Tính tương đối của chuyển động vật lý 10 (TN+TL)

  Vận tốc tuyệt đối: vận tốc của vật gắn với hệ quy chiếu đứng yên..  Vận tốc tương đối : vận tốc của vật gắn với hệ quy chiếu chuyển động..  Vận tốc kéo theo : vận tốc của hệ quy c

Trang 1

-CHUYÊN ĐỀ V

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

- Hệ quy chiếu đứng yên : hệ quy chiếu gắn với vật mốc đứng yên.

- Hệ quy chiếu chuyển động : hệ quy chiếu gắn với vật mốc chuyển động.



 Vận tốc tuyệt đối: vận tốc của vật gắn với hệ quy chiếu đứng yên.

 Vận tốc tương đối : vận tốc của vật gắn với hệ quy chiếu chuyển động.

 Vận tốc kéo theo : vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên.

I) BÀI TOÁN VỀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA THUYỀN ĐI TRÊN DÒNG SÔNG

 - Ghi nhớ :

- Chọn 3 đối tượng : (1): thuyền; (2): nước; (3): bờ sông

+ hoặc nếu bài toán có người đi trên thuyền thì chọn thêm đối tượng là người (bài toán có 4 đối tượng) + nếu bài toán chọn bè (thì đối tượng (2 ) chọn là bè, vì vận tốc của bè xem như vận tốc của nước)

- Các vận tốc :

* Vận tốc nước chảy : v2,3( so với bờ sông)

* Vận tốc của thuyền : v1,3 (so với bờ sông)

(đây là vận tốc thực của thuyền, nó còn cho biết hướng đi thực tế của thuyền so với người quan sát trên bờ.)

* Vận tốc của thuyền khi nước đứng yên : v1,2

(vận tốc được ghi trên tốc kế của thuyền)

* Vận tốc của thuyền khi tắt máy thả trôi sông : v2,3 (cùng vận tốc với nước)

Phát biểu : Vecto vận tốc tuyệt đối bằng tổng vecto của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo.

==> Công thức suy ra :

A) THUYỀN ĐI THEO 1 BỜ (các vận tốc cùng phương)

-Chọn chiều dương (+) là chiều chuyển động của thuyền.

* Vận tốc thực của thuyền khi đi xuôi dòng : v1,3  v1,2  v2,3

* Vận tốc thực của thuyền khi đi ngược dòng : v1,3  v1,2  v2,3

B) TTHUYỀN ĐI TỪ BỜ NÀY SANG BỜ KIA

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

v                              v

1,2

v  v 2,3

1,3

v 

1,3

v

1,2

v 

2,3

v 

( )

( )

Trang 2

-* Vận tốc của thuyền đi theo hướng vuông góc với bờ

sông :

* Vận tốc của thuyền để qua bờ kia theo phương vuông góc với bờ sông:

Trang 3

-BÀI TẬP

DẠNG 1 : CHUYỂN ĐỘNG CÙNG PHƯƠNG

Câu 1:

Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dòng sông, sau 1h đi được 10km Một khúc gỗ trôi theo dòng sông, sau 1

phút trôi được 100/3 m Vận tốc của thuyền buồm so với nước bằng bao nhiêu? Đáp số : 8 km.

Câu 2:

Một ô tô A chạy đều trên một đường thẳng với vận tốc 40km/h Một ô tô B đuổi theo ô tô A với vận tốc 60km/h

Xác định vận tốc của ô tô B đối với ô tô A và của ô tô A đối với ô tô B Đáp số : (v B,A = 20 km/h)

Câu 3:

A ngồi trên một toa tàu chuyển động với vận tốc 15km/h đang rời ga B ngồi trên một toa tàu khác chuyển động với vận tốc 10km/h đang vào ga Hai đường tàu song song với nhau Tính vận tốc của B đối với A

Đáp số :v B, A = -25 km/h

Câu 4:

Một máy bay đang bay về hướng đông với vận tốc 50m/s Đột nhiên có gió thổi cùng chiều về hướng đông với vận tốc 20m/s khiến vận tốc của máy bay bằng 70m/s Hãy xác định vận tốc tuyệt đối, tương đối, kéo theo của máy bay

Câu 5:

Một ca nô chạy xuôi dòng từ vị trí A đến vị trí B cách nhau 40km Sau đó ca nô chạy ngược trở lại A.Hãy tính: a) Vận tốc của ca nô đối với nước, biết rằng thời gian đi xuôi dòng ít hơn thời gian đi ngược dòng là 20 phút

và vận tốc của dòng nước là 3km/h

b) Thời gian chạy của ca nô Đáp số : a) 27 km/h; b) thời gian chạy xuôi dòng là 1h20 phút

Câu 6:

Một chiếc ca nô đi dọc một con sông, xuôi dòng từ A đến B mất hết 2h và đi ngược dòng mất 3h Hỏi nếu người

ta tắt máy để cho ca nô trôi theo dòng nước thì nó trôi từ A đến B hết bao nhiêu thời gian?

