Phương pháp giải bài tập VẬT LÝ 10 GV biên soạn: VÕ THANH TÚ
PHẦN MỘT
CƠ HỌC
Chương I ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
I. KIẾN THỨC CƠ BẢN
1) Chuyển động cơ
- Chuyển động của vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian.
- Chất điểm là một vật có kích thước rất nhỏ so với những khoảng cách từ nó đến các vật thể khác hoặc so
với đoạn đường chuyển động.
- Quỹ đạo là tập hợp tất cả các vị trí của một chất điểm chuyển động tạo ra một dường nhất định.
- Nếu đã biết đường đi (quỹ đạo) của vật, ta chỉ cần chọn một vật làm mốc và một chiều dương trên
đường đó là có thể xác định được chính xác vị trí của vật bằng cách dùng thước đo chiều dài đoạn đường từ
vật làm mốc đến vật.
- Một hệ quy chiếu gồm một vật làm mốc, một hệ tọa độ gắn với vật làm mốc, một mốc thời gian và một
đồng hồ.
- Mốc thời gian là thời điểm mà ta bắt đầu đo thời gian.
2) Chuyển động thẳng đều
• Định nghĩa: Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc
độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.
• Vận tốc: Vận tốc là đại lượng đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và đo
bằng tỉ số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian đi quãng đường đó.
s
v
t
=
(m/s)
s là quãng đường đi (m)
t là thời gian đi(s)
• Vận tốc là một đại lượng vectơ. Vectơ vận tốc
v
r
được xác định như sau:
gốc : vị trí của vật
hướng: trùng với hướng của chuyển động
độ lớn:
s
v
t
=
r
theo một tỷ lệ xích tùy ý.
∗
0v
>
r
: nếu
v
r
cùng chiều với chiều dương
∗
0v
<
r
: nếu
v
r
ngược chiều với chiều dương
Nếu vật chuyển động trên các chặng đường
1 2
, ,....,
n
s s s
với các vận tốc tương ứng
1 2
, ,....,
n
v v v
thì
vận tốc trung bình trên toàn quãng đường là:
1 2
1 2
...
1 ...
n
n
s s s
s
v
t t t
+ + +
= =
+ +
• Công thức đường đi
s = v
tb
. t = v. t (m)
Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t.
Chương 1
1
Phương pháp giải bài tập VẬT LÝ 10 GV biên soạn: VÕ THANH TÚ
• Phương trình chuyển động
Giả sử có một chất điểm M, xuất phát từ một điểm A trên đường thẳng Ox, chuyển động thẳng đều theo
phương Ox với vận tốc v. Điểm A cách gốc O một khoảng OA = x
0
. Lấy mốc thời gian là lúc chất điểm bắt
đầu chuyển động. Tọa độ của chất điểm sau thời gian chuyển động t sẽ là:
0 0
.x x s x v t= + = +
gọi là phương trình chuyển động thẳng đều của chất điểm M.
• Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
Vẽ hai trục vuông góc: trục hoành là trục thời gian (Ot), trục tung là trục tọa độ (Ox). Ta gọi hai
trục này là hệ trục (x,t). Trên hệ trục (x,t) ta hãy chấm các điểm có x và t tương ứng. Nối các điểm đó với
nhau, ta được một đoạn thẳng , đoạn thẳng này có thể kéo dài thêm về bên phải. Đồ thị ta thu được gọi là
đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều.
Đồ thị tọa độ - thời gian biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ của vật chuyển động vào thời gian.
3) Chuyển động thẳng biến đổi đều
• Định nghĩa
Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc
tức thời luôn biến đổi (hoặc tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian)
+ Chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian gọi là chuyển động
thẳng nhanh dần đều.
+ Chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian gọi là chuyển động
thẳng chậm dần đều.
Khi nói vận tốc của vật tại vị trí hoặc thời điểm nào đó, ta hiểu đó là vận tốc tức thời.
• Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc
và khoảng thời gian vận tốc biến thiên.
0
0
v vv
a
t t t
−∆
= =
∆ −
(m/s
2
)
Trong đó:
0
v
là vận tốc ở thời điểm
0
t
và v là vận tốc ở thời điểm t sau đó.
• Vận tốc: Nếu lấy gốc thời gian ở thời điểm
0
t
(
0
t
=0), ta sẽ có :
v =
0
v
+ at (m/s)
+ Nếu chuyển động thẳng nhanh dần đều: a cùng dấu với
0
v
+ Nếu chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với
0
v
• Quãng đường đi được của chuyển động thẳng biến đổi đều:
2
0
1
2
s v t at= +
(m)
Chương 1
O
t(h)
x(km)
2
O A M x
x
0
s
x
Phương pháp giải bài tập VẬT LÝ 10 GV biên soạn: VÕ THANH TÚ
Chú ý: trong chuyển động thẳng chậm dần đều có lúc vật sẽ dừng lại (v = 0). Nếu gia tốc của vật
vẫn được duy trì thì vật sẽ chuyển động nhanh dần đều về phía ngược lại. Ví dụ: bắn nhẹ một hòn bi lên
một mặt phẳng nghiêng.
• Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều:
Nếu có một chất điểm M xuất phát từ một điểm A có tọa độ
0
x
trên đường thẳng Ox, chuyển động
thẳng biến đổi đều với vận tốc đầu
0
v
và với gia tốc a, thì tọa độ của điểm M ở thời điểm t sẽ là:
0
x x s= +
Hay:
2
0 0
1
2
x x v t at= + +
Là phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều.
• Mối liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và đường đi
2 2
0
2v v as− =
(4)
4) Chuyển động rơi tự do
• Định nghĩa
Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.
