Cùng DapAnHay đi tìm lời giải cho những câu hỏi sau: Trong đời sống, tốc độ và vận tốc là hai đại lượng đều dùng để mô tả sự nhanh chậm của chuyển động. Em đã từng sử dụng hai đại lượng này trong những trường hợp cụ thể nào? thông qua nội dung Bài 5: Tốc độ và vận tốc môn Vật Lý 10 chương trình sách giáo khoa KNTT được trình bày với nội dung đầy đủ, chi tiết bên dưới đây!
a. Tốc độ trung bình
- Người ta dùng hai cách sau đây để xác định độ nhanh hay chậm của chuyển động:
+ So sánh quãng đường đi được trong cùng một thời gian.
+ So sánh thời gian để đi cùng một quãng đường.
- Người ta thường dùng quãng đường đi được trong cùng một đơn vị thời gian để xác định độ nhanh, chậm của chuyển động. Đại lượng này gọi là tốc độ trung bình của chuyển động (gọi tắt là tốc độ trung bình), kí hiệu là v
Tốc độ trung bình = [Quãng đường đi được : Thời gian]
\(v = \frac{S}{t}\) (5.1a)
Chú ý: Nếu gọi quãng đường đi được tại thời điểm t1 là S1, tại thời điểm t2 là S2 thì:
- Thời gian đi là: \(\Delta t = {t_2} - {t_1}\)
- Quãng đường đi được trong thời gian \(\Delta t\) là \(\Delta s = {s_2} - {s_1}\)
- Tốc độ trung bình của chuyển động là \(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\) (5.1b)
b. Tốc độ tức thời
- Trên xe máy hoặc ô tô, đồng hồ tốc độ (tốc kế) đặt trước mặt người lái xe, chỉ tốc độ mà xe đang chạy vào thời điểm người lái xe đọc số chỉ của tốc kế. Tốc độ này được gọi là tốc độ tức thời.
- Khái niệm tốc độ tức thời liên quan đến phép tính đạo hàm của môn Toán sẽ được học ở lớp 11. Có thể coi tốc độ tức thời là tốc độ trung bình trong một khoảng thời gian rất ngắn.
a. Vận tốc trung bình
- Biết tốc độ và thời gian chuyển động nhưng chưa biết hướng chuyển động thì chưa thể xác định được vị trí của vật.
- Biết tốc độ, thời gian chuyển động và hướng chuyển động của vật thì có thể xác định được vị trí của vật.
- Trong Vật lí, người ta dùng thông số của độ dịch chuyển và thời gian dịch chuyển để xác định độ nhanh, chậm của chuyển động theo một hướng xác định. Đại lượng này được gọi là vận tốc trung bình, kí hiệu là v.
\(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\) (5.2a)
Trong tự như trường hợp (5.1b), ta có thể viết: \(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\) (5.2b)
Trong đó \({\Delta d}\) là độ dịch chuyển trong thời gian \({\Delta t}\)
- Vì độ dịch chuyển là một đại lượng vectơ nên vận tốc cũng là một đại lượng vectơ. Vectơ vận tốc có:
+ Gốc nằm trên vật chuyển động
+ Hướng là hướng của độ dịch chuyển;
+ Độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc.
b. Vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời là vận tốc tại một thời điểm xác định, được kí hiệu là \(\overrightarrow {{v_t}} \)
\(\overrightarrow {{v_t}} = \frac{{\Delta \overrightarrow d }}{{\Delta t}}\)
c. Tổng hợp vận tốc
* Tổng hợp hai vận tốc cùng phương
Bài tập ví dụ:
Trên đoàn tàu đang chạy thẳng với vận tốc trung bình 36 km/h so với mặt đường, một hành khách đi về phía đầu tàu với vận tốc 1 m/s so với mặt sàn tàu
a) Hành khách này tham gia mấy chuyển động?
b) Làm cách nào để xác định được vận tốc của hành khách đối với mặt đường?
Giải
a) Hành khách này tham gia 2 chuyển động: Chuyển động với vận tốc 1 m/s so với sàn tàu và chuyển động do tàu kéo đi (chuyển động kéo theo) với vận tốc bằng vận tốc của tàu so với mặt đường. Chuyển động của hành khách sovới mặt đường là tổng hợp của hai chuyển động trên.
b) Nếu gọi \(\overrightarrow {{v_{1,2}}} \) là vận tốc của hành khách so với tàu, \(\overrightarrow {{v_{2,3}}} \) là vận tốc của tàu so với mặt đường và \(\overrightarrow {{v_{1,3}}} \) là vận tốc của hành khách so với mặt đường thì: \(\overrightarrow {{v_{1,3}}} = \overrightarrow {{v_{1,2}}} {\rm{ }} + \overrightarrow {{v_{2,3}}} {\rm{ }}\)
Vì các chuyển động trên đều là chuyển động thẳng theo hướng chạy của đoàn tàu nên:
V1,3 = V1,2 + V2,3 = 1 m/s + 10 m/s = 11 m/s.
Hướng của vận tốc là hướng đoàn tàu chạy.
* Tổng hợp hai vận tốc vuông góc với nhau
Bài tập ví dụ: Một ca nô chạy trong hồ nước yên lặng có vận tốc tối đa 18 km/h. Nếu ca nô chạy ngang một con sông có dòng chảy theo hướng Bắc - Nam với vận tốc lên tới 5 m/s thì vận tốc tối đa nó có thể đạt được so với bờ sông là bao nhiều và theo hướng nào?
Giải
Gọi vận tốc của ca nô đối với mặt nước là \(\overrightarrow {{v_{1,2}}} \), vận tốc của nước chảy đối với bờ sông là \(\overrightarrow {{v_{2,3}}} \).
Vận tốc của ca nô đối với bờ sông là: \(\overrightarrow {{v_{1,3}}} = \overrightarrow {{v_{1,2}}} {\rm{ }} + \overrightarrow {{v_{2,3}}} {\rm{ }}\)
Suy ra: \({v_{1,3}} = \sqrt {v_{1,2}^2 + v_{2,3}^2} = \sqrt {{5^2} + {5^2}} = 7,07m/s\)
Vì AB = BC nên \(\Delta \)ABC là tam giác vuông cân và góc BAC = 45°. Hướng của vận tốc nghiêng 45° theo hướng Đông - Nam
Một vận động viên người Nam Phi đã lập kỉ lục thế giới về chay ba cư lị: 100 m, 200 m và 400 m (Bảng 5.1).
Cự li chạy (m) | Thời gian chạy (s) |
100 | 9,98 |
200 | 19,94 |
400 | 43,45 |
Hãy dùng hai cách trên để xác định vận động viên này chạy nhanh nhất ở cự li nào?
Hướng dẫn giải
* Cách 1: So sánh quãng đường đi được trong cùng một thời gian.
- Quãng đường vận động viên đi được trong 1 s ở mỗi cự li là:
+ Cự li 100 m: \({s_1} = \frac{{100}}{{9,98}} = 10,02\left( m \right)\)
+ Cự li 200 m: \({s_2} = \frac{{200}}{{19,94}} = 10,03\left( m \right)\)
+ Cự li 400 m: \({s_3} = \frac{{400}}{{43,45}} = 9,21\left( m \right)\)
→ Vận động viên chạy nhanh nhất trong cự li 200 m.
* Cách 2: So sánh thời gian để đi cùng một quãng đường.
- Thời gian để vận động viên chạy quãng đường 100 m ở mỗi cự li là:
+ Cự li 100 m: \({t_1} = 9,98\left( s \right)\)
+ Cự li 200 m: \({t_2} = 100:\frac{{200}}{{19,94}} = 9,97(s)\)
+ Cự li 400 m: \({t_3} = 100:\frac{{400}}{{43,45}} = 10,86(s)\)
→ Vận động viên chạy nhanh nhất ở cự li 200 m
Sau bài học này, học sinh sẽ xác định được:
- Tốc độ trung bình trên một đoạn đường xác định
- Tốc độ tức thời là tốc độ tại một thời điểm xác định.
