Bài toán đồ thị vận tốc, thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài toán đồ thị vận tốc, thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài toán đồ thị vận tốc, thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều.

Bài toán đồ thị vận tốc, thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Vận tốc tức thời v trong chuyển động thẳng biến đổi đều là hàm bậc nhất của thời gian t, nên đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động này có dạng như hình dưới

Một số dạng đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều

Tính độ dịch chuyển bằng đồ thị vận tốc – thời gian (v – t)

- Trong khoảng thời gian t, vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v thì độ dịch chuyển có độ lớn bằng diện tích của hình chữ nhật, các cạnh có độ dài là v và t. Độ lớn: d = v.t.

- Trong khoảng thời gian t, vật chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc ban đầu v₀ thì độ dịch chuyển có độ lớn bằng diện tích của hình thang vuông có đường cao là t và các đáy có độ lớn v₀, v.

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Một quả bóng bàn được bắn ra theo phương ngang với vận tốc đầu bằng không đến va chạm vào tường và bật lại trong khoảng thời gian rất ngắn. Hình dưới là đồ thị (v – t) mô tả chuyển động của quả bóng trong 20 s đầu tiên. Tính quãng đường mà quả bóng bay được sau 20 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động.

A. 37,5 m.

B. 75 m.

C. 112,5 m.

D. 150 m.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Quãng đường mà quả bóng bay được sau 20 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động được tính bằng diện tích của phần đồ thị được tô màu xanh.

$s=s_1+s_2=\frac{1}{2}\mathrm{.5.15}+\frac{1}{2}\mathrm{.15.10}$$=37,5+75=112,5m$

Ví dụ 2: Hình dưới là đồ thị vận tốc - thời gian của một chiếc xe chuyển động thẳng. Trường hợp nào sau đây là đúng?

A. Trong khoảng thời gian từ 2s đến 5 s xe đứng yên.

B. Xe trở về vị trí ban đầu lúc t = 9 s.

C. Trong 4 s cuối, xe giảm tốc với gia tốc 12 m/s²_.

D. Trong 2 s đầu tiên, xe tăng tốc với gia tốc 6 m/s².

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

A – Trong khoảng thời gian từ 2s đến 5 s xe chuyển động với vận tốc không đổi là 12 m/s.

B – Tại thời điểm t = 9 s, vận tốc của xe là 0 m/s.

C – Trong 4 s cuối, gia tốc của xe là: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{0-12}{9-5}$$=-\frac{12}{4}=-3{\text{m/s}}^2$

Có nghĩa là, trong 4 s cuối vận tốc của xe giảm dần, gia tốc của xe lúc đó có độ lớn là 3 m/s².

D. Trong 2 s đầu, gia tốc của xe là: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{12-0}{2-0}$$=\frac{12}{2}=6{\text{m/s}}^2$.

3. Bài tập trắc nghiệm

Sử dụng đề bài sau đây để trả lời các bài 1, 2, 3, 4.

Xét một người đi xe máy trên một đoạn đường thẳng. Tốc độ của xe máy tại mỗi thời điểm được ghi lại trong bảng dưới đây.

t (s)	0	5	10	15	20	25	30
v (m/s)	0	15	30	30	20	10	0

Bài 1: Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian của xe máy.

Hướng dẫn giải

Đồ thị vận tốc – thời gian của xe máy

Bài 2: Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về tính chất chuyển động của xe máy.

A. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 10 s: xe chuyển động thẳng nhanh dần đều.

B. Trong khoảng thời gian từ 10 đến 15 s: xe chuyển động thẳng đều.

C. Trong khoảng thời gian từ 15 đến 30 s: xe chuyển động thẳng chậm dần đều.

D. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 30 s: xe chuyển động thẳng đều.

Đáp án đúng là D

Trong khoảng thời gian từ 0 đến 10 s: xe chuyển động thẳng nhanh dần đều.

Trong khoảng thời gian từ 10 đến 15 s: xe chuyển động thẳng đều.

Trong khoảng thời gian từ 15 đến 30 s: xe chuyển động thẳng chậm dần đều.

Bài 3: Xác định gia tốc của xe máy trong 10 s đầu tiên.

