Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình 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 Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình.

Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

- Tốc độ trung bình là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.

Bước 1: Xác định quãng đường đi được

Bước 2: Xác định thời gian đi hết quãng đường đó

Bước 3: Sử dụng công thức tốc độ trung bình: $v_{tb}=\frac{s}{t}$

Mở rộng: Sử dụng công thức tính tốc độ trung bình: $v_{tb}=\frac{s}{t}=\frac{s_1+s_2+\mathrm{...}+s_n}{t_1+t_2+\mathrm{...}+t_n}$

- Vận tốc được xác định bằng thương số của độ dịch chuyển và khoảng thời gian thực hiện độ dịch chuyển ấy, vận tốc là một đại lượng vectơ.

Bước 1: Xác định độ dịch chuyển của vật

Bước 2: Xác định thời gian thực hiện độ dịch chuyển trên

Bước 3: Sử dụng công thức tính vận tốc trung bình: $v=\frac{\Delta d}{\Delta t}$

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Với tốc độ trung bình 24 km/h, người đi xe đạp sẽ đi được bao nhiêu ki lô mét trong 75 phút?

A. 30 km.

B. 24 km.

C. 75 km.

D. 20 km.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

Quãng đường $s=v.t=24.\frac{75}{60}=30km$

Ví dụ 2: Một máy bay trong 2,5 giờ bay được 1,6.10³ km. Tìm tốc độ trung bình của máy bay.

A. 640 m/h.

B. 640 m/s.

C. 640 km/h.

D. 640 km/s.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Tốc độ trung bình: $v=\frac{s}{t}=\frac{1,{6.10}^3}{2,5}=640km/h$

Ví dụ 3: Hai anh em bơi trong bể bơi thiếu niên có chiều dài 25 m. Hai anh em xuất phát từ đầu bể bơi đến cuối bể bơi thì người em dừng lại nghỉ, còn người anh quay lại bơi tiếp về đầu bể mới nghỉ. Quãng đường bơi được và độ dịch chuyển của hai anh em.

A. $d_{em}=-25m;d_{anh}=0;$$s_{em}=25m;s_{anh}=50m$

B. $d_{em}=0m;d_{anh}=25;$$s_{em}=25m;s_{anh}=50m$

C. $d_{em}=25m;d_{anh}=25;$$s_{em}=50m;s_{anh}=25m$

D. $d_{em}=25m;d_{anh}=0;$$s_{em}=25m;s_{anh}=50m$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là D

Người em: chuyển động thẳng, không đổi chiều.

Người anh: chuyển động thẳng, có đổi chiều quay lại vị trí xuất phát.

$\Rightarrow d_{em}=25m;d_{anh}=0;$$s_{em}=25m;s_{anh}=50m$.

Sử dụng dữ kiện dưới đây để trả lời cho ví dụ 4, 5:

Một ô tô chạy từ địa điểm A đến địa điểm B với vận tốc 40 km/h. Sau đó ô tô quay trở về A với tốc độ 60 km/h. Giả sử ô tô luôn chuyển động thẳng đều.

Ví dụ 4: Tính tốc độ trung bình của ô tô trên cả đoạn đường đi và về.

A. 48 m/s.

B. 48 km/h.

C. 50 km/h.

D. 50 m/s.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Tốc độ trung bình trên cả đoạn đường đi và về:

$v_{tb}=\frac{2AB}{t_1+t_2}=\frac{2AB}{\frac{AB}{v_1}+\frac{AB}{v_2}}$$=\frac{2v_1.v_2}{v_1+v_2}=48km/h$

Ví dụ 5: Tính vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường đi và về.

A. 48 km/h.

B. 50 km/h

C. 0 km/h.

D. 60 km/h.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường đi và về:

$v_{tb}=\frac{d}{t_1+t_2}=\frac{0}{t_1+t_2}=0km/h$

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Một xe chạy trong 5 giờ, 2 giờ đầu xe chạy với tốc độ trung bình 54 km/h, 3 giờ sau xe chạy với tốc độ 45 km/h. Tính tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động?