Câu 7:

Một hành khách ngồi trong một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 36km/h, nhìn qua cửa sổ thấy một đoàn tàu thứ hai dài 150m chạy song song ngược chiều và đi qua trước mặt mình hết 10s Tìm vận tốc của đoàn tàu thứ hai

DẠNG 2 : CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG CÙNG PHƯƠNG

Câu 1:

Một xuồng máy có thể chạy trong nước lặng với vận tốc 9,3 m/s Xuồng đó định chạy sang vị trí đối diện ở bờ bên kia Biết dòng sông chảy với vận tốc 3,75 m/s

a) Xuồng đó phải bơi theo hướng nào?

b) Vận tốc của xuồng đó đối với bờ sông bằng bao nhiêu?

Đáp số : a) Tạo với phương thẳng đứng một góc 26, 42 0 ; b) 8,51m/s

Câu 2:

Một chiếc phà chạy ngang một con sông Phà luôn hướng mũi về phương Bắc với vận tốc 2,5m/s đối với nước Dòng nước chảy về phương đông với vận tốc 3m/s Hãy xác định vận tốc của phà đối với bờ sông

Đáp số : 3,9 m/s.

Câu 3:

Trên một chiếc bè trôi trên sông với vận tốc của dòng sông là 3,6 m/s, một người đi ngang bè từ bên này sang

bên kia với vận tốc 1,2 m/s Xác định vận tốc của người so với bờ Đáp số : 3,79 m/s

Câu 4:

Một chiếc phà chạy ngang sông với vận tốc của dòng sông là 3m/s Một chiếc xuồng chạy dọc sông với vận tốc 6m/s Hỏi khi xuồng chạy ngang qua phà, đối với người đứng trên phà, chiếc xuồng có vận tốc bằng bao nhiêu và

chạy theo hướng nào? Đáp số : 6,7 m/s ; 29,5 0

Câu 5:

Một ca nô đi ngang qua sông, xuất phát từ điểm A, mũi hướng vào một điểm B trên bờ sông bên kia AB vuông góc với bờ sông Nhưng do dòng nước chảy nên sau một thời gian t =100s, ca nô đến một vị trí C ở bờ bên kia, cách

B một đoạn BC =200 m Nếu người lái giữ cho mũi ca nô luôn hướng theo phương chếch với bờ sông một góc 600

và mở máy như trước thì ca nô sẽ sang đến đúng điểm B Hãy tìm:

a) Vận tốc của dòng nước so với bờ sông

b) Vận tốc của ca nô so với dòng nước

v  v  v

1,2

v 

2,3

v 

1,3

v 

O 

1,2

v 

2,3

v 

1,3

v



O



Trang 4 -c) Chiều rộng d của dòng sông

d) Thời gian để ca nô qua sông trong trường hợp ca nô cập bến B

Đáp số : a) 2 m/s b) 4m/s c)400 m d)116 s

Câu 6:

Một người lái đò chèo đò qua một con sông dài 400m Muốn cho đò đi theo đường AB vuông góc với bờ sông, người ấy phải luôn hướng con đò theo hướng AC Đò sang sông mất thời gian là 8phút 20giây, vận tốc của dòng

nước so với bờ sông là 0,6 m/s Tìm vận tốc của con đò so với dòng nước Đáp số :1 m/s

Câu 7:

Hai ô tô qua ngã tư cùng lúc theo hai đường vuông góc với nhau với vận tốc v1 = 8m/s và v2 = 6 m/s Coi chuyển động của mỗi xe là thẳng đều

a) Xác định độ lớn của vận tốc xe 1 đối với xe 2

b) Lúc xe 2 cách ngã tư 300m thì hai xe cách nhau bao nhiêu mét? Đáp số : a) 10m/s; b) 500m.

