[Vật lý 10] Chuyển động thẳng đều là gì? Lý thuyết và bài tập MỚI NHẤT 2022

Chương mở đầu của Vật lý lớp 10 chúng ta được làm quen với lý thuyết và bài tập về các chuyển động. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn về các loại chuyển động thẳng đều, chuyển động biến đổi đều và chuyển động tròn đều. Từ đó thấy được sự khác nhau trong quá trình làm bài tập!

Bạn đang xem bài viết: Chuyển động thẳng đều

Chuyển động thẳng đều là gì

Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.

Đặc điểm của chuyển động thẳng đều

• Chuyển động thẳng đều có những đặc điểm như sau:

       + Quỹ đạo chuyển động: là một đường thẳng

       + Vận tốc chuyển động: không đổi

       + Gia tốc chuyển động: bằng không

Từ đó ta có công thức liên hệ giữa v – s – t của chuyển động thẳng đều
s = v/t

Trong đó:

       + v: vận tốc của chuyển động thẳng đều

       + s: quãng đường đi được

       + t: thời gian đi hết quãng đường s

• Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t.

Xem thêm: [Vật lý 10] Chuyển động thẳng biến đổi đều và bài tập luyện tập

Phương trình chuyển động thẳng đều

x = x₀ + v(t – t₀)

Trong đó:

       + x: tọa độ của vật tại thời điểm t

       + x₀: tọa độ của vật tại thời điểm ban đầu t₀

       + v: vận tốc tức thời (gọi tắt là vận tốc) của vật

       + t₀: gốc thời gian

Lưu ý:

+ Để đơn giản: ta chọn gốc thời gian t₀ = 0

+ Quãng đường vật đi được sau khoảng thời gian $\Delta t$ : 

$s=\left|v\right|\Delta t$

+ Nếu vật chuyển động thẳng và không đổi chiều ta có:

Δx = x−x₀ = s (độ dời bằng quãng đường)

+ Dấu của vận tốc phụ thuộc vào chiều dương mà ta chọn, nếu vật chuyển động cùng chiều dương v  , vật chuyển động ngược chiều dương $v<0.$

Đồ thị của chuyển động thẳng đều

Đồ thị tọa độ theo thời gian (x – t)

x = x₀ + vt dạng đồ thị giống đồ thị của hàm số y = ax + b

Đồ thị vận tốc theo thời gian (v – t)

• Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc không thay đổi

v=v₀

• Đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian.

Bài tập minh họa chuyển động thẳng đều

Ta có một số dạng bài tập minh họa về phần kiến thức chuyển động thẳng đều trong chương trình Vật lý 10 như sau:

Dạng 1: Xác định vận tốc, quãng đường và thời gian trong chuyển động thẳng đều

Phương pháp làm bài: 

-Sử dụng công thức trong chuyển động thẳng đều: s = vt

-Công thức tính tốc độ trung bình:

-Vận tốc trung bình:

Ví dụ: Một xe chạy trong 5h: 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60 km/h, 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40 km/h. Tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động là bao nhiêu?

Quãng đường đi trong 2h đầu: S₁ = v₁.t₁ = 60.2 = 120 km

Quãng đường đi trong 3h sau: S₂ = v₂.t₂ = 40.3 = 120 km

=> Tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động:

v_tb = (s₁ + s₂)/ (t₁ + t₂) = (120 +120)/ (2+3) = 48 km/h

Dạng 2: Viết phương trình chuyển động thẳng đều

Phương pháp làm bài:

• Bước 1: Chọn hệ quy chiếu

+ Trục tọa độ Ox trùng với quỹ đạo chuyển động

+ Gốc tọa độ (thường gắn với vị trí ban đầu của vật )

+ Gốc thời gián (thường là lúc vật bắt đầu chuyển dộng)

+ Chiều dương (thường chọn là chiều chuyển động của vật được chọn làm gốc)

• Bước 2: Từ hệ quy chiếu vừa chọn, xác định các yếu tố sau cho mỗi vật:

Tọa độ đầu x₀ = ? vận tốc v = (bao gồm cả dấu theo chiều chuyển động của vật)? Thời điểm đầu t₀ = ?

• Bước 3: Thiết lập phương trình của chuyển động cho vật từ các yếu tố đã xác định. Đối với chuyển động thẳng đều, ta có công thức:

  x = x₀ + s = x₀ + v(t−t₀)

Với những bài toán cho phương trình chuyển động của hai vật yêu cầu tìm thời gian khi hai vật bằng nhau thì cho x₁ = x₂ rồi tìm t

Ví dụ: Trên đường thẳng từ nhà đến chỗ làm việc của A, cùng một lúc xe 1 khởi hành từ nhà đến chỗ làm với v = 90 km/h. Xe thứ 2 từ chỗ làm đi cùng chiều với v = 50 km/h. Biết quãng đường là 30 km. Lập phương trình chuyển động của mỗi xe với cùng hệ quy chiếu.

Chọn gốc toạ độ tại A, gốc thời gian lúc 2 xe xuất phát.

Chiều dương cùng chiều với chiều chuyển động với hai xe.

x₁ = x₀ + v₁.t = 90t ; x₂ = x₀ + v₂.t = 30 + 50t.

Dạng 3: Vẽ đồ thị của chuyển động thẳng đều

Phương pháp làm bài:

• Bước 1: Chọn hệ quy chiếu, gốc thời gian và tỉ lệ xích thích hợp
• Bước 2: Viết phương trình toạ độ của vật, từ đó vẽ đồ thị chuyển động
• Chú ý:

+ Khi v > 0 ⇔ đồ thị hướng lên

+ Khi v < 0 ⇔ đồ thị hướng xuống dưới

+ Khi v = 0 ⇔ đồ thị nằm ngang

+ Khi v₁ = v₂ ⇔ hai đồ thị song song

+ Hai đồ thị cắt nhau: Toạ độ giao điểm cho biết thời điểm và nơi gặp nhau của hai vật chuyển động.

Ta có các dạng đồ thị:

Đồ thị tọa độ theo thời gian trong chuyển động thẳng đều

Đồ thị vận tốc theo thời gian:

Ví dụ: Đồ thị chuyển động của hai xe (I), (II) được biểu thị trên hình vẽ. Dựa vào đồ thị:

a. Xác định tính chất chuyển động và tính vận tốc của mỗi xe.

b. Lập phương trình toạ độ của mỗi xe

c. Xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau

a. Tính chất chuyển động và tính vận tốc của mỗi xe:

Xe (I): chuyển động thẳng đều

Vận tốc: v1 = Δx₁/Δt₁ = 20/1 = 20 (km/h)

Xe (II): chuyển động thẳng đều

Vận tốc: v₂= Δx₂/Δt₂ = (30 – 20)/(0-(-2)) = 5 (km/h)

b. Phương trình toạ độ của hai xe

Xe (I): x₁ = 20t

Xe (II): x₂ = 20 + 5(t+2)= 30 + 5t

c. Thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau:

Từ đồ thị:

+ Hai xe gặp nhau cách gốc tọa độ 40 km

+ Thời điểm hai xe gặp nhau là lúc 2h

Tổng kết

Như vậy, Công Thức Toán Lý Hóa vừa điểm qua các mục lý thuyết cũng như các dạng bài tập minh họa thường gặp về Chuyển động thẳng đều. Hy vọng các bạn đã ghi chép thật tốt và đừng quên luyện tập thật nhiều để đạt điểm cao nhé!