A. 45,6 km/h.

B. 48,6 km/h.

C. 49 km/h.

D. 52,6 km/h.

Đáp án đúng là B

Quãng đường xe đi trong 2 giờ đầu tiên là: $s_1=v_1.t_1=54.2=108km$

Quãng đường xe đi được trong 3 giờ sau là: $s_2=v_2.t_2=45.3=135km$

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

$v_{tb}=\frac{s_1+s_2}{t_1+t_2}$$=\frac{108+135}{2+3}=48,6km/h$

Bài 2: Một xe đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ trung bình $v_1=15km/h$ và nửa đoạn đường sau với tốc độ trung bình là $v_2=25km/h$. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn đường?

A. 16,75 km/h.

B. 17,75 km/h.

C. 18,75 km/h.

D. 19,75 km/h.

Đáp án đúng là C

Thời gian xe đi nửa đoạn đường đầu là: $t_1=\frac{s_1}{v_1}=\frac{s}{2.15}=\frac{s}{30}$

Thời gian đi nửa đoạn đường cuối là: $t_2=\frac{s_2}{v_2}=\frac{s}{2.25}=\frac{s}{50}$

Tốc độ trung bình trên cả đoạn đường là: $v_{tb}=\frac{s}{t_1+t_2}$$=\frac{s}{s.\left(\frac{1}{30}+\frac{1}{50}\right)}=18,75km/h$

Bài 3: Một ô tô chạy thử nghiệm trên một đoạn đường thẳng. Cứ 5s thì có một giọt dầu từ động cơ của ô tô rơi thẳng xuống mặt đường. Hình vẽ cho thấy mô hình các giọt dầu để lại trên mặt đường.

Ô tô chuyển động trên đường này với tốc độ trung bình là:

A. 12,5 m/s.

B. 15 m/s.

C. 30 m/s.

D. 25 m/s.

Đáp án đúng là: B

Từ giọt đầu tiên đến giọt cuối cùng có 5 khoảng. Giọt đầu tiên rơi vào thời điểm 0 và giọt cuối cùng vào thời điểm 5 . 5s = 25s.

Tốc độ trung bình là: $v_{tb}=\frac{s}{t}=\frac{375m}{25s}=15m/s$

Bài 4: Một người bắt đầu cho xe máy chạy trên một đoạn đường thẳng: trong 10 giây đầu xe chạy được quãng đường 50 m, trong 10 giây tiếp theo xe chạy được 100 m. Tốc độ trung bình của xe máy trong 20 giây đầu tiên là bao nhiêu?

A. 7,5 m/s.

B. 5 m/s.

C. 10 m/s.

D. 2,5 m/s.

Đáp án đúng là A

Tốc độ trung bình của xe máy trong 20 giây đầu tiên: $v_{tb}=\frac{s_1+s_2}{t_1+t_2}$$=\frac{150}{20}=7,5m/s$

Bài 5: Trái Đất quay một vòng quanh Mặt Trời trong thời gian gần 1 năm. Tính tốc độ trung bình của Trái Đất khi nó hoàn thành một vòng quanh Mặt Trời. Xem chuyển động này gần đúng là chuyển động tròn và khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời khoảng 1,5.10¹¹m.

A. 11.10⁵ km/h.

B. 11.10⁴ km/h.

C. 0 km/h.

D. 11.10³ km/h.

Đáp án đúng là B

Tốc độ trung bình: $v_{tb}=\frac{s}{t}=\frac{2\pi R}{T}$$=\frac{2\pi .1,{5.10}^8}{365.24}\approx {11.10}^{4}km/h$

Bài 6: Một chiếc thuyền đi xuôi dòng 1,6 km rồi quay đầu đi ngược dòng 1,2 km. Toàn bộ chuyến đi mất 45 phút. Tìm tốc độ trung bình của thuyền.

