Vật lý 10 chuyên đề động học chuyển động thẳng có lời giải chi tiết

CHUYÊN ĐỀ: ĐỘNG HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHỦ ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ I KIẾN THỨC CƠ BẢN + Chuyển động vật (gọi tắt chuyển động) thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian + Những vật có kích thước nhỏ so với độ dài đường (hoặc với khoảng cách mà ta đề cập đến) coi chất điểm Chất điểm có khối lượng khối lượng vật + Quỹ đạo đường mà chất điểm vạch chuyển động (hay tập hợp tất vị trí chất điểm chuyển động tạo đường định, đường gọi quỹ đạo chuyển động) + Để xác định vị trí chất điểm, ta cần chọn vật làm mốc, gắn vào hệ trục tọa độ, vị trí chất điểm xác định tọa độ hệ tọa độ này.Trong trường hợp biết rõ quỹ đạo cần chọn vật làm mốc chiều dương quỹ đạo + Để xác định thời gian chuyển động ta cần chọn mốc thời gian (hay gốc thời gian) dùng đồng hồ để đo thời gian + Hệ qui chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ, gốc thời gian đồng hồ + Chuyển động tịnh tiến: Khi vật chuyển động tịnh tiến, điểm có quỹ đạo giống hệt nhau, chồng khít lên II BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Trong phát biểu đây, phát biểu đúng? Chuyển động A thay đổi hướng vật so với vật khác theo thời gian B thay đổi chiều vật so với vật khác theo thời gian C thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian D thay đổi phương vật so với vật khác theo thời gian Lời giải: Chuyển động vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian � Chọn C Câu 2: Hãy chọn câu A Hệ quy chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ toạ độ, mốc thời gian B Hệ quy chiếu bao gồm hệ toạ độ, mốc thời gian đồng hồ C Hệ quy chiếu bao gồm vật làm mốc, mốc thời gian đồng hồ D Hệ quy chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ toạ độ, mốc thời gian đồng hồ Lời giải: Hệ quy chiếu gồm: - vật làm mốc, hệ tọa độ gắn với vật làm mốc - mốc thời gian đồng hồ � Chọn D Câu 3: Trường hợp sau coi vật chất điểm? A Viên đạn chuyển động khơng khí B Trái Đất chuyển động quay quanh Mặt Trời C Viên bi rơi từ tầng thứ năm nhà xuống mặt đất D Trái Đất chuyển động tự quay quanh trục Lời giải: Một vật chuyển động coi chất điểm kích thước vật nhỏ so với độ dài đương (hoặc so với khoảng cách mà ta đề cập đến) � Trái Đất chuyển động tự quay quanh trục, vị trí Trái Đất khơng đổi so với trục (chỉ có điểm Trái Đất thay đổi vị trí) nên khơng thể coi chất điểm � Chọn D Câu 4: Trường hợp quỹ đạo chuyển động vật đường thẳng? A Một đá ném theo phương nằm ngang B Một ô tô chạy theo hướng Hà Nội – Thành phố Hồ Chí Minh C Một viên bi rơi tự từ độ cao m xuống mặt đất D Một rơi từ độ cao 3m xuống mặt đất Lời giải: Quỹ đạo chất điểm đường tạo tập hợp tất vị trí chất điểm Một viên bi rơi tự từ độ cao m xuống mặt đất vị trí vật tạo thành đường thẳng � Chọn C Câu 5: Trường hợp sau coi máy bay chất điểm? A Chiếc máy bay chạy đường băng B Chiếc máy bay bay từ Hà Nội đến Tp Hồ Chí Minh C Chiếc máy bay vào nhà ga D Chiếc máy bay trình hạ cánh xuống sân bay Lời giải: Chiếc máy bay bay từ Hà Nội đến Tp Hồ Chí Minh so với độ dài quãng đường máy bay bay được, kích thước máy bay nhỏ nên coi máy bay chất điểm � Chọn B Câu 6: Chọn câu Khi đứng Trái Đất ta thấy A Mặt Trời đứng yên, Trái Đất quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất B Mặt Trời Trái Đất đứng yên, Mặt Trăng quay quanh trái đất C Mặt Trăng đứng yên, Trái Đất Mặt Trời quay quanh Mặt Trăng D Trái Đất đứng yên, Mặt Trời Mặt Trăng quay quanh Trái Đất Lời giải: Khi đứng Trái Đất ta thấy Mặt Trời Mặt Trăng chuyển động xung quanh Trái Đất, Trái Đất đứng n ví lúc ta coi Trái Đất vật làm mốc � Chọn D Câu 7: Nếu lấy vật làm mốc thuyền tự trơi dòng sơng thẳng vật sau coi chuyển động? A Người ngồi thuyền B Bèo trôi sông vận tốc với thuyền C Bờ sông D Con thuyền Lời giải: Nếu lấy vật làm mốc thuyền tự trôi dòng sơng thẳng so với thuyền bờ sơng thay đổi vị trí, người ngồi thuyền bèo trơi sơng khơng thay đổi vị trí � Chọn C Câu 8: Đoàn đua xe chạy đường quốc lộ 1, cách Đà Nẵng 50 km Việc xác định vị trí đồn đua xe nói thiếu yếu tố sau đây? A Thước đo mốc thời gian B Thước đo đồng hồ C Chiều dương đường C Vật làm mốc Lời giải: Để xác định vị trí đồn đua đường quốc lộ ta cần chọn vật làm mốc chiều dương đường đua Theo mốc chọn Đà Nẵng, thiếu chiều dương đường đua � Chọn C Câu 9: Phát biểu sau sai? A Mốc thời gian chọn lúc vật bắt đầu chuyển động B Một thời điểm có giá trị dương hay âm C Khoảng thời gian trôi qua số dương D Đơn vị thời gian hệ IS giây (s) Lời giải: Mốc thời gian thời điểm mà ta bắt đầu đo thời gian � Chọn A Câu 10: Chuyển động sau chuyển động học? A Sự di chuyển máy bay bầu trời B Sự rơi viên bi C Sự truyền ánh sáng D.Sự truyền truyền lại bóng bàn Lời giải: Chuyển động chuyển động vật thể Ánh sáng vật � Chọn C Câu 11: Phát biểu sau xác nhất? A Chuyển động học thay đổi khoảng cách vật chuyển động B Qũy đạo đường thẳng mà vật chuyển động vạch không gian C Chuyển động học thay đổi vị trí vật so với vật mốc D Khi khoảng cách từ vật đến vật làm mốc không đổi vật đứng yên Lời giải: Chuyển động vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian � Chọn C Câu 12: Một người đứng đường quan sát ô tô chạy qua trước mặt Dấu hiệu sau cho biết ô tô chuyển động? A Khói từ ống khí đặt gầm xe B Vị trí xe người thay đổi C Bánh xe quay tròn D Tiếng nổ động vang lên Lời giải: Chuyển động vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian � Chọn B Câu 13: Một xe lửa chuyển động thẳng đều, quan sát va li đặt giá để hàng hóa, nói rằng: Va li đứng yên so với thành toa Va li chuyển động so với đầu máy Va li chuyển động so với đường ray nhận xét đúng? A B C D 1, Lời giải: Va li có vị trí thay đổi so với đường ray � va li chuyển động so với đường ray Va li có vị trí khơng thay đổi so với thành toa � va li đứng yên so với thành toa � Chọn C Câu 14: Trong trường hợp quỹ đạo vật thẳng? A Chuyển động vệ tinh nhân tạo Trái Đất B Chuyển động thoi rãnh khung cửi C Chuyển động đầu kim đồng hồ D Chuyển động pittơng Lời giải: Trong q trình chuyển động, vị trí pitt ơng tập hợp thành đoạn thẳng � Chọn D Câu 15: Tàu thống Bắc – Nam xuất phát từ ga Hà Nội lúc 19 00 phút, tới ga Đồng Hới lúc 44 phút ngày hôm sau Thời gian tàu chạy từ Hà Nội đến ga Đồng Hới A 23 44 phút B 23 16 phút C 12 44 phút D 11 44 phút Lời giải: Khoảng thời gian tàu chạy là: + 44 phút = 11 44 phút � Chọn D Câu 16: Trường hợp sau xem vật chất điểm ? A Trái Đất chuyển động tự quay quanh B Hai bi lúc va chạm với C Người nhảy cầu lúc rơi xuống nước D Giọt nước mưa lúc rơi từ đám mây Lời giải: Giọt nước mưa lúc rơi so với quãng đường rơi kích thước giọt nước nhỏ nên coi chấm điểm � Chọn D Câu 17: Một xe đạp di chuyển đường thẳng đủ chậm, người đứng bên đường quan sát chân van xe thấy quỹ đạo chân van A đường tròn B đường thẳng C đường xoắn ốc D đường cong Lời giải: Khi người đứng bên đường quan sát chân van xe đạp lăn bánh đường thẳng vị trí chân van tập hợp thành đường cong � Chọn D Câu 18: Có vật coi chất điểm chuyển động đường thẳng (D) Vật mốc (vật làm mốc) chọn để khảo sát chuyển động vật nào? A Vật nằm yên B Vật nằm đường thẳng (D) C Vật D Vật khác chuyển động Lời giải : Vật làm mốc vật quy ước đứng yên � Chọn C Câu 19: Một người đường cho khách du lịch sau : "Ông dọc theo phố đến bờ hồ lớn Đứng đó, nhìn sang bên hồ theo hướng Tây – Bắc, ơng thấy tòa nhà khách sạn S " Người đường xác định vị trí khách sạn S theo cách A dùng đường vật làm mốc B dùng trục tọa độ C dùng trục tọa độ gắn với vật làm mốc quỹ đạo chuyển động D dùng trục tọa độ gắn với vật làm mốc Lời giải : Ông dọc theo phố đến bờ hồ lớn � Người đương quỹ đạo chuyển động vật mốc Đứng đó, nhìn theo bên hồ theo hướng Tây – Bắc, ông thấy tòa nhà khách sạn S � Người đường dùng trục tọa độ (Tây – Bắc) gắn với mốc bờ hồ vị trí � Chọn C Câu 20: Có hai vật: (1) vật mốc, (2) vật chuyển động tròn (1) Nếu thay đổi chọn (2) làm vật mốc quỹ đạo (1) A đường tròn bán kính B đường tròn khác bán kính C đường cong (khơng đường tròn) D khơng có quỹ đạo (1) nằm yên Lời giải: (2) vật chuyển động tròn (1) Nếu thay đổi chọn (2) làm vật mốc (1) chuyển động có khoảng cách đến (1) không đổi nên (1) chuyển động tròn với bán kính � Chọn A Câu 21: Trong cách chọn hệ trục tọa độ mốc thời gian đây, cách thích hợp để xác định vị trí máy bay bay đường dài? A Khoảng cách đến sân bay lớn, t  lúc máy bay cất cánh B Khoảng cách đến sân bay lớn, t  quốc tế C Kinh độ, vĩ độ địa lí độ cao máy bay, t  lúc máy bay cất cánh D Kinh độ, vĩ độ địa lí độ cao máy bay, t  quốc tế Lời giải: Để xác định vị trí máy bay bay cần thông số: Kinh độ, vĩ độ, độ cao Mốc thời máy bay chọn lúc quốc tế � Chọn D Câu 22: Một tường hình chữ ABCD có cạnh AB dài m, cạnh AD dài m Lấy trục Ox dọc theo AB, trục Oy dọc theo AD Vị trí tâm tường A x  2,5 m, y  m B x  2,5 m, y  3, m C x  3, m, y  m D x  3, m, y  3, m Lời giải: AB AD x  2,5 m, y   m � Chọn A 2 Câu 23: Một vật coi không chuyển động A vật quãng đường sau khoảng thời gian B khoảng cách vật mốc thay đổi vật mốc thay đổi C khoảng cách vật