Câu 8: Một chiễc thuyền chuyển động ngược dòng với vận tốc 14 km/h so với mặt nước Nước chảy với tốc độ 9

km/h so với bờ Hỏi vận tốc của thuyền so với bờ? Một em bé đi từ đầu thuyền đến cuối thuyền với vận tốc 6 km/h

so với thuyền Hỏi vận tốc của em bé so với bờ Đáp số : 5km/h ngược dòng; 1km/h xuôi dòng Câu 9: Một chiếc tàu chuyển động thẳng đều với vận tốc v1 = 30 km/h gặp một đoàn xà lan dài l= 250m đi ngược chiều với vận tốc v2 = 15 km/h Trên boong tàu có một người đi từ mũi đến lái với vận tốc v1 = 5 km/h Hỏi người

ấy thấy đoàn xà lan qua trước mặt mình mất bao lâu? Đáp số : 22,5 s

 TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Hai xe chạy ngược chiều với các vận tốc v v 1, 2 Vận tốc của xe 1 đối với xe 2 là :

a) v1,2  v1 v2 và hướng sang trái

b) v1,2  v1 v2 và hướng sang phải

c) v1,2  v1 v2 và hướng sang phải

d) v1,2  v1 v2 và hướng sang trái

Câu 2: Hai ô tô đi qua ngã tư với các vận tốc v 1

và v2như hình vẽ Hướng đi của vận tốc ô tô 1 đối với ô tô 2 là hình nào sau đây?

Một dòng sông rộng 200m, nước chảy với vận tốc 1m/s đối với bờ Vận động viên bơi trên sông với vận tốc 2,5 m/s đối với nước Trả lời các câu hỏi sau đây:

Câu 3: Vận tốc của người ấy đối với bờ khi xuôi dòng là?

a) 3,5 m/s b) 1,5 m/s c) 2,7 m/s d) Không có kết quả nào đúng

Câu 4: Vận tốc của người ấy đối với bờ khi bơi ngược dòng là ?

a) 3,5 m/s b) 1,5 m/s c) 2,7 m/s d) Không có kết quả nào đúng

Câu 5: Vận tốc của người ấy đối với bờ khi bơi theo phương vuông góc với bờ là:

a) 3,5 m/s b) 1,5 m/s c) 2,7 m/s d) Không có kết quả nào đúng

Câu 6: Khi bơi theo phương vuông góc với bờ, hướng của người ấy đối với bờ một góc xấp xỉ bằng?

a) 680 b) 220 c) 240 d) 660

Câu 7: Khi bơi vuông góc với bờ , điểm đến ở bờ đối diện cách điểm dự định một khoảng là :

a) 40m b) 80m c) 60m d) 100m

Câu 8: Một chiếc xà lan chạy xuôi dòng từ A đến B mất 3h A,B cách nhau 36 km Nước chảy với vận tốc 4 km/h Vận tốc tương đối của xà lan đối với nước là bằng bao nhiêu?

a) 32 km b) 16 km d) 12 km d) 8 km

BÀI TẬP LẬP PHƯƠNG TRÌNH- VẼ ĐỒ THỊ

Câu 1: Một ô tô bắt đầu khởi hành từ A chuyển động thẳng nhanh dần đều về B vơi gia tốc 0,5 m/s2 Cùng lúc đó, một xe thứ hai đi qua B cách A 125 m với vận tốc 18 km/h chuyển động thẳng nhanh dần đều về phía A với vận tốc

30 cm/s2

a) Lập phương trình chuyển động của mỗi xe chọn gốc tọa độ tại A, gốc thời gian lúc hai xe xuất phát, chiều dương từ A đến B

1

v

2

v

1

1,2

v 

1,2

v  v 1,2

1,2

v 

Trang 5 b) Lập phương trình chuyển động của mỗi xe chọn gốc tọa độ tại A, gốc thời gian lúc hai xe xuất phát, chiều dương từ B đến A

c) Lập phương trình chuyển động của mỗi xe chọn gốc tọa độ tại B, gốc thời gian lúc hai xe xuất phát, chiều dương từ A đến B

d) Lập phương trình chuyển động của mỗi xe chọn gốc tọa độ tại B, gốc thời gian lúc hai xe xuất phát, chiều dương từ B đến A

e) Vị trí hai xe gặp nhau và vận tốc của mỗi xe lúc đó

f) Quãng đường mà mỗi xe đi được kể từ lúc ô tô khởi hành từ A

g) Khoảng cách giữa hai xe sau 0,5h

h)Vẽ đồ thị vận tốc của hai xe từ lúc xuất phát cho đến khi gặp nhau ở hệ quy chiếu câu a) Có thể dùng đồ thị này để tìm vị trí và thời gian gặp nhau giữa hai xe không?

Câu 2: Một vật rơi tự do trong thời gian 10s Hãy tính thời gian vật rơi trong 10m đầu tiên và thời gian vật rơi trong

10 m cuối cùng., cho g= 10m/s2

Câu 3: Từ điểm A cách mặt đất 20 m người ta ném thẳng đứng lên trên một viên bi với vận tốc 10m/s.

a) Tính thời gian viên bi lên đến đỉnh cao nhất, viên bi trở lại A và viên bi trở lại mặt đất

b) Tính vận tốc viên bi khi nó lên đến đỉnh cao nhất, viên bi trở lại A và khi nó xuống tới đất g = 10 m/s2

Câu 4: Hãy tính thời gian mà vật rơi tự do có cùng quãng đường với quãng đường mà vật rơi trong 2 giây đầu

trước đó khi thả rơi vật

Câu 5: Lúc 7h30 phút sáng , một ô tô chạy qua địa điểm A trên một con đường thẳng với vận tốc 36 km/h, chuyển

động chậm dần đều với gia tốc 20 cm/s2 Cùng lúc đó tại điểm B trên cùng con đường đó cách A 560 m một ô tô khác bắt đầu khởi hành đi ngược chiều với xe thứ nhất, chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc 0,4 m/s2 a)Xác định thời gian hai xe đi để gặp nhau, thời điểm gặp nhau và vị trí lúc gặp nhau

b) Giải lại bài toán với trường hợp xe ô tô đi tại A chuyển động nhanh dần đều , xuất phát tại A

Câu 6: Một vật rơi tự do từ một quả khí cầu ở độ cao 125 m xuống đất Sau 5 giây nó rơi tới mặt đất.

1)Hãy tính

a) Gia tốc rơi tự do

b) Vận tốc của vật khi chạm đất

2) Vẽ đồ thị vận tốc của vật trong 7 giây đầu kể từ khi vật bắt đầu rơi

Câu 7: Một người đi xe máy với vận tốc 36 km/h chạy vào đường cấm lưu thông nên bị cảnh sát giao thông đứng

cách đó 10m thổi còi Anh ta vội hãm phanh (thắng) để xe chạy chậm dần đều với gia tốc 4m /s2

a) Sau 2s người đi xe máy cách người cảnh sát bao nhiêu và có vận tốc là bao nhiêu?

b) Xe anh ta dừng hẳn lại sau thời gian bao lâu cách người cảnh sát bao xa?

Câu 8: Một người thợ nề ( thợ xây) tung gạch từ dưới đất lên để chuyển cho một người khác ngồi ở sàn lầu 1 đón

lấy Giả sử gạch được tung thẳng đứng lên trên với vận tốc ban đầu 9m/s

a) Viên gạch lên đến độ cao 4m của sàn lầu 1 mất bao lâu và có vận tốc bằng bao nhiêu?

b) Nếu người ngồi ở sàn lầu 1 không đón bắt được viên gạch lúc nó đi lên thì viên gạch sẽ lên cao với độ cao cực đại là bao nhiêu và trong thời gian bao lâu?

c) Khi viên gạch rơi trở xuống thì vận tốc ở độ cao sàn lầu 1 bằng bao nhiêu? Nếu nó rơi thẳng xuống đất thì thời gian rơi cả thảy là bao nhiêu và vận tốc khi tiếp đất là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2

Câu 9: Từ một đỉnh tháp người ta buông rơi một vật Một giây sau ở tầng thấp hơn 10 m người ta buông rơi vật thứ

hai Hai vật rơi chạm đất cùng lúc Tính thời gian rơi của vật thứ nhất Lấy g = 10 m/s2

Câu 10 : Sau 2 giây kể từ lúc giọt nước thứ 2 bắt đầu rơi, khoảng cách giữa 2 giọt nước là 25m Tính xem giọt nước

thứ 2 rơi trễ hơn giọt nước thứ nhất bao lâu?

Câu 11: Từ vách núi, một người buông rơi một hòn đá xuống vực sâu Từ lúc buông dến lúc nghe tiếng hòn đá

chạm đáy vực hết 6,5 s Tính :

a) thời gian rơi

b) Khoảng cách từ vách núi tới đáy vực

( cho g = 10 m/s2, vận tốc truyền âm trong không khí là 360 m/s)

Đáp số : a) 6s b) 180 m