Giải bài tập Vật lý 8 Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều

  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 1
  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 2
  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 3
  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 4
  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 5
  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 6
  • Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều trang 7
CHUYẾN ĐỘNG ĐẾU - CHUYỀN ĐÚNG KHÔNG đều
A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
Định nghĩa
'9
Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian.
Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.
Vận tốc trung bình của chuyển động không đều : Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quăng đường được tính bằng
‘ công thức : vtb = I > trong đó s là quãng đường đi được, t là thời gian để đi hết quãng đường đó.
Lưu ý : Chuyển động không đều là chuyển động thường gặp hàng ngày của các vật. Trong chuyển động không đều, vận tốc thay đổi theo thời gian. Chẳng hạn ôtô, xe máy chuyển động trên đường, vận tốc liên tục thay đổi thể hiện ở số chỉ của tốc kế.
Khi đề cập đến chuyển động không đều, thường người ta đưa ra khái
s
niệm vận tốc trung bình vtb - -.
Vân tốc trung bình trên những đoạn đường khác nhau thường có giá trị khác nhau, vì vậy phải nêu rõ vận tốc trung bình trên đoạn đường cụ thể (hoặc trong thời gian xác định cụ thể).
Vận tốc trung bình không phải là trung bình cộng của các vận tốc.
Ví dụ : Nếu một vật chuyển động được hai đoạn đường liên tiếp S) với vận tốc v( trong khoảng thời gian t] và s2 với vận tốc v2 trong khoảng thời gian
t2, thì-vận tốc trung bình trên cả đoạn đường là : vtb = s! + s2, chứ không t1+t2
phải là : vtb =	2 z.
B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRONGSGK VÀ SBT
Cl. Chuyển động của trục bánh xe trên máng nghiêng là chuyển động không đều vì trong cùng khoảng thời gian t = 3 s, trục lăn được các quãng đường AB, BC, CD không bằng nhau và tăng dần, còn trên đoạn DE, EF là chuyển động đều vì trong cùng khoảng thời gian 3s, trục lăn được những quãng đường bằng nhau.
C2. a) Là chuyển động đều.
b, c, d) Là chuyển động không đều.
C3. Tính vận tốc trung bình trên quãng đường AB, BC, CD.
VAB = 0,017 m/s ; VBC = 0,05 m/s ; VCD = 0,08 m/s.
Từ A đến D : Chuyển động của trục bánh xe là nhanh dần.
C4. Chuyển động của ôtô từ Hà Nội đến Hải Phòng là chuyển động không đều, 50 km/h là vận tốc trung bình.
C5.
24
120 60 vtb, =	= 4 m/s ; vtb2 =	= 2,5 m/s.
Vận tốc trung bình trên cả hai quãng đường vtb =
120 + 60
30 + 24
C6. Quãng đường đoàn tàu đi được : s = vtb.t = 30.5 = 150 km. C7. HS tự đo thời gian chạy cự li 60 m và tính vtb.
Phần 1 : c ; Phần 2 : A.
c.
3000
= 3,3 m/s.
3.3. Thời gian người đi hết quãng đường đầu tj =
= 1500 s.
Quãng đường sau dài s2 = 1,95 km = 1 950 m ; thời gian chuyển động là t2 = 0,5.3 600= 1 800 s.
Vận tốc trung bình của người đó trên cả đoạn đường :
O1
vtb = -
s, + s
tị + t2
3000 + 1950 1500 + 1 800
= 1,5 m/s.
3.4. a) Không đều.
S 100 t
b)
vtb = - =
9,86
= 10,14 m/s = 36,51 km/h.
3.5. a)
V, =
140 ^	_ 340-140 _ ,n_,_
—= 7 m/s ; v2 = ————— = 10 m/s ;
20	2	40 - 20
v3.=
v4 =
v6 =
v7 =
v9 =
428 - 340
60-40
516-428 80-60 692 - 604 120-100 780 - 692 140-120 1000-880
= 4,4 m/s ;
_ 604-516	, .	,
= 4,4 m/s ; v5 = -777—■£— = 4,4 m/s ;
= 4,4 m/s ;
100 - 80
880-780	,
= 4,4 m/s ; v8 =	—777 = 5 m/s ;
160-140
= 6 m/s.
180-160
Nhận xét:
Trong hai quãng đường đầu, vận động viên chuyển động nhanh dần.
Trong nãm quãng đường tiếp theo, vận động viên chuyển động đều.
Trong hai quãng đường sau cùng, vận động viên chuyển động nhanh dần.
b) Vận tốc trung bình trong cả chặng đường đua là :
1000
180
= 5,56 m/s.
3.6. a) Quãng đường từ A tới B :
v1 =
= 5,56 m/s
S] = 45 km = 45 000 m ; tj = 2h 15ph = 8 100 s ; 45000 8100
Quãng đường từ B tới c :
= 20,83 m/s.
Vo =
s2 = 30 km = 30 000 m ; t2 = 24 ph = 1 440 s ; 30000
1440
Quãng đường từ c tới D :
s3 = 10 km = 10 000 m ; t3 = --.3600s = 900s ;
4
v3 =
10000
900
= 11,11 m/s.