mốc khơng thay đổi D vị trí vật vật làm mốc khơng thay đổi Lời giải: Khi vị trí vật vật làm mốc không thay đổi tức vật đứng yên so với vật làm mốc � Chọn D Câu 24: Một đoàn tàu hỏa chuyển động Nhận xét sau khơng xác? A Đối với đầu tàu toa tàu chuyển động chạy chậm B Đối với toa tàu toa khác đứng yên C Đối với nhà ga, đồn tàu có chuyển động D Đối với tàu, nhà ga có chuyển động Lời giải: Đầu tàu toa tàu chuyển động độ dài quãng đường khoảng thời gian nên chúng tốc độ � Chọn A Câu 25: Nếu xe chuyển động phía trước người ngồi xe thấy giọt mưa A rơi theo đường thẳng đứng B rơi theo đường cong phía trước C rơi theo đường thẳng phía trước D có quỹ đạo tùy thuộc vào tính chất chuyển động xe Lời giải: Người xe mốc nên tùy thuộc vào tính chất chuyển động xe mà vị trí giọt nước mưa tập hợp thành đường hình dạng khác � Chọn D Câu 26: Theo dương lịch, năm tính thời gian chuyển động Trái Đất quay vòng quanh vật làm mốc A Mặt Trăng B Mặt Trời C trục Trái Đất D hành tinh Lời giải: Theo dương lịch, năm tính thời gian chuyển động Trái Đất quay vòng quanh Mặt Trời � Vật làm mốc Mặt Trời � Chọn B Câu 27: Nếu chọn 30 phút làm mốc thời gian thời điểm 15 phút có giá trị A 8,25 B 1,25 C 0,75 D 0,25 Lời giải: Khoảng thời gian từ thời điểm 30 phút đến thời điểm 15 phút 0,75 Chọn 30 phút làm mốc thời gian thời điểm 15 phút có giá trị 0,75 � Chọn C Câu 28: Đại lượng sau khơng có giá trị âm? A Thời điểm xét chuyển động vật B Tọa độ x vật chuyển động trục C Khoảng thời gian vật chuyển động D Độ dời x mà vật di chuyển Lời giải: Khoảng thời gian: t  t  t1  � Chọn C Câu 29: Trong trường hợp coi vật chuyển động chất điểm? A Quả bóng chuyển động từ đầu sân tới cuối sân bóng B Tên lửa bay hành trình bầu trời C Ơ tơ chuyển động vào garage D Vận động viên điền kinh chạy 100m Lời giải: Ơ tơ chuyển động vào garage qng đường khơng lớn nhiều so với kích thước tơ nên khơng thể coi chất điểm � Chọn C Câu 30: Trong trường hợp số thời điểm trùng với số đo khoảng thời gian trôi? A Một phim chiếu từ 19 đến 21 30 phút B Máy bay xuất phát từ Tp Hồ Chí Minh lúc ngày 1/7 đến Mỹ lúc ngày 1/8 (giờ địa phương) C Một đoàn tàu rời ga Hà Nội lúc giờ, đến ga Huế lúc 13 05 phút ngày D Khơng có trường hợp phù hợp với u cầu nêu Lời giải: Đoàn tàu bắt đầu chuyển động thời điểm chọn làm mốc thời gian nên số đo khoảng thời gian chuyển động trùng số thời điểm � Chọn C Câu 31: Phát biểu sau sai? A Khi nói đến vận tốc phương tiện giao thông như: ô tô, xe lửa, tàu thủy, máy bay nói đến vận tốc trung bình B Chuyển động máy bay cất cánh chuyển động C Chuyển động kim đồng hồ chuyển động D Chuyển động vật có lúc nhanh dần, có lúc chậm dần chuyển động không Lời giải: Chuyển động máy bay cất cánh chuyển động có tốc độ tăng dần � Chọn B Câu 32: Các câu sai? A Một vật đứng yên khoảng cách từ đến vật mốc ln có giá trị không đổi B Mặt Trời mọc đàng Đông, lặn đàng Tây Trái Đất quay quanh trục Bắc – Nam từ Tây sang Đông C Khi xe đạp chạy đường thẳng, người đường thấy đầu van xe vẽ thành đường cong D Giao thừa năm