Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Bài 1 trang 43 Vật Lí 10: Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con đang chạy trong ngõ thẳng và hẹp.

a) Hãy mô tả chuyển động của chú chó.

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của chú chó sau 2s; 4s; 7s và 10s bằng đồ thị và bằng công thức.

Lời giải:

a) Mô tả chuyển động:

- Từ giây thứ 0 đến giây thứ 2: chuyển động thẳng đều với vận tốc 1 m/s.

- Từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: chuyển động thẳng nhanh dần đều từ 1 m/s đến 3 m/s.

- Từ giây thứ 4 đến giây thứ 7: chuyển động chậm dần đều từ 3 m/s về 0 m/s.

- Từ giây thứ 7 đến giây thứ 8: đứng yên.

- Từ giây thứ 8 đến giây thứ 9: chuyển động thẳng nhanh dần đều theo chiều ngược lại (theo chiều âm).

- Từ giây thứ 9 đến giây thứ 10: chuyển động thẳng đều theo chiều âm.

b) Tính quãng đường và độ dịch chuyển bằng đồ thị

- Sau 2 giây:

+ Quãng đường: s₁ = 1.2 = 2m

+ Độ dịch chuyển: d₁ = 1.2 = 2m

- Sau 4 giây:

+ Quãng đường: s₂ = s₁ + $\frac{1}{2}$.(1 + 3).2 = 6m

+ Độ dịch chuyển: d₂ = d₁ + $\frac{1}{2}$.(1 + 3).2 = 6m

- Sau 7 giây:

+ Quãng đường: s₃ = s₂ + $\frac{1}{2}$.3.3 = 10,5m

+ Độ dịch chuyển: d₃ = d₂ + $\frac{1}{2}$.3.3 = 10,5m

- Sau 10 giây:

+ Từ giây thứ 7 đến giây thứ 8 vật đứng yên nên quãng đường bằng 0.

+ Quãng đường: s₄ = s₃ + $\frac{1}{2}$.1.1 + 1.1 = 12m

+ Độ dịch chuyển: d₄ = d₃ + $\frac{1}{2}$.(-1).1 + (-1).1 = 9m

Tính quãng đường và độ dịch chuyển bằng công thức:

- Sau 2 giây:

+ Độ dịch chuyển: d₁ = v₀t₁ = 1.2 = 2m

+ Vật chuyển động thẳng không đổi chiều nên quãng đường bằng độ dịch chuyển: s₁ = d₁ = 2m

- Sau 4 giây:

+ Gia tốc tính từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: a₁ = $\frac{v_2-v_1}{4-2}=\frac{3-1}{4-2}$ = 1m/s²

+ Độ dịch chuyển: d₂ = d₁ + v₁t₂ + $\frac{1}{2}{a}_1{t}_2^2$ = 2 + 1.2 + $\frac{1}{2}$.1.2² = 6m

+ Vật chuyển động thẳng không đổi chiều nên quãng đường bằng độ dịch chuyển: s₂ = d₂ = 6m

- Sau 7 giây:

+ Gia tốc tính từ giây thứ 4 đến giây thứ 7: a₂ = $\frac{v_3-v_2}{7-4}=\frac{0-3}{7-4}$ = -1m/s²

+ Độ dịch chuyển: d₃ = d₂ + v₂t₃ + $\frac{1}{2}{a}_2{t}_3^2$ = 6 + 3.3 + $\frac{1}{2}$.(-1).3² = 10,5m

+ Vật chuyển động thẳng không đổi chiều nên quãng đường bằng độ dịch chuyển: s₃ = d₃ = 10,5m

- Sau 10 giây:

+ Từ giây thứ 7 đến giây thứ 8 vật đứng yên nên quãng đường bằng 0.

+ Từ giây thứ 8 đến giây thứ 9 vật chuyển động theo chiều âm

+ Gia tốc tính từ giây thứ 8 đến giây thứ 9: a₃ = $\frac{v_5-v_4}{9-8}=\frac{-1-0}{9-8}$ = -1m/s²

+ Độ dịch chuyển từ giây thứ 8 đến giây thứ 9:

d₄ = v₄t₅ + $\frac{1}{2}{a}_3{t}_5^2$ = 0.1 + $\frac{1}{2}$.(-1).1² = -0,5m

+ Quãng đường vật đi được từ giây thứ 8 đến giây thứ 9 là: s' = 0,5m

+ Từ giây thứ 9 đến giây thứ 10 vật chuyển động thẳng đều nên gia tốc bằng 0

+ Độ dịch chuyển từ giây thứ 9 đến giây thứ 10: d₅ = v₅t₆ = (-1).1 = -1m

+ Quãng đường vật đi được từ giây thứ 9 đến giây thứ 10 là: s'' = 1m

+ Độ dịch chuyển sau 10 giây: d = d₃ + d₄ + d₅ = 10,5 - 0,5 - 1 = 9m

+ Quãng đường sau 10 giây: s = s₃ + s₄ + s₅ = 10,5 + 0,5 + 1 = 12m

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

• Khởi động trang 40 Vật Lí 10: Hình trên mô tả sự thay đổi vị trí và vận tốc của ô tô, người sau những khoảng ....

• Câu hỏi 1 trang 40 Vật Lí 10: Tính gia tốc của các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài ....

• Câu hỏi 2 trang 40 Vật Lí 10: Các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài có phải là chuyển động thẳng biến đổi đều ....

• Câu hỏi 1 trang 41 Vật Lí 10: Từ các đồ thị trong Hình 9.1: a) Hãy viết công thức về mối liên hệ giữa v với a ....

• Câu hỏi 2 trang 41 Vật Lí 10: Hình 9.2 là đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động của một bạn đang đi trong siêu thị ....

• Câu hỏi 1 trang 42 Vật Lí 10: Hãy tính độ dịch chuyển của chuyển động có đồ thị (v – t) vẽ ở Hình 9.3b ....

• Câu hỏi 2 trang 42 Vật Lí 10: Chứng tỏ rằng có thể xác định được giá trị của gia tốc dựa trên đồ thị (v – t) ....

• Câu hỏi 3 trang 42 Vật Lí 10: Biết độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng biến đổi đều có độ lớn bằng diện tích ....

• Câu hỏi 2 trang 42 Vật Lí 10: Từ công thức (9.2) và (9.4) chứng minh rằng: $v_t^2-v_0^2$ = 2.a.d (9.5) ....

• Câu hỏi trang 42 Vật Lí 10: Hãy dùng đồ thị (v – t) vẽ ở Hình 9.4 để: a) Mô tả chuyển động; ....

• Bài 2 trang 43 Vật Lí 10: Một vận động viên đua xe đạp đường dài vượt qua vạch đích với tốc độ 10 m/s ....

• Em có thể trang 43 Vật Lí 10: Từ đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều mô tả được chuyển động này ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)

---