Trong trường hợp có thể bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố khác lên vật rơi, ta có thể coi sự rơi của vật như
là sự rơi tự do.
• Đặc điểm của chuyển động rơi tự do
- Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng.
- Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới.
- Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.
• Các công thức
- Nếu chọn vị trí ban đầu A của vật làm gốc tọa độ, gốc thời gian lúc vật bắt đầu rơi, chiều dương hướng
xuống dưới thì ta có nhóm công thức:
2
2
1
2
2
h gt
v gt
v gh
=
=
=
2
9,8 /g m s≈
là gia tốc rơi tự do.
5) Chuyển động tròn đều
• Định nghĩa
- Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.
- Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như
nhau.
• Vận tốc góc
Chương 1
M
O
r
α
∆
s∆
3
Phương pháp giải bài tập VẬT LÝ 10 GV biên soạn: VÕ THANH TÚ
Gọi O là tâm và r là bán kính của đường tròn quỹ đạo. M là vị trí tức thời của vật chuyển động. Khi
vật đi được một cung
s
∆
trong khoảng thời gian
t
∆
thì bán kính OM quay được một góc
α
∆
.
Thương số:
t
α
ω
∆
=
∆
(rad/s)
Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được trong một
đơn vị thời gian. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi.
Đơn vị: rad/s
• Vận tốc dài
Gọi
s∆
là độ dài của cung tròn mà vật đi được từ điểm M đến M’ trong khoảng thời gian rất ngắn
t
∆
. Khoảng thời gian này phải chọn ngắn đến mức có thể coi cung tròn như một đoạn thẳng. Ta gọi
thương số:
s
v
t
∆
=
∆
(m/s)
Tốc độ dài chính là độ lớn của vận tốc tức thời trong chuyển động tròn đều. Trong chuyển động
tròn đều, tốc độ dài của vật không đổi.
• Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc:
Ta có:
s r
α
∆ = ∆
nên :
v r
ω
=
hay
v
r
ω
=
• Gia tốc hướng tâm
Trong chuyển động tròn đều, tuy vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng có hướng luôn thay đổi, nên
chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi
là gia tốc hướng tâm a
ht
.
2
2
ht
v
a r
r
ω
= =
(m/s
2
)
• Chu kì
Chu kì T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng
2
T
π
ω
=
(s)
• Tần số
Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây.
1
f
T
=
(vòng/s hoặc Hz)
6) Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc
• Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì
khác nhau.
- Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên
- Vận tốc tương đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động
- Vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên.
• Một chiếc thuyển đang chạy trên một dòng sông. Ta sẽ xét chuyển động của thuyền trong
hai hệ quy chiếu:
- Hệ quy chiếu (xOy) gắn với bờ coi như hệ quy chiếu đứng yên.
- Hệ quy chiếu (x’O’y’) gắn với một vật trôi theo dòng nước là hệ quy chiếu chuyển động.
Gọi
tb
v
uur
là vận tốc của thuyền đối với bờ ( vận tốc tuyệt đối)
Chương 1
4
Phương pháp giải bài tập VẬT LÝ 10 GV biên soạn: VÕ THANH TÚ
tn
v
uur
là vận tốc của thuyền đối với nước (vận tốc tương đối)
nb
v
uur
là vận tốc của nước đối với bờ. (vận tốc kéo theo)
Dễ dàng thấy rằng:
tb tn nb
v v v= +
uur uur uur
Vậy vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo.
II. BÀI TẬP
Chủ đề 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ
1) Điều nào sau đây là đúng khi nói về chất điểm?
A. Chất điểm là những vật có kích thước nhỏ.
B. Chất điểm là những vật có kích thước rất nhỏ.
C. Chất điểm là những vật có khích thước rất nhỏ so với chiều dài quỹ đạo của vật.
D. Các phát biểu A, B và C đều đúng.
2) Trường hợp nào dưới đây có thể coi vật là chất điểm?
A. Trái Đất trong chuyển động tự quay quanh mình của nó.
B. Hai hòn bi lúc va chạm với nhau.
C. Người nhảy cầu lúc đang rơi xuống nước.
D. Giọt nước mưa lúc đang rơi.
3) Hệ tọa độ cho phép ta xác định yếu tố nào trong bài toán cơ học?
A. Vị trí của vật B. Vị trí và thời điểm vật bắt đầu chuyển động
C. Vị trí và thời điểm vật ở vị trí đó D. Vị trí và diễn biến của chuyện động
4) Một hệ quy chiếu cần có tối thiểu những yếu tố nào?
A. Một vật làm mốc và một hệ tọa độ B. một vật làm mốc và một mốc thời gian
B. Một hệ tọa độ và một thước đo D. Một hệ tọa đô và một mốc thời gian
5) Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về chuyển động cơ học?
A. Chuyển động cơ học là sự di chuyển của vật.
B. Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí từ nơi này sang nơi khác.
C. Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác theo thời gian.
D. Các phát biểu A,B và C đều đúng.
6) Điều nào sau đây là đúng khi nói về mốc thời gian?
A. Mốc thời gian luôn luôn được chọn là mốc 0 giờ.
B. Mốc thời gian là thời điểm dùng để đối chiếu thời gian trong khi khảo sát một đối tượng.
C. Mốc thời gian là một thời điểm bất kì trong quá trình khảo sát một hiện tượng.
D. Mốc thời gian là thời điểm kết thúc một hiện tượng.
7) Chọn câu trả lời sai?
A. Qũy đạo của một vật trong hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau
B. Vận tốc của một vật trong những hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau
C. Qũy đạo và vận tốc không thay đổi trong những hệ quy chiếu khác nhau
Chương 1
5