Với Giải SBT Vật Lí 10 trang 17 trong Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều Sách bài tập Vật Lí lớp 10 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập trong SBT Vật Lí 10 trang 17.

SBT Vật Lí 10 trang 17

Bài 9.11 trang 17 sách bài tập Vật Lí 10: Hai vật A và B chuyển động cùng chiều trên đường thẳng có đồ thị vận tốc - thời gian vẽ ở Hình 9.2. Biết ban đầu hai vật cách nhau 78 m.

a) Hai vật có cùng vận tốc ở thời điểm nào?

b) Viết phương trình chuyển động của mỗi vật.

c) Xác định vị trí gặp nhau của hai vật.

Lời giải:

a) Xét vật A: gia tốc $a_A=\frac{\Delta v_A}{\Delta t}=\frac{0-40}{20-0}=-2m/s^2$

Phương trình vận tốc của vật A: $v_A=40-2t\left(m/s\right)$

Xét vật B: gia tốc $a_B=\frac{\Delta v_B}{\Delta t}=\frac{20-0}{20-0}=1m/s^2$

Phương trình vận tốc của vật B: $v_B=t\left(m/s\right)$

Hai vật có cùng vận tốc khi:

$v_1=v_2\iff 40-2t=t\iff t=13,3s$

Vậy hai vật có cùng vận tốc tại thời điểm.

b) Chọn trục tọa độ có phương trùng với phương chuyển động của hai vật.

Gốc tọa độ tại vị trí xuất phát của vật A.

Mốc thời gian trùng với thời điểm xuất phát của hai vật.

Chuyển động của vật A: $d_1=v_{0A}t+\frac{1}{2}{a}_A{t}^2=40t-t^2$ (1)

Chuyển động của vật B: $d_2=d_0+v_{0B}t+\frac{1}{2}{a}_B{t}^2=78+0,5t^2$ (2)

c) Hai vật gặp nhau khi $d_1=d_2$

$\Rightarrow 40t-t^2=78+0,5t^2$ (3).

Phương trình (3) cho hai nghiệm t = 2,12 s và t’ = 24,5 s (loại vì t’ > 20 s)

Thay t vào (1) ta được d₁= 80,3 m.

Hai vật gặp nhau cách vị trí ban đầu của A là 80,3 m.

Bài 9.12 trang 17 sách bài tập Vật Lí 10: Đồ thị vận tốc - thời gian trong Hình 9.3 là của một xe bus và một xe máy chạy cùng chiều trên một đường thẳng. Xe bus đang đứng yên, bắt đầu chuyển động thì xe máy đi tới.

a) Tính gia tốc của xe bus trong 4 s đầu và trong 4 s tiếp theo.

b) Khi nào thì xe bus bắt đầu chạy nhanh hơn xe máy?

c) Khi nào thì xe bus đuổi kịp xe máy?

d) Xe máy đi được bao nhiêu mét thì bị xe bus đuổi kịp?

e) Tính vận tốc trung bình của xe bus trong 8 s đầu.

Lời giải:

a) Gia tốc của xe bus trong 4 s đầu: $a_1=\frac{\Delta v_1}{\Delta t_1}=\frac{8-0}{4-0}=2m/s^2$

Gia tốc của xe bus trong 4 s tiếp theo: $a_2=\frac{\Delta v_2}{\Delta t_2}=\frac{12-8}{8-4}=1m/s^2$

b) Sau giây thứ 4 thì vận tốc của xe bus lớn hơn vận tốc của xe máy.

c) Dựa vào đồ thị, diện tích hình giới hạn bởi đường biểu diễn trong đồ thị vận tốc - thời gian có độ lớn bằng quãng đường đi được. Khi hai xe gặp nhau, thì diện tích hình giới hạn bởi đường biểu diễn cho hai xe bằng nhau.

Ta thấy diện tích hình chữ nhật OAHI giới hạn bởi đường biểu diễn v – t cho xe máy bằng với diện tích hình OCKLI giới hạn bởi đường biểu diễn v – t cho xe bus cùng bằng 10 ô. Do đó, tại thời điểm t = 10 s thì d₁= d₂, nghĩa là xe bus đuổi kịp xe máy.

Kiểm tra bằng phương trình chuyển động:

Đối với xe bus:

Trong 4 s đầu: $d_1=\frac{1}{2}{a}_1{t}_1^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.2.4}}^2=16m$.

Trong 4 s tiếp theo: $d_2=v_0{t}_2+\frac{1}{2}{a}_2{t}_2^2=8.4+\frac{1}{2}{\mathrm{.1.4}}^2=40m$

Trong các giây tiếp theo: $d_3=v_3{t}_3=12t_3$

Nếu gọi thời điểm hai xe gặp nhau là t thì $t_3=t\pm \left(t_1+t_2\right)\Rightarrow t_3=t\pm 8$.

Chọn dấu “-” vì trong 8 s đầu xe bus mới đi được d₁+ d₂= 56 m, còn xe máy đã đi được $d_m=v_m{t}_m=8.8=64m>56m$.

Độ dịch chuyển của xe máy trong thời gian t là $d_m=v_{m}t=8t$ (1)

Độ dịch chuyển của xe bus trong thời gian t là

d_b = 16 + 40 + 12t₃= 16 + 40 + 12(t - 8) = 12t - 40 (2)

Khi hai xe gặp nhau $d_m=d_b\Rightarrow 12t-40=8t\Rightarrow t=10s$.

Hai xe gặp nhau tại thời điểm t = 10 s.

d) Khi đó xe máy chạy được $d_m=v_{m}t=8t=8.10=80m$.

e) Vận tốc trung bình của xe bus trong 8 s đầu $v_{tb}=\frac{d_1+d_2}{t_1+t_2}=\frac{16+40}{8}=7m/s$

Xem thêm lời giải vở bài tập Vật Lí lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

SBT Vật Lí 10 trang 15...

SBT Vật Lí 10 trang 16...