Toptailieu biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 10 Bài 8: Chuyển động biến đổi gia tốc sách Kết nối tri thức hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 8 từ đó học tốt môn Lí 10.

Vật Lí 10 Kết nối tri thức Bài 8: Chuyển động biến đổi gia tốc

Khởi động trang 37 Vật lí 10: Hình dưới là ảnh chụp hoạt nghiệm thí nghiệm về sự thay đổi vận tốc của một ô tô đồ chơi chạy bằng pin có gắn anten dùng để điều khiển từ xa, trong ba giai đoạn chuyển động. Vận tốc trong ba giai đoạn chuyển động này có gì giống nhau, khác nhau?

Lời giải:

Ảnh hoạt nghiệm cho biết hình ảnh chuyển động của vật trong những khoảng thời gian bằng nhau.

- Hình a: Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường ô tô chuyển động được tăng dần chứng tỏ vận tốc của xe tăng dần.

- Hình b: Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường ô tô chuyển động được như nhau chứng tỏ vận tốc của xe không thay đổi.

- Hình c: Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường ô tô chuyển động được giảm dần chứng tỏ vận tốc của xe giảm dần.

=> Vận tốc trong 3 giai đoạn này giống nhau về phương và chiều, khác nhau về độ lớn.

I. Chuyển động biến đổi

II. Gia tốc của chuyển động biến đổi

Câu hỏi trang 37 Vật lí 10: Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sống.

Phương pháp giải:

Liên hệ thực tế

Lời giải:

Ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sống:

+ Máy bay đang bay trên bầu trời

+ Xe máy đang chuyển động trên đường

+ Con muỗi đang bay...

Câu hỏi trang 38 Vật lí 10

Câu hỏi trang 38 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 38 Vật lí 10: Xác định độ biến thiên vận tốc sau 8 s của chuyển động trên

Phương pháp giải:

Biểu thức độ biến thiên vận tốc: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}$

Lời giải:

Bảng số liệu của chuyển động

Độ biến thiên vận tốc sau 8 s là:

$\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{12,5}{8}=1,5625 (m/s^2)$

Câu hỏi 2 trang 38 Vật lí 10: Xác định độ biến thiên của vận tốc sau mỗi giây của chuyển động trên trong 4 s đầu và trong 4 s cuối

Phương pháp giải:

Biểu thức độ biến thiên vận tốc: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}$

Lời giải:

 Độ biến thiên vận tốc sau 4 s đầu chuyển động:

$\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{5,28}{4}=1,32 (m/s^2)$

+ Độ biến thiên vận tốc sau 4 s sau chuyển động:

$\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{12,5-5,28}{4}=1,805 (m/s^2)$

Câu hỏi 3 trang 38 Vật lí 10: Các đại lượng xác định được ở câu 2 cho ta biết điều gì về sự thay đổi vận tốc của chuyển động trên?

Phương pháp giải:

Biểu thức độ biến thiên vận tốc: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}$

Lời giải:

Các đại lượng được xác định trong câu 2 cho ta biết vận tốc của vật chuyển động tăng dần.

Câu hỏi trang 38 Vật lí 10: Hãy chứng tỏ khi $\overrightarrow{a}$ cùng chiều với $\overrightarrow{v}$ (a.v>0) thì chuyển động là nhanh dần, khi $\overrightarrow{a}$ ngược chiều với $\overrightarrow{v}$ (a.v<0) thì chuyển động là chậm dần)

Phương pháp giải:

Gia tốc a cho biết sự thay đổi nhanh chậm của vận tốc.

Lời giải:

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

+ Giả sử vật chuyển động theo chiều dương nên v >0

+ Khi vật chuyển động nhanh dần thì vận tốc của vật cũng tăng dần, nên theo biểu thức tính gia tốc $\alpha =\frac{∆v}{∆t}$, $∆v>0$

=> a.v>0

+ Khi vật chuyển động chậm dần thì vận tốc giảm dần, $∆v<0$

=> a.v<0

Câu hỏi trang 39 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 39 Vật lí 10:

a) Tính gia tốc của ô tô trên 4 đoạn đường trong Hình 8.1.

b) Gia tốc của ô tô trên đoạn đường 4 có gì đặc biệt so với sự thay đổi vận tốc trên các đoạn đường khác?

Phương pháp giải:

+ Biểu thức tính gia tốc: $a = \frac{∆v}{∆t}$

+ 1 m/s = 3,6 km/h

Lời giải:

a) Đổi 5 km/h = $\frac{25}{18}$m/s; 29 km/h = $\frac{145}{18}$m/s; 49 km/h = $\frac{245}{18}$; 30 km/h = $\frac{25}{3}$m/s

+ Gia tốc trong đoạn đường 1: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{25}{18.1}=\frac{25}{18}\approx 1,39 (m/s^2)$

+ Gia tốc trong đoạn đường 2: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{{\displaystyle \frac{145}{18}}-{\displaystyle \frac{25}{18}}}{4-1}\approx 2,22 (m/s^2)$

+ Gia tốc trong đoạn đường 3: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{{\displaystyle \frac{245}{18}-\frac{145}{18}}}{6-4}\approx 2,78 (m/s^2)$

+ Gia tốc trong đoạn đường 4: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{{\displaystyle \frac{25}{3}-\frac{245}{18}}}{7-6}\approx -5,28 (m/s^2)$

b) Trong 4 đoạn đường trên, vận tốc tăng dần, còn gia tốc từ đoạn đường 1 đến đoạn đường 3 tăng dần, nhưng từ đoạn đường 3 đến đoạn đường 4 thì gia tốc giảm dần.

