Chuyển động biến đổi đều là gì? Lý thuyết Vật lý lớp 10

1. Vận tốc tức thời và chuyển động biến đổi đều

1.1. Khái niệm về vận tốc tức thời

Vận tốc tức thời của một vật bất kỳ tại một điểm có thể cho chúng ta biết tại điểm đó vật đó chuyển động nhanh hay chậm.

$v=\frac{\Delta s}{\Delta t}$

1.2. Véc tơ vận tốc

Véctơ vận tốc của một vật bất kỳ tại một điểm là một đại lượng véctơ có các tính chất:

- Gốc tại vật chuyển động

- Phương và chiều của véctơ là phương và chiều của chuyển động 

- Độ dài biểu thị độ lớn của vận tốc theo một tỉ lệ xích nhất định.

Véctơ của vận tốc được sử dụng nhằm đặc trưng cho chuyển động về tốc độ nhanh, chậm và về phương, chiều.

Lưu ý: Khi nhiều vật chất chuyển động trên cùng một đường thẳng theo hai chiều trái ngược nhau, ta buộc phải chọn một chiều dương trên đường thẳng đó và sẽ quy ước như sau:

+ Vật mà chuyển động theo chiều dương sẽ có v > 0. 

+ Vật mà chuyển động ngược chiều dương sẽ có v < 0.

2. Chuyển động biến đổi đều - Chuyển động thẳng biến đổi đều

2.1. Định nghĩa

Chuyển động thẳng biến đổi là loại chuyển động thẳng mà trong đó gia tốc tức thời sẽ không đổi. Chuyển động thẳng biến đổi có quỹ đạo theo một đường thẳng và độ lớn của vận tốc tức thời tăng dần đều hoặc giảm dần đều theo thời gian.

2.2. Các loại chuyển động biến đổi đều

2.2.1. Chuyển động nhanh dần đều

Chuyển động thẳng mà có độ lớn của vận tốc tức thời tăng dần đều theo thời gian được gọi là chuyển động nhanh dần đều.

2.2.2. Chuyển động chậm dần đều

Chuyển động thẳng mà có độ lớn của vận tốc tức thời giảm dần đều theo thời gian được gọi là chuyển động giảm dần đều.

2.3. Các phương trình của chuyện động biến đổi đều

2.3.1. Phương trình gia tốc

$\vec{a}=\frac{\vec{v}-\vec{v_o}}{\Delta t}$ có độ lớn $a=\frac{v-v_o}{\Delta t}$

2.3.2. Phương trình toạ độ thời gian của chuyển động biến đổi đều

$x=x_o+v_ot+\frac{1}{2}at^2$

Trong đó:

$x_­0$ : tọa độ lúc đầu của chất điểm

$v_0$: Vận tốc của chất điểm tại thời điểm lúc đầu (tại t = 0)

t: thời gian chuyển động

2.3.3. Phương trình vận tốc

$v=v_0+at$

Trong đó:

 $v_0$: Vận tốc của một chất điểm tại thời điểm lúc đầu (tại t = 0)

 a: gia tốc

 t: thời gian chuyển động

2.3.4. Hệ thức độc lập thời gian

$v^2+v_0^2=2a \Delta x (x=x-x_0)$ là độ dời trong khoảng thời gian từ 0 đến t

2.4. Đồ thị của chuyển động biến đổi đều

2.4.1. Đồ thị của tọa độ theo thời gian (x-t)

Là nhánh parabol

2.4.2. Đồ thị vận tốc theo thời gian (v-t)

Là đường thẳng xiên góc.

Hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc theo thời gian (v - t) bằng gia tốc của chuyển động:

$a=tan \Alpha =\frac{v-v_o}{t}$

2.4.3. Đồ thị gia tốc theo thời gian (g-t)

Là đường thẳng có phương song song với trục Ot

Đăng ký ngay khóa học DUO để được thầy cô lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp ngay từ bây giờ nhé!

3. Sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về chuyển động biến đổi đều

4. Bài luyện tập về chuyển động biến đổi đều

Câu 1: Với chiều (+) là chiều chuyển động, trong công thức s = 0,5a.t2 + v0t của chuyển động thẳng biến đổi đều, đại lượng có thể có giá trị dương hay giá trị âm là:

    A. Gia tốc

    B. Quãng đường.

    C. Vận tốc

    D. Thời gian.

Câu 2: Trong các trường hợp sau đây. Trường hợp nào sau đây không thể xảy ra cho một vật chất chuyển động thẳng?