- Vận tốc trung bình trên một độ dịch chuyển xác định (hoặc trường hợp trong một khoảng thời gian xác định)
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 KNTT Bài 5: Tốc độ và vận tốc cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Muốn một vật từ một máy bay đang bay trên trời rơi thẳng đứng xuống mặt đất thì?
Hai tàu điện chuyển động ngược chiều nhau trên hai con đường song song cạnh nhau. Tàu thứ nhất có chiều dài 100m, tàu thứ hai có chiều dài 60m. Tốc độ của tàu thứ hai bằng 3 lần tốc độ của tàu thứ nhất. Biết rằng mất 4 giây để hai tàu đi qua. Vận tốc của hai tàu là
Một vật nhỏ văng ra từ khinh khí cầu đang chuyển động thẳng đứng lên trên. Người thứ nhất đứng ở dưới đất, người thứ hai đang ở trên khinh khí cầu. Ngay sau khi vật văng ra thì
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 KNTT Bài 5: Tốc độ và vận tốcđể giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Hoạt động 1 trang 26 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 26 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 26 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 27 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 27 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 27 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 28 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 28 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 28 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 4 trang 28 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 5 trang 28 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 29 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 29 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Muốn một vật từ một máy bay đang bay trên trời rơi thẳng đứng xuống mặt đất thì?
Hai tàu điện chuyển động ngược chiều nhau trên hai con đường song song cạnh nhau. Tàu thứ nhất có chiều dài 100m, tàu thứ hai có chiều dài 60m. Tốc độ của tàu thứ hai bằng 3 lần tốc độ của tàu thứ nhất. Biết rằng mất 4 giây để hai tàu đi qua. Vận tốc của hai tàu là
Một vật nhỏ văng ra từ khinh khí cầu đang chuyển động thẳng đứng lên trên. Người thứ nhất đứng ở dưới đất, người thứ hai đang ở trên khinh khí cầu. Ngay sau khi vật văng ra thì
: Một chiếc thuyền nếu chạy xuôi dòng nước từ A đến B mất 3h, chạy theo chiều ngược lại thì mất 6h. Nếu chiếc thuyền tắt máy để trôi theo dòng nước thì từ A đến B mất số thời gian là
Hai tàu điện chuyển động ngược chiều nhau trên hai con đường song song cạnh nhau. Tàu thứ nhất có chiều dài 100m, tàu thứ hai có chiều dài 60m. Tốc độ của tàu thứ hai bằng 3 lần tốc độ của tàu thứ nhất. Biết rằng mất 4 giây để hai tàu đi qua. Vận tốc của hai tàu là:
Một tàu hoả chiều dài 110m chuyển động với vận tốc 60km/h. Cần bao nhiêu thời gian để tàu vượt qua hoàn toàn một người đang đi bộ với vận tốc 6km/h ngược chiều trên con đường song song với tàu.
Chiếc thuyền chạy trên sông với vận tốc so với nước khi yên lặng là 9km/h. Vận tốc dòng chảy là 2km/h. Vận tốc của thuyền đối với bờ sông khi thuyền chạy xuôi dòng là
Hai chất điểm chuyển động với vận tốc có độ lớn là v1 và v2 không đổi. Vận tốc tương đối giữa chúng có giá trị lớn nhất nếu góc hợp bởi \(\overrightarrow {{v_1}} \) và\(\overrightarrow {{v_2}} \) bằng
Hai xe ca A và B chuyển động cùng hướng với cùng tốc độ 30km/h. Khoảng cách giữa hai xe bằng 5km. Một xe C chuyển động theo chiều ngược lại gặp hai xe A và B cách nhau 4 phút. Tốc độ của xe C bằng
Hai tàu hoả cùng chạy trên một đoạn đường sắt thẳng. Tàu A chạy với tốc độ \({\upsilon _A} = 60km/h\) , tàu B chạy với tốc độ \({\upsilon _B} = 80km/h\).Vận tốc tương đối của tàu A đối với tàu B khi hai tàu chạy ngược chiều nhau là:
Một vận động viên người Nam Phi đã lập kỉ lục thế giới về chạy ba cự li: 100 m, 200 m và 400 m (Bảng 5.1). Hãy dùng hai cách trên để xác định vận động viên này chạy nhanh nhất ở cự li nào?
