Chương 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM TÓM TẮT GIÁO KHOA I Chuyển động cơ 1. Định nghĩa - Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian - Chất điểm là một vật có kích thước rất nhỏ so với độ dài đường đi hoặc so với những khoảng cách mà ta đề cập đến - Quỹ đạo là đường trong không gian mà khi chuyển động chất điểm tạo nên 2. Cách xác định vị trí và thời gian - Để xác định vị trí của một vật ta cần chọn một vật làm mốc, một hệ trục tọa độ gắn với vật làm mốc đó để xác định các tọa độ của vật. Trong trường hợp đã biết rõ quỹ đạo thì chỉ cần chọn một vật làm mốc và một chiều dương trên quỹ đạo đó. - Để xác định thời gian trong chuyển động ta cần chọn một mốc thời gian hay gốc thời gian và dùng một đồng hồ để đo thời gian 3. Hệ quy chiếu Để khảo sát chuyển động của một chất điểm, ta phải chọn hệ quy chiếu. Hệ quy chiếu gồm - Hệ tọa độ gắn vào vật mốc - Đồng hồ và gốc thời gian II Chuyển động thẳng đều 1. Định nghĩa - Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường. - Tốc độ trung bình (vận tốc trung bình) cho biết mức độ nhanh, chậm của chuyển động t s v tb = => s = v tb .t = v.t - Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được tỷ lệ thuận với thời gian chuyển động. 2. Phương trình chuyển động và đồ thị tọa độ - thời gian Lấy mốc thời gian là lúc chất điểm bắt đầu chuyển động, phương trình chuyển động thẳng đều là: x = x 0 + vt Để vẽ đồ thị tọa độ - thời gian, trước hết ta phải lập bảng giá trị tương ứng giữa x và t. Sau đó vẽ hai trục vuông góc: trục hoành là trục thời gian; trục tung là trục tọa độ; gọi là hệ trục (x,t) Đồ thị tọa độ - thời gian biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ của vật chuyển động vào thời gian III Chuyển động thẳng biến đổi đều 1. Định nghĩa - Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian + độ lớn vận tốc tức thời tăng đều => chuyển động thẳng nhanh dần đều + độ lớn vận tốc tức thời giảm đều => chuyển động thẳng chậm dần đều - Công thức tính vận tốc: v = v 0 + at => t vv a 0 − = + chuyển động thẳng nhanh dần đều: a cùng dấu với v 0 + chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với v 0 - Vận tốc tức thời và gia tốc là các đại lượng vectơ - Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều là đại lượng không đổi 2. Các công thức khác - Quãng đường: s = v 0 .t + 2 1 a.t 2 - Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường: savv 2 2 0 2 =− - Phương trình chuyển động: x = x 0 + v 0 .t + 2 1 a.t 2 IV Sự rơi tự do 1. Định nghĩa - Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực - Đặc điểm: + phương: thẳng đứng + chiều: hướng xuống + vận tốc đầu bằng không + chuyển động nhanh dần đều với gia tốc g 2. Công thức trong rơi tự do - Quãng đường: s = 2 1 g.t 2 - Vận tốc: v = g.t * Gia tốc rơi tự do ở các nơi khác nhau trên Trái Đất thì khác nhau. Người ta thường lấy g ≈ 9,8 m/s 2 hoặc g ≈ 10 m/s 2 V Chuyển động tròn đều - Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau - Tốc độ góc: t ∆ ∆ = α ω ∆α là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian ∆t. Đơn vị là rad/s - Tốc độ dài: t s v ∆ ∆ = phương của tốc độ dài tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo - Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = ω.r - Chu kỳ là thời gian để vật đi được một vòng: ω π 2 = T - Tần số là số vòng mà vật đi được trong 1 giây: T f 1 = - Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm quỹ đạo và có độ lớn là r r v a ht 2 2 ω == VI Tính tương đối của chuyển động - Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau - Công thức cộng vận tốc: 231213 vvv += + vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên + vận tốc tương đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động + vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên I Trắc nghiệm Câu 1: Trong các trường hợp sau đây, trường hợp nào có thể xem vật như là một chất điểm A. Tàu hỏa đứng trong sân ga B. Viên đạn đang chuyển động trong nòng súng C. Trái đất đang chuyển động tự quay quanh nó D. Trái đất chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt trời Câu 2: Chuyển động của vật nào dưới đây có thể là chuyển động thẳng đều A. Một hòn bi lăn trên một máng nghiêng B. Một hòn đá được ném thẳng đứng lên cao C. Một xe đạp đang đi trên một đoàn đường thẳng nằm ngang D. Một cái pittông chạy đi, chạy lại trong một xilanh Câu 3: Chọn câu sai. Chuyển động thẳng đều có những đặc điểm sau A. quỹ đạo là một đường thẳng B. vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau C. tốc độ không đổi từ lúc xuất phát đến lúc dừng lại D. tốc độ trung bình trên mọi quãng đường là như nhau Câu 4: Phương trình chuyển động thẳng đều dọc theo Ox, trong trường hợp vật không xuất phát từ điểm O là A. x = v.t B. s = x + v.t C. s = v.t D. x = x 0 + v.t Câu 5: Một vật chuyển động thẳng chậm dần đều theo chiều ngược chiều dương của trục Ox. Gia tốc và vận tốc có giá trị A. v > 0; a < 0 B. v < 0; a < 0 C. v < 0; a > 0 D. v > 0; a > 0 Câu 6: Chọn câu đúng A. Độ lớn của gia tốc càng nhỏ thì vận tốc của vật biến thiên càng chậm B. Độ lớn của gia tốc càng nhỏ thì vận tốc của vật biến thiên càng nhanh C. Vật chuyển động càng nhanh thì gia tốc của vật càng lớn D. Vật chuyển động càng chậm thì gia tốc của vật càng nhỏ Câu 7: Một ôtô đang chuyển động đều với vận tốc 36 km/h thì tăng tốc chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a = 0,5 m/s 2 . Vận tốc của xe sau 10 giây kể từ khi tăng tốc là A. v = 20 m/s B. v = 10 m/s C. v = 15 m/s D. v = 25 m/s Câu 8: Một ôtô chuyển động với vận tốc 54 km/h thì người lái xe hãm phanh. Ôtô chuyển động chậm dần đều và sau 6 giây thì dừng lại. Quãng đường mà ôtô đã chạy thêm được kể từ lúc hãm phanh là A. s = 45 m B. s = 82,6 m C. s = 252 m D. s = 135 m Câu 9: Chuyển động nào sau đây được xem là chuyển động rơi tự do A. chuyển động của lá cây rụng B. chuyển động của viên gạch được ném lên cao C. chuyển động của viên gạch được thả rơi D. chuyển động của hòn đá được ném theo phương ngang Câu 10: Khi độ cao tăng lên 2 lần thì thời gian rơi sẽ A. tăng 2 lần B. giảm 2 lần C. tăng 2 lần D. giảm 2 lần Câu 11: Một giọt nước rơi tư do từ độ cao 45 m xuống. Cho g = 10 m/s 2 . Vận tốc của vật khi chạm đất là A. v = 30 m/s B. v = 20 m/s C. v = 90 m/s D. v = 45 m/s Câu 12: Cho g = 10 m/s 2 .Quãng đường vật rơi tự do trong giây thứ 6 là A. s = 180 m B. s = 55 m C. s = 125 m D. s = 15 m Câu 13: Chuyển động rơi tự do không có tính chất nào sau đây A. Quãng đường vật đi được là hàm số bậc hai theo thời gian B. Vận tốc của vật tăng đều theo thời gian C. Càng tới gần mặt đất vật rơi càng nhanh D. Gia tốc của vật tăng đều theo thời gian Câu 14: Chọn công thức sai liên hệ vận tốc với các đại lượng khác A. ω = T π 2 B. ω = 2πf C. ω = R v D. ω = R a ht Câu 15: Trong chuyển động tròn đều, gia tốc hướng tâm đặc trưng cho A. sự biến thiên về hướng của vectơ vận tốc B. mức tăng hay giảm của tốc độ góc C. sự nhanh hay chậm của chuyển động D. mức tăng hay giảm của tốc độ dài Câu 16: Một chiếc xe đạp đang chạy với vận tốc 54 km/h trên một vòng đua có bán kính 50 m. Gia tốc hướng tâm của xe là A. 58,32 m/s 2 B. 750 m/s 2 C. 0,3 m/s 2 D. 4,5 m/s 2 Câu 17: Trong chuyển động tròn đều có cùng bán kính, A. chuyển động nào có chu kỳ nhỏ hơn thì có tốc độ dài lớn hơn B. chuyển động nào có chy kỳ nhỏ hơn thì có tốc độ góc nhỏ hơn C. chuyển động nào có tần số lớn hơn thì có chu kỳ lớn hơn D. chuyển động nào có tần số nhỏ hơn thì có tốc độ góc lớn hơn Câu 18: Tại sao nói vận tốc có tính tương đối A. vì với mỗi người quan sát, khái niệm thời gian là khác nhau B. vì các cách đo khác nhau cho kết quả khác nhau C. vì vật chuyển động lúc nhanh lúc chậm khác nhau D. vì được quan sát trong các hệ quy chiếu khác nhau Câu 19: Công thức cộng vận tốc là A. 322113 vvv += B. 232113 vvv += C. 321213 vvv += D. 231213 vvv += Câu 20: Chọn câu sai A. Vận tốc của vật khác nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau B. Quỹ đạo của vật luôn giống nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau C. Quỹ đạo của vật khác nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau D. Tọa độ của chất điểm trong hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau II Tự luận Bài 1: Một ôtô và một xe máy xuất phát cùng một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau 20 km và chuyển động thẳng đều theo chiều từ A đến B. Ôtô đi từ A có vận tốc là 80 km/h và xe máy đi từ B có vận tốc là 40 km/h. Chọn A làm gốc tọa độ, chiều từ A đến B là chiều dương và chọn thời điểm xuất phát của hai xe làm mốc thời gian a) viết phương trình chuyển động của mỗi xe b) tính thời điểm và vị trí hai xe đuổi kịp nhau c) vẽ đồ thị - thời gian của hai xe trên cùng hệ trục tọa độ Bài 2: Một xe máy xuất phát từ A với vận tốc 30 km/h để chạy đến B. Quãng đường AB dài 90 km. Sau 1 giờ, một xe đạp xuất phát từ B, chạy về A với vận tốc 15 km/h. Các xe coi như chuyển động đều. Lấy gốc tọa độ ở A và mốc thời gian là lúc xe máy xuất phát. a) Viết phương trình chuyển động của hai xe b) Xác định thời gian và địa điểm hai xe gặp nhau c) Vẽ đồ thị tọa độ - thời gian của hai xe trên cùng một hệ trục Bài 3: Một xe ôtô đang chạy với vận tốc 36 km/h bỗng tăng tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau 5 giây thì đạt đến vận tốc 45 km/h. Tính: a) gia tốc của xe ? b) quãng đường xe chạy trong thời gian tăng tốc ? Bài 4: Một vật đang chuyển động thẳng đều với vận tốc v 0 thì giảm tốc với gia tốc 1,5 m/s 2 . Sau 10 giây kể từ lúc giảm tốc, vận tốc lúc đó là 36 km/h. a) Tìm vận tốc ban đầu ? b) Quãng đường vật đi được sau 10 giây kể từ lúc