Câu hỏi 2 trang 39 Vật lí 10: Một con báo đang chạy với vận tốc 30 m/s thì chuyển động chậm dần khi tới gần một con suối. Trong 3 giây, vận tốc của nó giảm còn 9 m/s. Tính gia tốc của con báo.

Phương pháp giải:

Biểu thức tính gia tốc: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}$

Lời giải:

Gia tốc của con báo là:

$\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{9-30}{3}=-7 (m/s^2)$

Câu hỏi 3 trang 39 Vật lí 10: Đồ thị ở Hình 8.2 mô tả sự thay đổi vận tốc theo thời gian trong chuyển động của một ô tô thể thao đang chạy thử về phía Bắc.

Tính gia tốc của ô tô:

a) Trong 4 s đầu.

b) Từ giây thứ 4 đến giây thứ 12.

c) Từ giây thứ 12 đến giây thứ 20.

d) Từ giây thứ 20 đến giây thứ 28.

Phương pháp giải:

+ Quan sát đồ thị

+ Biểu thức tính gia tốc: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}$

Lời giải:

a) Trong 4 s đầu:

$∆v=20 (m/s), ∆t=4 \left(s\right)$

$\Rightarrow \alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{20}{4}=5 (m/s^2)$

b) Từ giây thứ 4 đến giây thứ 12

$∆v=20-20=0 (m/s), ∆t=12-4=8 \left(s\right)$

$\Rightarrow \alpha =\frac{∆v}{∆t}=0 (m/s^2)$

c) Từ giây thứ 12 đến giây thứ 20:

$∆v=0-20-20 (m/s), ∆t=20-12=8 \left(s\right)$

$\Rightarrow \alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{-20}{8}=-2,5 (m/s^2)$

d) Từ giây thứ 20 đến giây thứ 28:

$∆v=-20-0=-20 (m/s), ∆t=28-20=8 \left(s\right)$

$\Rightarrow \alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{-20}{8}=-2,5 (m/s^2)$

Em có thể trang 39 Vật lí 10: Dùng khái niệm gia tốc để giải thích một số hiện tượng về chuyển động dưới tác dụng của lực. Ví dụ như chuyển động rơi của một vật là chuyển động có gia tốc vì vật rơi chịu tác dụng của lực hút Trái Đất.

Lời giải:

Ví dụ:

- Chuyển động của xe ô tô khi bắt đầu di chuyển là chuyển động có gia tốc vì ô tô chịu tác dụng của lực kéo của động cơ.

Giải thích: khi xe chịu tác dụng của lực kéo của động cơ, xe tăng tốc dần từ 0 cho đến một giá trị nào đó, vận tốc thay đổi trong một khoảng thời gian nên chuyển động này là chuyển động có gia tốc chịu tác dụng của lực.

- Chuyển động của xe máy khi chuẩn bị dừng đèn đỏ là chuyển động có gia tốc vì xe chịu tác dụng của lực ma sát.

Giải thích: khi xe chuẩn bị dừng đèn đỏ thì chịu tác dụng của lực ma sát ở đĩa phanh, lực này làm cho xe chuyển động chậm dần tức là vận tốc giảm dần trong một khoảng thời gian, chứng tỏ chuyển động này là chuyển động có gia tốc.

Lý thuyết Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

I. Chuyển động biến đổi

Chuyển động có vận tốc thay đổi được gọi là chuyển động biến đổi

VD: Đoàn tàu bắt đầu rời ga, thả vật rơi từ trên cao xuống dưới

II. Gia tốc của chuyển động biến đổi

1. Khái niệm gia tốc

- Đại lượng a cho biết sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc theo thời gian được gọi là gia tốc.

- Biểu thức: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{v_t-v_o}{t-t_o}$

- Đơn vị: m/s2

- Vì $∆\overrightarrow{v}$ là đại lượng vectơ nên gia tốc $\overrightarrow{a}$ cũng là đại lượng vectơ

$\overrightarrow{a}=\frac{∆\overrightarrow{v}}{∆t}$

2. Bài tập ví dụ

Một xe máy đang chuyển động thẳng với vận tốc 10 m/s thì tăng tốc. Biết rằng sau 5 s kể từ khi tăng tốc, xe đạt vận tốc 12 m/s.

a) Tính gia tốc của xe.

b) Nếu sau khi đạt vận tốc 12 m/s, xe chuyển động chậm dần với gia tốc có độ lớn bằng gia tốc trên thì sau bao lâu xe sẽ dừng lại?

Phương pháp giải:

Biểu thức tính gia tốc: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{v_t-v_o}{t-t_o}$

Lời giải:

a) Ta có: $v_o$= 10 m/s; $v_t$ = 12 m/s; Δt = 5 s

=> Gia tốc của xe là: $\alpha =\frac{∆v}{∆t}=\frac{v_t-v_o}{t-t_o}=\frac{12-10}{5}=0,4 (m/s^2)$

b) Ta có: $v_o$ = 12 m/s; $v_t$ = 0 m/s.

Do xe chuyển động chậm dần nên a = - 0,4 m/s2

Thời gian xe đi được đến khi dừng hẳn là: $∆t=\frac{∆v}{a}=\frac{0-12}{-0,4}=30 \left(s\right)$

Sơ đồ tư duy về “Chuyển động biến đổi. Gia tốc”