    A. vận tốc có giá trị (+) và gia tốc có giá trị (+).

    B. vận tốc là một hằng số và gia tốc sẽ thay đổi.

    C. vận tốc có giá trị (+) và gia tốc có giá trị (-).

    D. vận tốc có giá trị (-) và gia tốc có giá trị (+).

Câu 3: Một vật bất kỳ có tăng tốc trong một khoảng thời gian nhất định dọc theo trục Ox. Vậy vận tốc và gia tốc của vật đó ở trong khoảng thời gian này có thể là:

    A. vận tốc có giá trị (+) và gia tốc có giá trị (-).

    B. vận tốc có giá trị (-) và gia tốc có giá trị (-).

    C. vận tốc có giá trị (-) và gia tốc có giá trị (+).

    D. vận tốc có giá trị (+) và gia tốc sẽ có giá trị bằng 0.

Câu 4: Một chiếc xe bắt đầu di chuyển và tăng tốc từ nghỉ với gia tốc 2m/s2. Quãng đường mà xe đó chạy được ở trong giây thứ hai sẽ là

    A. 4 m.

    B. 3 m.

    C. 2 m.

    D. 1 m.

Câu 5: Một chiếc xe đang di chuyển với tốc độ là 36 km/h thì tài xế hãm phanh, xe này chuyển động thẳng và chậm dần đều rồi dừng lại sau 5s. Quãng đường chiếc xe đó chạy được ở trong giây cuối cùng là bao nhiêu?

    A. 2,5 m.

    B. 2 m.

    C. 1,25 m.

    D. 1 m.

Câu 6: Một chiếc xe bắt đầu tăng tốc từ vận tốc v1 = 36 km/h đến vận tốc v2 = 54 km/h trong khoảng thời gian là 2s. Quãng đường mà chiếc xe chạy trong thời gian tăng tốc này là bao nhiêu?

    A. 25 m.

    B. 50 m.

    C. 75 m.

    D. 100 m.

Câu 7: Một chiếc xe đang di chuyển trên đường thẳng thì tài xế bỗng tăng tốc độ với gia tốc bằng 2 m/s2 trong khoảng thời gian là 10s. Độ tăng vận tốc của xe trong khoảng thời gian này là

    A. 10 m/s.

    B. 20 m/s.

    C. 15 m/s.

    D. không xác định được chính xác vì thiếu dữ kiện.

Câu 8: Một chiếc xe chuyển động chậm dần đều trên một đường thẳng. Vận tốc khi chiếc xe đó qua A là 10 m/s, và khi đi qua B vận tốc chỉ còn là 4 m/s. Vận tốc của chiếc xe khi nó đi qua điểm I là trung điểm của đoạn AB sẽ là

    A. 7 m/s.

    B. 5 m/s.

    C. 6 m/s.

    D. 7,6 m/s.

Câu 9: Một chiếc xe đua đang tăng tốc với gia tốc không đổi từ 10 m/s đến gia tốc 30 m/s trên một quãng đường thẳng dài 50m. Thời gian xe đua này chạy trong gia đoạn tăng tốc này là

    A. 2 s.

    B. 2,5 s.

    C. 3 s.

    D. 5 s.

Câu 10: Một vật bắt đầu trượt từ trạng thái nghỉ xuống một đường dốc với một gia tốc không đổi là 5m/s2. Sau khoảng 2 s thì nó tới chân dốc. Quãng đường mà vật trượt được trên đường dốc là

    A. 12,5 m.

    B. 7,5 m.

    C. 8 m.

    D. 10 m.

Câu 11: Một chiếc xe chạy trên đường thẳng với vận tốc ban đầu là 12 m/s và gia tốc không đổi là 3m/s2 trong thời gian 2s. Quãng đường mà chiếc xe chạy được trong khoảng thời gian này là bao nhiêu?

    A. 30 m.

    B. 36 m.

    C. 24 m.

    D. 18 m.

Câu 12: Một chiếc xe khác chuyển động thẳng và nhanh dần đều bắt đầu từ trạng thái nghỉ. Xe này chạy được một đoạn đường S mất khoảng thời gian là 10s. Thời gian mà chiếc này xe chạy được 1/4 đoạn đường đầu là bao nhiêu?

