Bài tập Bài 8. Chuyển động biến đổi. Gia tốc có đáp án

Ảnh hoạt nghiệm cho biết hình ảnh chuyển động của vật trong những khoảng thời gian bằng nhau.

- Hình a: Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường ô tô chuyển động được tăng dần chứng tỏ vận tốc của xe tăng dần.

- Hình b: Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường ô tô chuyển động được như nhau chứng tỏ vận tốc của xe không thay đổi.

- Hình c: Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường ô tô chuyển động được giảm dần chứng tỏ vận tốc của xe giảm dần.

=> Vận tốc trong 3 giai đoạn này giống nhau về phương và chiều, khác nhau về độ lớn.

- Chuyển động của xe đạp khi xuống dốc.

- Chuyển động của tàu khi sắp cập bến.

- Chuyển động của vận động viên điền kinh khi bắt đầu xuất phát.

Độ biến thiên vận tốc sau 8 s của chuyển động trên là: $Δv={v}_{8}-{v}_{0}=12{,}5-0=12{,}5\ m/s$

- Độ biến thiên của vận tốc sau mỗi giây của chuyển động trên trong 4 s đầu là:

$\frac{Δv}{Δt}=\frac{{v}_{4}-{v}_{0}}{4}=\frac{5{,}28-0}{4}=1{,}32\ m/{s}^{2}$

- Độ biến thiên của vận tốc sau mỗi giây của chuyển động trên trong 4 s cuối là:

$\frac{Δv}{Δt}=\frac{{v}_{8}-{v}_{4}}{4}=\frac{12{,}5-5{,}28}{4}=1{,}805\ m/{s}^{2}$

Ta có biểu thức tính gia tốc: $a=\frac{Δv}{Δt}=\frac{{v}_{t}-{v}_{0}}{t-{t}_{0}}$

- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

- Giả sử vật chuyển động theo chiều dương nên v > 0

- Khi vật chuyển động nhanh dần thì vận tốc của vật cũng tăng dần, nên theo biểu thức tính gia tốc thì

$Δv>0\Rightarrow a>0$ $\Rightarrow a.v>0$

- Khi vật chuyển động chậm dần thì vận tốc giảm dần nên $Δv<0\Rightarrow a<0\Rightarrow a.v<0$

a) Đổi 5 km/h $\approx$ 1,39 m/s; 29 km/h $\approx$ 8,06 m/s;

49 km/h $\approx$ 13,61 m/s; 30 km/h $\approx$ 8,33 m/s

- Gia tốc của ô tô trên đoạn đường 1 là: ${a}_{1}=\frac{Δ{v}_{1}}{Δ{t}_{1}}=\frac{1{,}39-0}{1-0}=1{,}39\ m/{s}^{2}$

- Gia tốc của ô tô trên đoạn đường 2 là: ${a}_{2}=\frac{Δ{v}_{2}}{Δ{t}_{2}}=\frac{8{,}06-1{,}39}{4-1}\approx 2{,}22\ m/{s}^{2}$

- Gia tốc của ô tô trên đoạn đường 3 là: ${a}_{3}=\frac{Δ{v}_{3}}{Δ{t}_{3}}=\frac{13{,}61-8{,}06}{6-4}\approx 2{,}78\ m/{s}^{2}$

- Gia tốc của ô tô trên đoạn đường 4 là: ${a}_{4}=\frac{Δ{v}_{4}}{Δ{t}_{4}}=\frac{8{,}33-13{,}61}{7-6}=-5{,}28\ m/{s}^{2}$

b) Trên đoạn đường 1, 2, 3 thì gia tốc của xe dương vì vận tốc luôn tăng dần.

Trên đoạn đường 4 thì gia tốc âm vì vận tốc giảm dần.

a) Gia tốc của ô tô trong 4 giây đầu là:

${a}_{1}=\frac{Δ{v}_{1}}{Δ{t}_{1}}=\frac{20-0}{4-0}=5\ m/{s}^{2}$

b) Gia tốc của ô tô từ giây thứ 4 đến giây thứ 12 là:

${a}_{2}=\frac{Δ{v}_{2}}{Δ{t}_{2}}=\frac{20-20}{12-4}=0\ m/{s}^{2}$

c) Gia tốc của ô tô từ giây thứ 12 đến giây thứ 20 là:

${a}_{3}=\frac{Δ{v}_{3}}{Δ{t}_{3}}=\frac{0-20}{20-12}=-2{,}5\ m/{s}^{2}$

d) Gia tốc của ô tô từ giây thứ 20 đến giây thứ 28 là:

${a}_{4}=\frac{Δ{v}_{4}}{Δ{t}_{4}}=\frac{-20-0}{28-20}=-2{,}5\ m/{s}^{2}$

Ví dụ:

- Chuyển động của xe ô tô khi bắt đầu di chuyển là chuyển động có gia tốc vì ô tô chịu tác dụng của lực kéo của động cơ.

Giải thích: khi xe chịu tác dụng của lực kéo của động cơ, xe tăng tốc dần từ 0 cho đến một giá trị nào đó, vận tốc thay đổi trong một khoảng thời gian nên chuyển động này là chuyển động có gia tốc chịu tác dụng của lực.

- Chuyển động của xe máy khi chuẩn bị dừng đèn đỏ là chuyển động có gia tốc vì xe chịu tác dụng của lực ma sát.

Giải thích: khi xe chuẩn bị dừng đèn đỏ thì chịu tác dụng của lực ma sát ở đĩa phanh, lực này làm cho xe chuyển động chậm dần tức là vận tốc giảm dần trong một khoảng thời gian, chứng tỏ chuyển động này là chuyển động có gia tốc.