Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Vận dụng các công thức 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 Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều.

Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

- Công thức tính độ dịch chuyển: $d=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2$

- Phương trình tọa độ của vật: $x=x_0+v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2$

- Công thức độc lập thời gian: $v^2-v_0^2=2ad$

Chú ý: a.v > 0 nếu chuyển động nhanh dần đều và a.v < 0 nếu chuyển động chậm dần đều.

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Một tàu hỏa dừng lại hẳn sau 30s kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó tàu chạy được 180m. Tính vận tốc của tàu lúc bắt đầu hãm phanh và gia tốc của tàu?

A. Vận tốc của tàu lúc hãm phanh là 15m/s và gia tốc là $0,4m/s^2$.

B. Vận tốc của tàu lúc hãm phanh là 12m/s và gia tốc là -$0,4m/s^2$.

C. Vận tốc của tàu lúc hãm phanh là 15m/s và gia tốc là $0,2m/s^2$.

D. Vận tốc của tàu lúc hãm phanh là 12m/s và gia tốc là -$0,2m/s^2$.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Gọi vận tốc ban đầu của tàu hỏa là $v_0$

Ta có công thức: $v=v_0+at\Rightarrow$$v_0=v-at=-30a$ (1)

Quãng đường tàu hỏa đi được từ khi hãm phanh đến lúc dừng lại

$s=d=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2\Rightarrow$$180=30v_0+\frac{1}{2}.a{.30}^2=30v_0+450a$ (2)

Từ (1) và (2) ta có

Ví dụ 2: Một chiếc canô chạy với vận tốc 20m/s, $a=2,5m/s^2$ cho đến khi đạt được v = 30m/s thì bắt đầu giảm tốc độ cho đến khi dừng hẳn. Biết canô từ lúc bắt đầu tăng vận tốc cho đến khi dừng hẳn là 12s. Hỏi quãng đường cano đã chạy?

A. 100m.

B. 120m.

C. 220m.

D. 250m.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Gọi thời gian canô tăng tốc là $t_1$

Từ công thức tính vận tốc, ta tính được thời gian cano tăng tốc:

$v=v_0+a{t}_1\iff$$30=20+2,5t_1\Rightarrow t_1=4s$

Vậy thời gian canô giảm tốc độ là: $t_2=12-t_1=12-4=8s$

Quãng đường canô đi được khi tăng tốc là: $s_1=v_0{t}_1+\frac{1}{2}a{t}_1^2$$=20.4+\frac{1}{2}.2,{5.4}^2=100m$

Gia tốc của canô từ lúc bắt đầu giảm tốc độ đến khi dừng hẳn là: $a=\frac{0-30}{8}=-3,75m/s^2$

Quãng đường đi được từ khi canô bắt đầu giảm tốc độ đến khi dừng hẳn là:

$s_2=30.8+\frac{1}{2}.(-3,75){.8}^2=120m$

Tổng quãng đường canô đã chạy là: $s=s_1+s_2$$=100+120=220m$

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Một ô tô chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc $v_0=5m/s$. Trong giây thứ 5 xe đi được quãng đường 10m. Tính gia tốc của xe?

A. $a=\frac{10}{9}m/s^2$

B. $a=1,2m/s^2$

C. $a=1,4m/s^2$

D. $a=\frac{4}{3}m/s^2$

Đáp án đúng là A

Quãng đường ô tô đi được trong 5 giây đầu là:

$s_5=v_0{t}_5+\frac{1}{2}a{t}_5^2$$=5.5+\frac{1}{2}.a{.5}^2=25+12,5a$

Quãng đường ô tô đi được trong 4 giây đầu là: $s_4=v_0{t}_4+\frac{1}{2}a.t_4^2$$=5.4+\frac{1}{2}.a{.4}^2=20+8a$

Quãng đường đi được trong giây thứ 5 là: $s=s_5-s_4=25+12,5a-20-8a$$=5+4,5a=10\Rightarrow a=\frac{10}{9}m/s^2$

Bài 2: Một xe chuyển động nhanh dần đều với vận tốc ban đầu 4m/s. Trong giây thứ 3 xe đi được 5m. Tính quãng đường xe đi được trong 10s?

A. 30m.

B. 40m.

C. 50m.

D. 60m.

Đáp án đúng là D

Quãng đường xe đi trong 3 giây đầu là: $s_3=v_0{t}_3+\frac{1}{2}a.t_3^2$$=4.3+\frac{1}{2}a{.3}^2=12+4,5a$

Quãng đường xe đi được trong 2 giây là: $s_2=v_0{t}_2+\frac{1}{2}a{t}_2^2$$=4.2+\frac{1}{2}a{.2}^2=8+2a$

Quãng đường xe đi trong giây thứ 3 là: $s=s_3-s_2=12+4,5a-8-2a$$=4+2,5a=5\Rightarrow a=0,4m/s^2$

Quãng đường xe đi được trong 10s là:

$s_{10}=v_0{t}_{10}+\frac{1}{2}a.t_{10}^2$$=4.10+\frac{1}{2}.0,{4.10}^2=60m$

Bài 3: Trong các phương trình mô tả vận tốc v (m/s) của vật theo thời gian t (s) dưới đây, phương trình nào mô tả chuyển động thẳng biến đổi đều?

A. v = 7.

B. $v=6t^2+2t-2$.

C. v = 5t – 4.

D. $v=6t^2-2$.

Đáp án đúng là: C

Phương trình mô tả vận tốc theo thời gian có dạng: $v=v_o+at$

Đối chiếu với các đáp án thì đáp án C là chính xác.

Bài 4: Xét hai xe A và B chuyển động cùng nhau vào hầm Thủ Thiêm dài 1 490 m. Xe A chuyển động với tốc độ ban đầu trước khi vào hầm là 60 km/h và chuyển động chậm dần đều với gia tốc 144 km/h², xe B chuyển động chậm dần đều với gia tốc 120 km/h² từ lúc bắt đầu chạy vào hầm với tốc độ 55 km/h. Nhận định nào sau đây là đúng về thời gian chuyển động của hai xe trong hầm?

A. Hai xe đi hết hầm Thủ Thiêm cùng một khoảng thời gian.

B. Xe B ra khỏi hầm trước xe A.

C. Xe A ra khỏi hầm trước xe B.

D. Dữ liệu bài toán không đủ kết luận.

Đáp án đúng là: C

Đổi: 60 km/h = $\frac{50}{3}m/s$; $55km/h=\frac{275}{18}m/s$; $144km/h^2=\frac{1}{90}m/s^2$;

$120km/h^2=\frac{1}{108}m/s^2$

Xét xe A: $s_A=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2$$\iff 1490=\frac{50}{3}.t+\frac{1}{2}.\frac{1}{90}.t^2$$\iff t\approx 87s$

Xét xe B: $s_B=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2$$\iff 1490=\frac{275}{18}.t+\frac{1}{2}.\frac{1}{108}.t^2$$\iff t\approx 95s$

Vậy xe A ra khỏi hầm trước xe B.

Bài 5: Một đoàn tàu bắt đầu rời ga, chuyển động thẳng nhanh dần đều. Sau khi đi được 1000 m đạt đến vận tốc 10 m/s. Tính vận tốc của tàu sau khi đi được 2000 m.

A. 14,14 m/s.

B. 15,5 m/s.

C. 15 m/s.

D. 10 m/s.

Đáp án đúng là: A.

Gia tốc của tàu là: $a=\frac{v^2-v_0^2}{2.d_1}$$=\frac{{10}^2-0^2}{2.1000}=0,05(m/s^2).$

Vận tốc của tàu sau khi đi được 2000 m là:

$v_2^2-v_0^2=2.a.d_2$$\Rightarrow v_2=\sqrt{2.a.d_2+v_0^2}$$=14,14(m/s).$

Bài 6: Nếu $t_0=0$ với vật chuyển động thẳng biến đổi đều. Chọn đáp án đúng.

A. Phương trình vận tốc là $\nu ={\nu }_0+a.t$

B. Phương trình độ dịch chuyển $d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2$

C. Phương trình liên hệ giữa a, v và d là ${\nu }^2-v_0^2=2.a.d$

D. Cả A, B và C đều đúng.

Đáp án đúng là: D.

Vật chuyển động thẳng biến đổi đều nếu $t_0=0$

- Phương trình vận tốc là $\nu ={\nu }_0+a.t$

- Phương trình độ dịch chuyển $d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2$

- Phương trình liên hệ giữa a, v và d là ${\nu }^2-v_0^2=2.a.d$

Bài 7: Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 36 km/h thì hãm phanh chuyển động thẳng chậm dần đều để vào ga. Sau 2 phút thì dừng lại ở sân ga. Tính quãng đường mà tàu đi được trong thời gian hãm phanh. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu.

A. 400 m.

B. 500 m.

C. 120 m.

D. 600 m.

Đáp án đúng là: D.

Đổi 36 km/h = 10 m/s. 2 phút = 120 giây.

- Gia tốc của tàu là: $a=\frac{\nu -{\nu }_0}{\Delta t}=\frac{0-10}{120}$$=-\frac{1}{12}m/s^2$

- Quãng đường tàu đi được là:

$s=d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2$$=10.120+\frac{1}{2}.\left(-\frac{1}{12}\right){.120}^2=600m$

Bài 8: Một đoàn tàu rời ga chuyển động nhanh dần đều. Sau 1 phút 40 giây tàu đạt tốc độ 36 km/h. Quãng đường tàu đi được trong 1 phút 40 giây đó là bao nhiêu? Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu.

A. 1,5 km.

B. 3,6 km.

C. 0,5 km.

D. 5,0 km.

Đáp án đúng là: C.

- Gia tốc của tàu là: $a=\frac{\nu -{\nu }_0}{\Delta t}$$=\frac{10-0}{100}=0,1m/s^2$

- Quãng đường tàu đi được là:

$s=d={\nu }_0.t+\frac{1}{2}.a.t^2$$=0.120+\frac{1}{2}.0,{1.100}^2$$=500m=0,5km$

Bài 9: Một ô tô chạy thẳng đều với tốc độ 40 km/h bỗng tăng ga chuyển động nhanh dần đều. Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Tính gia tốc của xe, biết rằng sau khi tăng ga chạy được quãng đường 1 km thì ô tô đạt tốc độ 60 km/h.

A. 1500 km / h²

B. 1000 km / h²

C. 2000 km / h²

D. 1800 km / h²

Đáp án đúng là: B.

Từ ${\nu }^2-v_0^2=2.a.d$$\Rightarrow {60}^2-40=_{2}2.a.1$$\Rightarrow a=1000km/h^2$

Bài 10: Một xe máy đang đi với tốc độ 36 km/h bỗng người lái xe thấy có một cái hố trước mặt, cách xe 20 m. Người ấy phanh gấp và xe đến sát miệng hố thì dừng lại. Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Tính gia tốc của xe.

A. –1 m / s².

B. 1,5 m / s².

C. 2 m / s².

D. -2,5 m / s².

Đáp án đúng là: D.

${\nu }^2-v_0^2=2.a.d$$\Rightarrow 0^2-{\left(\frac{{36.10}^3}{3600}\right)}^2=2.a.20$$\Rightarrow a=-2,5\left(m/s^2\right)$

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

• Vận dụng công thức gia tốc của chuyển động biến đổi
• Bài toán đồ thị vận tốc, thời gian 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

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

---