A. 0 m/s².

B. 3 m/s.

C. 3 m/s².

D. -3 m/s².

Đáp án đúng là C

Trong 10 s đầu tiên, gia tốc: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{30-0}{10-0}=3m/s^2$

Bài 4: Từ đồ thị vận tốc – thời gian, tính quãng đường mà người này đã đi được sau 30 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động.

A. 150 m.

B. 525 m.

C. 30 m.

D. 245 m.

Đáp án đúng là B

Quãng đường đi được trong 30 s bằng diện tích giới hạn phía dưới đồ thị, chính là diện tích của hình thang được tô màu xanh.

$s=\frac{\left(5+30\right).30}{2}=525m$.

Bài 5: Hình dưới là đồ thị vận tốc – thời gian của một xe chuyển động trên đường thẳng. Gia tốc của xe trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 s là:

A. 0,8 m/s².

B. 0,6 m/s².

C. 0,4 m/s².

D. 0,2 m/s².

Đáp án đúng là: A

Từ giây thứ 5 đến giây thứ 10, gia tốc có giá trị không đổi:

$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{6-2}{10-5}$$=\frac{4}{5}=0,8{\text{m/s}}^2$

Bài 6: Cho đồ thị dưới, hãy xác định độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian từ 5 s đến 10 s:

A. 5 m.

B. 10 m.

C. 15 m.

D. 20 m.

Đáp án đúng là: D

Độ lớn độ dịch chuyển = diện tích dưới đồ thị vận tốc – thời gian.

Độ lớn độ dịch chuyển là diện tích hình thang được tô màu:

$d=\frac{(6+2).5}{2}=\frac{40}{2}=20\text{m.}$

Bài 7: Đồ thị bên dưới mô tả sự thay đổi vận tốc theo thời gian trong chuyển động của một vật đang chuyển động từ A đến B. Gia tốc của ô tô từ giây thứ 20 đến giây thứ 28 là bao nhiêu?

A. 2,5 m/s².

B. – 2,5 m/s².

C. 0 m/s².

D. 5 m/s².

Đáp án đúng là: B

Gia tốc của ô tô từ giây thứ 20 đến giây thứ 28 là: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{-20-0}{28-20}$$=-2,5m/s^2$

Bài 8: Dựa theo đồ thị vận tốc – thời gian của một vật chuyển động thẳng ta được đồ thị như hình vẽ. Chuyển động trên đoạn DF là chuyển động

A. thẳng đều.

B. thẳng nhanh dần đều.

C. thẳng chậm dần đều.

D. thẳng có gia tốc biến đổi.

Đáp án đúng là: C

Trong trường hợp này chúng ta thấy đồ thị trên đoạn DF có dạng đường thẳng, độ dốc âm nên vận tốc giảm đều theo thời gian. Chuyển động này là chuyển động thẳng chậm dần đều.

Bài 9: Dùng đồ thị v – t, độ dịch chuyển được xác định bằng

A. phần diện tích giới hạn bởi các đường v (t), v = 0, t = t₁ và t = t₂.

B. phần diện tích giới hạn bởi các đường v (t), v = v₁, t = t₁ và t = t₂.

C. phần diện tích giới hạn bởi các đường v (t), v = v₁, t = 0 và t = t₂.

D. phần diện tích giới hạn bởi các đường v (t), t = t₁ và t = t₂.

Đáp án đúng là: A

Dùng đồ thị v – t, độ dịch chuyển được xác định bằngphần diện tích giới hạn bởi các đường v (t), v = 0, t = t₁ và t = t₂. Ví dụ phần bôi đậm trên hình.

Bài 10: Đồ thị vận tốc - thời gian ở hình bên dưới mô tả chuyển động của chú chó con đang chạy trong một ngõ thẳng và hẹp.

Tính quãng đường đi được của chú chó sau 2 s?

A. 1 m.

B. 2 m.

C. 3 m.

D .4 m.

Đáp án đúng là B.

Quãng đường chú chó đi được sau 2s là: s₁ = v₁.t₁ = 1.2 = 2m

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

• Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
• Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều
• Xác định thời gian, quãng đường, vận tốc trong chuyển động rơi tự do
• Phương trình chuyển động rơi tự do
• Chuyển động của vật ném ngang
• Chuyển động của vật ném xiên

Để học tốt lớp 10 các môn học sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---