giảm tốc ? Bài 5: Một đoàn tàu đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì bắt đầu giảm tốc để đi vào ga. Tàu chuyển động thẳng chậm dần đều được 500 m thì dừng tại sân ga. Tính: a) gia tốc của đoàn tàu ? b) thời gian giảm tốc ? Bài 6: Khi đang chạy với vận tốc 36 km/h thì ôtô bắt đầu xuống dốc. Nhưng do bị mất thắng nên ôtô chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc 0,2 m/s 2 xuống hết đoạn dốc có độ dài 960 m. Tính: a) khoảng thời gian ôtô chạy xuống hết dốc ? b) vận tốc ôtô ở cuối đoạn dốc ? Bài 7: Đi tới điểm A thì ôtô tắt máy. Hai giây đầu tiên sau khi qua A nó đi được quãng đường dài hơn quãng đường đi được trong 2 giây tiếp theo là 4 m. Qua A được 10 giây thì ôtô mới dừng hẳn. Tìm quãng đường ôtô còn đi được sau khi tắt máy ? Bài 8: Cho phương trình đường đi của chất điểm s = 16t – 0,5t 2 a) Xác định v 0 , a và cho biết tính chất của chuyển động ? b) Tính thời gian mà vật đi được hết quãng đường 96 m kể từ lúc khởi hành ? Bài 9: Hai người đi xe đạp khởi hành cùng 1 lúc và đi ngược chiều nhau. Người thứ 1 có vận tốc ban đầu là 18 km/h và lên dốc chậm dần đều với gia tốc 0,2 m/s 2 . Người thứ 2 có vận tốc ban đầu là 54 km/h và xuống dốc nhanh dần đều với gia tốc 0,2 m/s 2 . Ban đầu khoảng cách giữa 2 người là 130 m. a) Viết phương trình chuyển động của 2 người ? b) Tìm vị trí và thời điểm gặp nhau ? c) Khoảng cách giữa 2 người sau 8 giây ? d) Quãng đường mỗi người đi được sau 5 giây ? Bài 10: Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 20 m. Lấy g = 10 m/s 2 . a) Thời gian để vật rơi đến đất ? b) Tìm vận tốc lúc chạm đất ? c) Vận tốc của vật sau khi rơi được 1 giây. Lúc đó vật còn cách đất bao xa ? Bài 11: Lấy g = 10 m/s 2 . Tính: a) vận tốc của vật khi rơi được 3 giây ? b) quãng đường mà vật rơi tự do đi được trong giây thứ 4 kể từ lúc thả vật ? Bài 12: Một vật rơi tự do tại nơi có g = 9,8 m/s 2 . Trong 2 giây cuối cùng vật rơi được 180 m. Tính: a) thời gian rơi ? b) độ cao mà từ đó vật rơi xuống ? Bài 13: Một bánh xe với bán kính 60 cm, quay đều 100 vòng hết 2 s. Tính: a) chu kỳ, tần số, tốc độ góc ? b) tốc độ dài của 1 điểm trên vành bánh xe ? c) gia tốc hướng tâm của bánh xe ? Bài 14: Khoảng cách từ trục quay đến đầu 1 cánh quạt máy là 0,8 m. Quạt quay với tần số 300 vòng/phút. Tính: a) chu kỳ, tốc độ góc và tốc độ dài của 1 điểm ở đầu cánh quạt ? b) gia tốc hướng tâm của điểm nói trên ? Bài 15: Một canô trong nước yên lặng chạy với vận tốc 30 km/h. Canô chạy xuôi dòng từ A đến B mất 2 giờ và ngược dòng từ B đến A mất 3 giờ. Tìm a) khoảng cách AB b) vận tốc của nước so với bờ . được quan sát trong các hệ quy chiếu khác nhau Câu 19 : Công thức cộng vận tốc là A. 32 211 3 vvv += B. 23 211 3 vvv += C. 3 212 13 vvv += D. 2 312 13 vvv += Câu 20: Chọn câu sai A. Vận tốc của vật. m/s C. v = 90 m/s D. v = 45 m/s Câu 12 : Cho g = 10 m/s 2 .Quãng đường vật rơi tự do trong giây thứ 6 là A. s = 18 0 m B. s = 55 m C. s = 12 5 m D. s = 15 m Câu 13 : Chuyển động rơi tự do không có. m. Lấy g = 10 m/s 2 . a) Thời gian để vật rơi đến đất ? b) Tìm vận tốc lúc chạm đất ? c) Vận tốc của vật sau khi rơi được 1 giây. Lúc đó vật còn cách đất bao xa ? Bài 11 : Lấy g = 10 m/s 2 . Tính: