Ôn tập kiến thức vật lí 10 cánh diều bài 2: Chuyển động biến đổi

[toc:ul]

I. CÔNG THỨC CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU 

Chuyển động thẳng với gia tốc không đổi được gọi là chuyển động thẳng biến đổi đều. 

1. Công thức tính vận tốc 

Công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều: 

v = v$_{0}$ + at (1)

Trong đó: 

• v: vận tốc tại thời điểm t 
• v$_{0}$: vận tốc tại thời điểm ban đầu t$_{0}$ = 0
• a: gia tốc không đổi 

2. Công thức tính độ dịch chuyển 

Vận tốc trung bình của vật chuyển động thẳng biến đổi đều bằng nửa tổng vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng của nó: 

$v_{tb}=\frac{v_{0}+v}{2}$

Độ dịch chuyển = vận tốc trung bình x thời gian.

$d=\frac{v_{0}+v}{2}.t$ (2)

3. Công thức tính quãng đường 

Ta có: v = v$_{0}$ + at (1) và $s=\frac{v_{0}+v}{2}.t$ (2)

Thay v từ công thức (1) vào công thức (2), ta được: 

$s=\frac{v_{0}+v_{0}+at}{2}.t\Rightarrow s=v_{0}t+\frac{1}{2}at^{2}$ (3)

4. Công thức liên hệ quãng đường, vận tốc và gia tốc 

Ta có: 

v = v$_{0}$ + at => $t=\frac{v-v_{0}}{a}$   (1')   

$s=\frac{v_{0}+v}{2}.t$ (2)

Thay t từ công thức (1’) vào (2), ta được: 

$s=\frac{v_{0}+v}{2}.\frac{v-v_{0}}{a}=\frac{v^{2}-v_{0}^{2}}{2a}$

Từ đây ta có: 

$v^{2}-v_{0}^{2}=2as$  (4)

II. GIA TỐC RƠI TỰ DO 

1. Gia tốc rơi tự do 

• Thí nghiệm sự rơi tự do 
• Sự rơi của một vật khi chịu tác dụng của trọng lực  được gọi là sự rơi tự do. 
• Gia tốc rơi tự do kí hiệu là g, có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới, độ lớn g = 9,81m/s$^{2}$

2. Đo gia tốc rơi tự do 

Dụng cụ: (SGK – tr36)

Tiến hành 

• Bước 1: Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 4.7 

• Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng 4.2

• Bước 3: Xử lí kết quả 

Quãng đường s = 0,400 m

Thời gian rơi trung bình:

$\bar{t}=\frac{t_{1}+t_{2}+t_{3}}{3}=\frac{0,285+0,286+0,284}{3}=0,285s$

Gia tốc trong lần đo 1:

$g_{1}=\frac{2s}{t_{1}^{2}}=\frac{2.0,4}{0,285^{2}}=9,849m/s^{2}$

Gia tốc trong lần đo 2:

$g_{2}=\frac{2s}{t_{2}^{2}}=\frac{2.0,4}{0,286^{2}}=9,780m/s^{2}$

Gia tốc trong lần đo 3:

$g_{3}=\frac{2s}{t_{3}^{2}}=\frac{2.0,4}{0,284^{2}}=9,919m/s^{2}$

Gia tốc trung bình:

$\bar{g}=\frac{g_{1}+g_{2}+g_{3}}{3}=\frac{9,849+9,780+9,919}{3}=9,849m/s^{2}$

Sai số tuyệt đối của gia tốc:

∆g$_{1}$ = |$\bar{g}$ - g$_{1}$| = |9,849 - 9,849| = 0 m/s$^{2}$

∆g$_{2}$ = |$\bar{g}$ - g$_{2}$| = |9,849 - 9,780| = 0,069 m/s$^{2}$

∆g$_{3}$ = |$\bar{g}$ - g$_{3}$| = |9,849 - 9,919| = 0,070 m/s$^{2}$

Sai số tuyệt đối trung bình:

$\overline{\Delta g}=\frac{\Delta g_{1}+\Delta g_{2}+\Delta g_{3}}{3}=\frac{0+0,069+0,070}{3}=0,046m/s^{2}$

Kết quả: g = 9,848 ± 0,046 m/s$^{2}$

III. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM 

1. Vận tốc ban đầu theo phương ngang 

Mô tả chuyển động 

• Hình 4.8 mô tả quá trình chuyển động của hai quả bóng nhỏ giống nhau được thả từ 1 độ cao như nhau. 
• Quả bóng thứ nhất được thả rơi theo phương thẳng đứng, chuyển động nhanh dần xuống dưới; 
• Quả bóng thứ 2 được ném theo phương nằm ngang (quỹ đạo chuyển động có dạng đường cong. 
• Kết quả: 2 quả bóng chạm đất đồng thời 

=> Vận tốc theo phương ngang của quả bóng thứ 2 không ảnh hưởng đến chuyển động thẳng đứng của nó.

Giải thích chuyển động 

• Hai quả bóng cùng có gia tốc thẳng đứng bằng nhau với giá trị là g 
• Lực tác dụng vào một vật có thể làm thay đổi cả tốc độ và hướng chuyển động của vật, tức là làm thay đổi vận tốc của vật. Nếu bỏ qua lực cản không khí thì theo phương nằm ngang không có lực nào tác dụng lên các quả bóng. Vì thế vận tốc theo phương này sẽ giữ nguyên giá trị ban đầu của nó.

C1.

• Dạng đồ thị: parabol.

• Mô tả chuyển động của quả bóng: Quả bóng rơi nhanh dần xuống dưới đồng thời chuyển động đều theo phương ngang. 

2. Vận tốc ban đầu tạo góc xác định với phương ngang

Mô tả chuyển động 

• Hình 4.9 cho thấy hình ảnh của một quả bóng được ném xuống sàn và nảy lên xiên góc với phương ngang 
• Theo phương thẳng đứng: quả bóng đi lên chậm dần, khi rơi xuống nhanh dần. 
• Theo phương ngang: quả bóng chuyển động đều sang phải. 

Giải thích chuyển động 

• Sau khi nảy lên, nếu bỏ qua lực cản của không khí, quả bóng chịu tác dụng của lực hấp dẫn, tức là trọng lực tác dụng lên nó hướng thẳng đứng xuống dưới. Vì vậy, quả bóng đi lên chậm dần, đi xuống nhanh dần. 
• Chuyển động ngang của quả bóng không bị ảnh hưởng bởi trọng lực. 
• Trong điều kiện không có lực cản của không khí, quả bóng có vận tốc không đổi theo phương ngang nên nó chuyển động đều sang phải.

Dự án học tập: Điều kiện ném vật trong không khí để đạt độ cao hoặc tầm xa lớn nhất. 

=> Độ cao và tầm xa của vật bị ném phụ thuộc vào góc giữa vận tốc ban đầu và phương nằm ngang.