A. 2,1 km/h.

B. 1,6 km/h.

C. 3,7 km/h.

D. 0,5 km/h.

Đáp án đúng là C

Đổi 45 phút = 0,75 h

Quãng đường đi được: $s=1,6+1,2=2,8km$

Tốc độ trung bình của thuyền: $v_{tb}=\frac{s}{t}=\frac{2,8}{0,75}=3,7km/h$

Bài 7: Một chiếc thuyền đi xuôi dòng 1,6 km rồi quay đầu đi ngược dòng 1,2 km. Toàn bộ chuyến đi mất 45 phút. Tìm vận tốc trung bình của thuyền.

A. 2,1 km/h.

B. 1,6 km/h.

C. 3,7 km/h.

D. 0,5 km/h.

Đáp án đúng là D

Đổi 45 phút = 0,75 h

Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu (lúc xuôi dòng).

Độ dịch chuyển: $d=d_1+d_2$$=1,6-1,2=0,4km$ hướng xuôi dòng

Vận tốc trung bình: $v=\frac{d}{t}=\frac{0,4}{0,75}=0,53km/h$ hướng xuôi dòng.

Bài 8: Một người bơi dọc trong bể bơi dài 50 m. Bơi từ đầu bể đến cuối bể hết 20 s, bơi tiếp từ cuối bể quay về đầu bể hết 22 s. Xác định vận tốc trung bình trong trường hợp bơi từ đầu bể đến cuối bể.

A. 2,5 m/s.

B. 2,3 m/s.

C. 2 m/s.

D. 1,1 m/s.

Đáp án đúng là A

Chọn chiều dương của độ dịch chuyển là chiều từ đầu bể bơi đến cuối bể bơi.

Bơi từ đầu bể đến cuối bể, trong quá trình này người chuyển động thẳng, không đổi chiều chuyển động nên quãng đường và độ dịch chuyển bằng nhau và bằng chiều dài của bể: s = d = 50 m.

Tốc độ trung bình bằng vận tốc trung bình: $\nu =v=\frac{d}{t}$$=\frac{50}{20}=2,5m/s$

Bài 9: Một người bơi dọc trong bể bơi dài 50 m. Bơi từ đầu bể đến cuối bể hết 20 s, bơi tiếp từ cuối bể quay về đầu bể hết 22 s. Xác định vận tốc trung bình trong trường hợp bơi từ cuối bể về đầu bể.

A. 2,27 m/s.

B. -2,5 m/s.

C. -2,27 m/s.

D. 2,5 m/s.

Đáp án đúng là C

Chọn chiều dương của độ dịch chuyển là chiều từ đầu bể bơi đến cuối bể bơi.

Bơi từ cuối bể về đầu bể.

Vận tốc trung bình: $v=\frac{d}{t}=\frac{-50}{22}$$=-2,27m/s$

Bài 10: Một người bơi dọc trong bể bơi dài 50 m. Bơi từ đầu bể đến cuối bể hết 20 s, bơi tiếp từ cuối bể quay về đầu bể hết 22 s. Xác định vận tốc trung bình trong trường hợp bơi cả đi lẫn về.

A. 2,5 m/s.

B. 0 m/s.

C. -2,27 m/s.

D. -2,5 m/s.

Đáp án đúng là B

Chọn chiều dương của độ dịch chuyển là chiều từ đầu bể bơi đến cuối bể bơi.

Bơi cả đi lẫn về.

Vận tốc trung bình: $v=\frac{d}{t}=\frac{0}{20+22}=0$

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

• So sánh độ dịch chuyển và quãng đường trong chuyển động
• Bài toán vận tốc tổng hợp
• Đồ thị độ dịch chuyển, thời gian của chuyển động thẳng
• Mối liên hệ giữa vận tốc và đồ thị độ dịch chuyển, thời gian của chuyển động thẳng
• Vận dụng công thức gia tốc của chuyển động biến đổi
• Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều

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

---