Bảng 5.1. Kỉ lục chạy ba cự li của một vận động viên người nam phi
Cự li chạy (m) | Thời gian chạy (s) |
100 | 9,98 |
200 | 19,94 |
400 | 43,45 |
Tại sao tốc độ này được gọi là tốc độ trung bình?
Hãy tính tốc độ trung bình ra m/s và km/h của nữ vận động viên tại một số giải thi đấu dựa vào Bảng 5.2.
Bảng 5.2. Thành tích của một nữ vận động viên Việt Nam
Giải thi đấu | Cự li chạy (m) | Thời gian chạy (s) |
Điền kinh quốc gia 2016 | 100 | 11,64 |
SEA Games 29 (2017) | 100 | 11,56 |
SEA Games 30 (2019) | 100 | 11,54 |
Bố bạn A đưa A đi học bằng xe máy vào lúc 7 giờ. Sau 5 phút xe đạt tốc độ 30 km/h. Sau 10 phút nữa, xe tăng tốc lên thêm 15 km/h. Đến gần trường, xe giảm dần tốc độ và dừng trước cổng trường lúc 7 giờ 30 phút.
a) Tính tốc độ trung bình của xe máy chở A khi đi từ nhà đến trường. Biết quãng đường từ nhà đến trường dài 15 km.
b) Tính tốc độ của xe vào lúc 7 giờ 15 phút và 7 giờ 30 phút. Tốc độ này là tốc độ gì?
Một người đi xe máy đi từ ngã tư (Hình 5.1) với tốc độ trung bình 30 km/h theo hướng Bắc. Sau 3 phút người đó đến vị trí nào trên hình?
Theo em, biểu thức nào sau đây xác định giá trị vận tốc? Tại sao?
a) \(\frac{s}{t}\)
b) \(vt\)
c) \(\frac{d}{t}\)
d) \(d.t\)
Bạn A đi học từ nhà đến trường theo lộ trình ABC (Hình 5.2). Biết bạn A đi đoạn đường AB = 400 m hết 6 phút, đoạn đường BC = 300 m hết 4 phút. Xác định tốc độ trung bình và vận tốc trung bình của bạn A khi đi từ nhà đến trường.
Một con kiến bò quanh miệng của một cái chén được 1 vòng hết 3 giây. Bán kính của miệng chén là 3 cm.
a) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của kiến.
b) Tính tốc độ trung bình và vận tốc trung bình của con kiến ra cm/s.
Hãy xác định vận tốc của hành khách đối với mặt đường nếu người này chuyển động về cuối đoàn tàu với vận tốc có cùng độ lớn 1 m/s.
Một người bơi trong bể bơi yên lặng có thể đạt tới vận tốc 1 m/s. Nếu người này bơi xuôi dòng sông có dòng chảy với vận tốc 1 m/s thì có thể đạt vận tốc tối đa là bao nhiêu?
Một canô chạy hết tốc lực trên mặt nước yên lặng có thể đạt 21,5 km/h. Canô này chạy xuôi dòng sông trong 1 giờ rồi quay lại thì phải mất 2 giờ nữa mới về tới vị trí ban đầu. Hãy tính vận tốc chảy của dòng sông.
Một máy bay đang bay theo hướng Bắc với vận tốc 200 m/s thì bị gió từ hướng Tây thổi vào với vận tốc 20 m/s. Xác định vận tốc tổng hợp của máy bay lúc này.
Một người lái máy bay thể thao đang tập bay ngang. Khi bay từ A đến B thì vận tốc tổng hợp của máy bay là 15 m/s theo hướng 600 Đông – Bắc và vận tốc của gió là 7,5 m/s theo hướng Bắc.
a) Hãy chứng minh rằng khi bay từ A đến B thì người lái phải luôn hướng máy bay về hướng Đông.
b) Sau khi bay 5 km từ A đến B, máy bay quay lại theo đường BA với vận tốc tổng hợp 13,5 m/s. Coi thời gian ở lại B là không đáng kể, tính tốc độ trung bình trên cả tuyến đường từ A đến B rồi trở lại A.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *