi tự từ độ cao h): -Nhận xét: Thời gian rơi vật ném ngang phụ thuộc độ cao h vật bị ném, không phụ thuộc vận tốc ném 2h L d x max v0 t v0 g -Tầm xa (L) khoảng cách xa (theo phương ngang) so với vị trí ném -Nhận xét + Tầm xa vật bị ném ngang phụ thuộc vào độ cao h vật bị ném vận tốc ném + Nếu từ độ cao đồng thời ném vật khác với vận tốc khác vật có vận tốc ném lớn có tầm xa lớn + Nếu từ độ cao khác ném ngang vật với vận tốc vật ném độ cao lớn có tầm xa lớn -Vecto vận tốc ⃗ ⃗ ⃗ v v x  v y - Tại thời điểm t: mà v  v  2gh - Khi chạm đất cd ⃗ ⃗ vx  vy  v  v x  v y  v0  (g.t) v tan   y ⃗ vx  v - hợp với phương ngang góc Chuyển động ném xiên: a Khái niệm: - Là chuyển động với vận tốc ban đầu theo phương xiên góc với phương nằm ngang chuyển động tác dụng trọng lực b Khảo sát chuyển động ném xiên: * Chọn hệ quy chiếu: + Gốc tọa độ vị trí ném + Gốc thời gian lúc ném + Hệ tọa độ Oxy có: Ox nằm ngang; Oy vng góc Ox hình vẽ * Các cơng thức: Theo phương nằm ngang  Ox  : Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT - Chuyển động theo phương Ox chuyển động thẳng đều: v x v0x v0 cos d x v0x t  Oy  : - Theo phương thẳng đứng - Chuyển động theo phương Oy chuyển động mà nửa đầu chậm dần đều, nửa sau nhanh dần a y  g v0y v0 sin  - Khi lên đến độ cao cực đại H: v y 0 v sin  H H: gọi tầm cao 2.g - Thời gian từ lúc bắt đầu ném đến đạt tầm cao v y v0y  g.t v0y v0 sin  g g - Thời gian từ lúc bắt đầu ném đến chạm đất  t  t ' 2.t  (v y 0) 2.v0 sin  g - Tầm xa L L d x max v 0x t '  L  v02 sin 2 g II BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Xét quãng đường AB dài 2km với A vị trí nhà em B vị trí trường học Hiệu sách nằm vị trí C trung điểm AB Nếu chọn nhà em làm gốc tọa độ chiều dương hướng từ nhà em đến trường học Hãy xác định quãng đường độ dịch chuyển em trường hợp: a.Đi từ nhà đến trường b.Đi từ nhà đến trường quay hiệu sách c.Đi từ nhà đến hiệu sách quay Hướng dẫn giải Chọn gốc tọa độ A; trục tọa độ Ox có chiều dương từ A đến B x  0; Vị trí cuối: trường học, x  AB a Vị trí đầu: nhà, d  x – x1  AB  2km + Độ dịch chuyển: + Quãng đường: s  AB 2km b Vị trí đầu: nhà, x1  0; Vị trí cuối: hiệu sách, x  AC d  x – x  AC 1km + Độ dịch chuyển: +Quãng đường: s  AB  BC 3km c Vị trí đầu: nhà, x1  0; Vị trí cuối: nhà, x  d  x – x1  + Độ dịch chuyển: + Quãng đường: s  AC  CA 2km Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT Bài 2: Coi chuyển động bạn A chuyển động biết 100 m bạn A hết 20 s Hãy tính quãng đường được, độ dịch chuyển, tốc độ trung bình, vận tốc trung bình bạn A : a.Khi từ nhà đến trường? b.Khi từ trường siêu thị? c.Khi từ nhà đến trường siêu thị? Hướng dẫn giải a Đi từ nhà đến trường: - Quãng đường bạn A là: s  1000m - Độ dịch chuyển: Do chuyển động bạn A từ nhà đến trường chuyển động thẳng, không đổi chiều nên độ dịch chuyển quãng đường được: s  d  1000m 1000 t 20 200  s  100 - Thời gian bạn A từ nhà đến trường là: - Tốc độ: v  s / t  1000 / 200   m / s  v  d / t  1000 / 200   m / s  - Vận tốc: b Đi từ trường đến siêu thị: - Quãng đường bạn A là: s  1000 – 800  200 m - Độ dịch chuyển: dịch chuyển ngược chiều dương nên d   200m - Thời gian bạn A từ trường đến siêu thị là: - Tốc độ: t 200 20 40  s  100 v  s / t  200 / 40   m / s  v  d / t   200 / 40    m / s  - Vận tốc: c Đi từ nhà đến trường siêu thị Quãng đường bạn A là: s  1000  200  1200m - Độ dịch chuyển: d  800 m ( chuyển động có đổi chiều) 1200 t 20 240  s  100 - Thời gian bạn A từ nhà đến trường là: s 1200 v  5m / s t 240 - Tốc độ trung bình: d 800 10 v   m/s t 240 - Vận tốc trung bình: Bài 3: Một ô tô chuyển động thẳng với tốc độ 40km / h theo hướng từ Bắc đến Nam phút đột ngột rẽ sang hướng từ Đơng Tây phút dừng lại Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT a.Tính quãng đường ô tô dừng lại? b.Xác định độ lớn; phương chiều độ dịch chuyển tổng hợp tơ? c.Tính độ lớn vận tốc trung bình xe q trình? Hướng dẫn giải a Qng đường tơ đi: 1 14 s  AB  BC  v.t  v.t  40.(  )  km 15 20 b Độ dịch chuyển ô tô là: - Độ lớn là: 1 10   km 15 20  o - Hướng từ A đến C: hướng Tây – Nam ; ( AC ) hợp với hướng Tây góc 37 d AC  AB2  BC 40 d 10 / 200 v tb    km / h t / 60 c Bài 4: Ba ô tô chuyển động quỹ đạo thẳng sau: Ơ tơ 1: h đầu với vận tốc khơng đổi có độ lớn 40km / h; 2h với vận tốc không đổi có độ lớn 60km / h; 1h cuối với vận tốc khơng đổi có độ lớn 30km / h Ơ tơ 2: Trên nửa đoạn đường đầu với vận tốc khơng đổi có độ lớn 40 km / h; nửa đoạn đường sau với vận tốc khơng đổi có độ lớn 60km / h Ơ tơ 3: 2/3 thời gian đầu với tốc độ 40km / h; thời gian lại với tốc độ 60km / h a.Tính tốc độ trung bình xe? b.So sánh chuyển động nhanh chậm xe với nhau? Hướng dẫn giải a Tốc độ trung bình xe : v1.t1  v t  v3 t 40.1  60.2  30.1  47,5 km / h t1  t  t s s    48 km / h s s 1 t1  t   2v1 2v 2.40 2.60 v tb1  v tb2 s s v tb3   t b So sánh: v v1 2t t  v2 40  60 140 3 3  46, 67 km / h t v v tb1 tb3 Vì tb2 nên tơ chuyển động nhanh nhất; sau đến tơ 1; cuối tô chuyển động chậm Bài 5: Một ô tơ chuyển động đoạn đường thẳng có vận tốc luôn 80 km / h Bến xe nằm đầu đoạn thẳng xe ô tô xuất phát từ điểm cách bến xe km lúc 7h Chọn bến xe làm vật mốc, chọn thời điểm ô tô xuất phát làm mốc thời gian chọn chiều chuyển động ô tô làm chiều dương a.Lập phương trình chuyển động xe? b.Tìm tọa độ xe lúc 9h ? c.Tính độ dịch chuyển xe sau 1h chuyển động? Trang TRƯỜNG THPT VẬT LÝ 10 - KNTT Hướng dẫn giải a Ta có phương trình chuyển động vật: x=x +vt v  80km / h; x  3km Với phương trình chuyển động là: x   80.t   80.(9  7)  190km b x   80t  km; h  d x x  x 80.t 80.1 80km o c Bài 6: Cho hai ôtô lúc khởi hành ngược chiều từ điểm A, B cách 120km Xe chạy từ A với v  60km / h, xe chạy từ B với v  40km / h a.Lập phương trình chuyển động xe? b.Xác định thời điểm vị trí xe gặp nhau? c.Tính độ dịch chuyển xe chúng gặp d.Tìm khoảng cách xe sau khởi hành quãng đường xe thời gian đó? e.Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian hai ô tô hệ trục tọa độ? f.Nếu xe từ A khởi hành trễ xe từ B nửa giờ, sau chúng gặp nhau? Hướng dẫn giải A; a Chọn gốc tọa độ chiều dương từ A đến B; gốc thời gian lúc hai xe khởi hành + Phương trình chuyển động có dạng x=x +vt + Với xe : x 01=0 ; v 1=60 km/ h⇒ x 1=60 t + Với xe hai : x 02=120 km; v 2=−40 km/h ⇒ x 2=120−40 t b Vì hai xe gặp nhau: x1  x ⇒ 60 t=120−40 t ⇒ t=1,2 h Toạ độ hai xe gặp nhau: c x1  60 1,  72km cách B 48km + Độ dịch chuyển xe đến xe gặp : d1 x1  x 01 72km d x  x 02 72  120  48km + Độ dịch chuyển xe đến xe gặp : d.+ Sau hai xe khởi hành t  1h ta có : + Đối với xe môt : x 1=60.1=60 km + Đối với xe hai : x 2=120−40.1=80 km ⇒ Δxx=|x 1−x 2|=20 km  Sau 1h khoảng cách hai xe 20km f Nếu xe A xuất phát trễ nửa giờ: x 1=60 ¿ x  x ⇒ 60 (t−0,5)=120−40 t ⇒t =1,5 h Khi hai xe gặp nhau: Bài 7: Đồ thị chuyển động người xe máy người xe tơ biểu diễn hình bên a.Nêu tính chất chuyển động người? Lập phương trình chuyển động người? b.Dựa vào đồ thị, xác định vị trí thời điểm người gặp nhau? c.Từ phương trình chuyển động, tìm lại vị trí thời điểm người gặp nhau? d.Tính độ dịch chuyển người gặp nhau? Trang