Nhâm Thìn thời điểm Lời giải: Một vật đứng n khơng có thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian � Khoảng cách khơng đổi vị trí thay đổi nên vật chuyển động � Chọn A Câu 33: Chuyển động sau chuyển động tịnh tiến? A Quả cầu lăng mặt phẳng nghiêng B Chuyển động bè gỗ trôi thẳng sông C Chuyển động vào ngăn kéo bàn D Chuyển động kim đồng hồ Lời giải: Chuyển động kim đồng hồ chuyển động tròn � Chọn D Câu 34: Nếu vật chuyển động đường thẳng hệ qui chiếu gồm: A trục tọa độ Ox trùng với phương chuyển động B trục Ox gắn với vật làm mốc, đồng hồ gốc thời gian C hệ trục tọa độ Oxy D hệ trục tọa độ Oxy, đồng hồ để đo khoảng thời gian Lời giải: Nếu quỹ đạo vật đường thẳng, hệ quy chiếu vật gồm: + Trục tọa độ Ox gắn với vật làm mốc, có phương trùng với quỹ đạo + Mốc thời gian đồng hồ để xác định thời gian � Chọn B Câu 35: Một ô tô xuất phát Hà Nội lúc Ơ tơ đến Nam Định lúc 20 phút đến Thanh Hóa lúc 10 40 phút Chọn mốc thời gian lúc xuất phát Thời điểm ô tô đến A Nam Định 20 phút B Thanh Hóa 10 40 phút C Nam Định 20 phút D Thanh Hóa 20 phút Lời giải: Khi chọn mốc thời gian lúc bắt đầu chuyển động khoảng thời gian chuyển động thời điểm Chọn mốc thời gian lúc thời điểm ô tô đến Nam Định 20 phút, Thanh Hóa 40 phút � Chọn B Câu 36: Tàu thống chạy từ Hà Nội vào Thành Phố Hồ Chí Minh khởi hành lúc 19 ngày thứ ba Sau 36 tàu vào đến ga cuối Tàu đến ga cuối lúc A ngày thứ sáu B ngày thứ năm C 12 ngày thứ năm D 12 ngày thứ sáu Lời giải: Thời gian tàu chạy 36 = ngày + 12 Tàu đến ga cuối lúc ngày thứ năm � Chọn B Câu 37: Để xác định vị trí tàu biển đại dương, người ta dùng tọa độ nào? A Kinh độ vĩ độ tàu B Tung độ hoành độ C Khoảng cách tới đáy biến tới đất liến D Dùng la bàn hướng dòng chảy Lời giải: Để xác định vị trí tàu đại dương, người ta dùng số liệu kinh độ vĩ độ tàu � Chọn A Câu 38: Một ô tô chở khách xuất phát từ bến xe Hà Nội chạy đường quốc lộ Hải Phòng Để xác định vị trí tơ thời điểm định trước ta nên chọn A mốc thời gian lúc xuất phát, dùng đồng hồ để đo khoảng thời gian chuyển động B vật làm mốc gắn với Hải Phòng, chiều dương từ Hà Nội tới Hải Phòng C vật làm mốc gắn cố định với bến xe Hà Nội chiều dương từ Hà Nội tới Hải Phòng D trục tọa độ gắn liền với quốc lộ Lời giải: Trường hợp quỹ đạo ô tô trung với quốc lộ 5, nên chọn: - Một vật mốc gắn cố định với bến xe Hà Nội vị trí xuất phát - Một trục tọa độ cong trung với quốc lộ 5, có gốc vị trí xuất phát chiều dương hướng từ Hà Nội tới Hải Phòng � Chọn C Câu 39: Theo lịch trình bến xe Hà Nội tơ chở khách tuyến Hà Nội - Hải Phòng chạy từ Hà Nội lúc sáng, qua Hải Dương tới Hải Phòng Hà Nội cách Hai Dương 60 km cách Hải Phòng 105 km Xe ô tô chạy liên tục không nghỉ dọc đường, dừng lại bến xe Hải Dương để đón, trả khách Quãng đường hành khách lên xe Hải Dương Hải Phòng A 60 km B 105 km C 45 km D 165 km Lời giải: Quãng đường là: 105 km - 60 km = 45 km � Chọn C Câu 40: Theo lịch trình bến xe Hà Nội tơ chở khách tuyến Hà Nội - Hải Phòng chạy từ Hà Nội lúc sáng, qua Hải Dương lúc 15 phút sáng tới Hải Phòng lúc 50 phút sáng ngày Xe ô tô chạy liên tục không nghỉ dọc đường, dừng lại 10 phút bến xe Hải Dương để đón, trả khách Khoảng thời gian chuyển động hành khách lên xe Hà Nội Hải Phòng A 50 phút B 50 phút C 40 phút D 40 phút Lời giải: Đối với hành khách lên xe Hà Nội bến xe Hà Nội chọn làm mốc đường thời điểm ô tô bắt đầu xuất phát chọn làm mốc thời gian Trường hợp này, khoảng thời gian chuyển động là: (8 50 phút - giờ) - 10 phút = 40 phút � Chọn C CHỦ ĐỀ 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU I KIẾN THỨC CƠ BẢN Độ dời a Khái niệm độ dời N Xét chất điểm chuyển động theo quỹ đạo Tại thời điểm t1 chất điểm vị trí M Tại thời điểm t2 MN M chất điểm vị trí N Vậy khoảng uuuu r thời gian t  t  t1 chất điểm dời từ vị trí M đến vị trí N Vectơ MN gọi vectơ độ dời chất điểm khoảng thời gian nói b Độ dời chuyển động thẳng Trong chuyển động thẳng, vectơ độ dời nằm đường thẳng O M N x quỹ đạo Nếu chọn trục Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo uuuu r vectơ độ dời có phương trùng với trục Giá trị đại số vectơ độ dời MN bằng: x  x  x1 Trong x1 x2 tọa độ điểm M N trục Ox + Độ dời = Độ biến thiên tọa độ = Tọa độ cuối - Tọa độ đầu � x  x  x1 Chú ý: Khi chất điểm chuyển động, quãng đường khơng trùng với độ dời Nếu chất điểm chuyển động theo chiều lấy chiều làm chiều dương độ dời trùng với quãng đường Vận tốc trung bình Tốc độ trung bình chuyển động thẳng a Vận tốc trung bình r Vectơ vận tốc trung bình v tb chất điểm khoảng thời gian từ t đến t2 thương số uuuu r uuuu r r MN vectơ độ dời MN khoảng thời gian t  t  t1 : v tb  t r Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc trung bình v tb có phương trùng với đường thẳng quỹ Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo giá trị đại số vectơ vận tốc x t Chú ý: Vận tốc trung bình có giá trị đại số (có thể âm, dương 0) Có đơn vị m/s hay uuuu r km/h Vectơ vận tốc có phương chiều trùng với vectơ độ dời MN b Tốc độ trung bình Tốc độ trung bình đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm chuyển động khoảng thời trung bình bằng: v tb  S (S quãng đường thời gian t, v dương) t Chú ý: Trong chuyển động thẳng, chiều chuyển động không đổi, chiều dương chiều chuyển gian Biểu thức: v  động v  v tb Chuyển động thẳng + Chuyển động thẳng có quỹ đạo đường thẳng vận tốc có phương, chiều độ lớn không đổi + Vectơ vận tốc có đặc điểm: - Gốc đặt vật chuyển động - Hướng theo hướng chuyển động (không đổi) S - Độ lớn: v  (độ lớn vận tốc gọi tốc độ, tốc độ ln dương) t Chú ý: Nếu chọn chiều dương chiếu chuyển động v  v + Phương trình chuyển động thẳng đều: x  x  v.t Trong đó: x0 tọa độ ban đầu, cho biết lúc đầu chất điểm cách gốc đoạn x x tọa độ sau thời gian chuyển động t v vận tốc (v > vật theo chiều dương, ngược lại v < 0) Đồ thị chuyển động thẳng a Đồ thị tọa độ - thời gian Vì x  v.t  x có dạng giống y  a.x  b nên đồ thị toạ độ theo thời gian nửa đường thẳng, có độ dốc (hệ số góc) v, thời gian chuyển động t �0 Dốc lên v > ngược lại VD: x0 > x x x0 10 O x0 v>0 t O v