    A. 2,5 s.

    B. 5 s.

    C. 7,5 s.

    D. 8 s.

Câu 13: Một vật nhỏ bắt đầu trượt chậm dần đều trên một con đường dốc. Thời gian mà nó trượt lên cho tới khi nó dừng lại mất 10s. Thời gian vật này trượt được 1/4 đoạn đường cuối trước khi vật dừng lại là

    A. 1 s.

    B. 3 s.

    C. 5 s.

    D. 7 s.

Câu 14: Một hòn bi nhỏ bắt đầu lăn nhanh dần đều từ đỉnh dốc xuống một đường dốc có chiều dài L=1 m với v0 = 0. Thời gian lăn của bi hết chiều dài của con đường dốc là 0,5 s. Vận tốc của hòn bi khi lăn tới chân dốc là

    A. 10 m/s.

    B. 8 m/s.

    C. 5 m/s.

    D. 4 m/s.

Câu 15: Phương trình chuyển động của một vật bất kỳ chuyển động dọc theo trục Ox là $x = 8 – 0,5(t-2)2 + t$, với x đo bằng đơn vị m, t đo bằng đơn vị s. Từ phương trình này ta có thể rút ra được kết luận nào dưới đây?

 A. Gia tốc của vật này là 1,2 m/s2 và luôn luôn ngược hướng với vận tốc

 B. Tốc độ của vật ở thời điểm t =2s là 2 m.

 C. Vận tốc trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t = 0s đến t = 3s là 1 m/s.

 D. Quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian từ t’1 = 1s đến t’2 = 3s là 2 m.

Câu 16: Một chiếc xe máy đang di chuyển với vận tốc 15 m/s trên đoạn đường thẳng thì người lái xe này bắt đầu tăng ga và xe máy chuyển động nhanh dần đều. Sau thời gian là 10s, xe này đạt đến được vận tốc 20 m/s. Gia tốc và vận tốc của xe sau thời gian 20s kể từ khi tăng ga là

    A. 1,5 $m/s^2$ và 27 m/s.

    B. 1,5 $m/s^2$ và 25 m/s.

    C. 0,5 $m/s^2$ và 25 m/s.

    D. 0,5 $m/s^2$ và 27 m/s.

Câu 17: Một chiếc xe chuyển động thẳng biến đổi đều có phương trình vận tốc là v = 10 – 2t, với t thính theo đơn vị s, v tính theo đơn vị m/s. Quãng đường mà chiếc xe đó đi được trong thời gian 8 s đầu tiên là

    A. 26 m.

    B. 16 m.

    C. 34 m.

    D. 49 m.

Câu 18: Một chiếc xe đạp đang chuyển động với vận tốc 5 m/s thì người đạp hãm phanh và chuyển động thẳng chậm dần đều. Hình 3.1 dưới là đồ thị vận tốc – thời gian của chiếc xe đạp. Quãng đường mà xe đạp đi được từ lúc hãm phanh cho đến khi dừng lại là

    A. 50 m.

    B. 10 m.

    C. 11 m.

    D. 25 m.

Câu 19: Một chiếc ô tô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc là 40 km/h thì đột ngột tăng ga rồi chuyển động thẳng nhanh dần đều. Biết rằng sau khi chạy được quãng đường là 1 km thì ô tô đó đạt được vận tốc là 60 km/h. Gia tốc của ô tô là bao nhiêu?

    A. 20 $km/h^2$.

    B. 1000 $m/s^2$.

    C. 1000 $km/h^2$.

    D. 10 $km/h^2.

Câu 20: Hình 3.2 dưới đây diễn tả đồ thị vận tốc – thời gian của một xe chuyển động trên một đường thẳng. Gia tốc của xe trong khoảng thời gian (5 : 10s) là:

    A. 0,2 $m/s^2$

    B. 0,4 $m/s^2$

    C. 0,6 $m/s^2$

    D. 0,8 $m/s^2$

Đáp án bài tập:

Qua bài viết này, VUIHOC mong rằng có thể giúp các em hiểu được phần nào kiến thức về chuyển động biến đổi đều. Để học nhiều hơn các kiến thức Vật lý 10 cũng như Vật lý THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!