Trên toàn bộ đường đua.:
s, + s2 + s3 = 45 000 + 30 000 + 10 000 t| + t2 + t3 — 8 100 + 1 440 + 900 '	85000	,
v-=ĩ^=8'l4m/s'
3.7*. Gọi s là chiều dài nửa quãng đường. Thời gian đi hết quãng đường đầu
với vận tốc V| là tj = — (1), thời gian đi hết -ị quãng đường sau với vận V,	2
tốc Vọ là t2 = — (2).
v2
Vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả quãng đường là : vtb =
2s
tị + t2
2s
Ta có :	t] + t2 = —— (3)
'tb
Kết hợp (1) (2) (3) có— + — = — . Thay số vlb = 8 km/h ; Vị = 12 km/h.
V1 v2 vtb
Vận tốc trung bình của người đi xe ở y quãng đường sau :
8.12
v2 = -———-— =	—- = 6 km/h.
2v,-v,b	24-8
vtb-vi
3.8. c.
t 12t
3.9. B. Quãng đường vật đi được trong Ỷ thời gian đầu là : Sị = Vị. Ỷ = -J- = 4t.
2	2t 2.9.t
Quãng đường vật đi được trong Ỷ thời gian sau : s2 = v2.-y- =	— = 6t.
Vận tốc trung bình của vật trong suốt thời gian chuyển động là :
vtb =
S| + s2 4t + 6t t,+ U	t
= 10 m/s
3.10. Vận tốc trung bình của ôtô trên cả chạng đường là : 3s	3s
vtb =
3vl2ỉXỉ	= 1U m/s
tl + t2 + t3 2L + _L + JL vlv2 + V2V3 + V3V1 V, v2 v3
3.11*. Vì em thứ nhất chạy nhanh hon em thứ hai nên trong một giây em thứ nhất vượt xa em thứ hai một đoạn đường là : Vj - v2 = 0,8 m.
Nếu em thứ nhất muốn gặp em thứ hai trong khoảng thời gian ngắn nhất thì em thứ nhất phải vượt em thứ hai đúng một vòng sân. Do đó thàri gian ngắn nhất để hai em gặp nhau trên đường chạy là :
t = 4^4 = 500 s = 8 phút 20 s 0,8
a) Gọi Sị, s2 lần lượt là quãng đường mà xe đạp và ôtô đi được kể từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau, ta có : s = Sj + s2.
Suy ra : s = Vjt + v2t 120 = 45t + 15t = 60t => t = 2 giờ.
b) Nơi gặp nhau cách Hà Nội quãng đường : S] = V]t = 45.2 = 90 km.
- Vận tốc khi xe chạy trên đường bằng : Vj = 45 km/s.
V, 45	, nr, , n
Vận tốc khi xe leo dốc : v2 = -ỷ- = -ị - 15 km/h. v3 = 4v2 = 180 km/h
Vận tốc khi xe xuống dốc : v3 = 4v2 = 180 km/h.
Độ dài của cả chặng đường AB :
s = Sị + s2 + s3 = Vjtj + v2t2 + v3t3 = 45.- + 15.— + 180.
3.14*. a) Khi canô đi xuôi dòng :	120 = (vcn + vn)4.
Khi ca nô đi ngược dòng :	120 = (vcn - vn)6.
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta suy ra : vcn = 25 km/h ;
b) Canô tắt máy thì trôi với vận tốc của dòng nước, do đó
_ _ . _ ... 120 Thời sian canô trôi từ M đến N là :	t = —— = 24h .
4 = 32,5 km 6
(1)
(2)
vn - 5 km/h.
5
3.15*. a) Thời gian toa sau qua trước mặt người quan sát nhiều hơn toa liền trước là 0,5 s do đó thời gian toa thứ nhất qua trước mặt người quan sát là :
9 - 0,5.5 = 6,5 s
b) Tổng thời gian đoàn tàu qua trước mặt người quan sát:
9 + 8,5 + 8 + 7,5 + 7 + 6,5 = 46,5 s
Chiều dài cả đoàn tàu :	6.10 = 60 m.
Vận tốc trung bình của đoàn tàu vào ga : 6-0— = 1,3 m/s.
46,5
3.16*. Vận tốc của ôtô : 54 km/h = 15 m/s.
Vận tốc của tàu : 36 km/h = 10 m/s.
Vì ôtô và đoàn tàu chuyển động ngược chiều nhau nên vận tốc của ôtô so với đoàn tàu là : 15 + 10 = 25 m/s.
Chiều dài của đoàn tàu : 25.3 = 75 m.
Nếu ôtô vượt đoàn tàu thì vận tốc của ôtô so với đoàn tàu là :
15-10 = 5m/s
. .	x '	75
Thời gian đế ôtô vượt hết chiều dài đoàn tàu : -ị- = 15 s.
c.
B. Vận tốc trung bình của mô tô trên toàn bộ quãng đường là :
Sị + s2 + s3 _ st + s2 + s3 tj + t2 + t3 S1 Ị s2 , s3
V1 v2 v3
Ã7Ỷ7Ã= 48 to/h
36 + 54 + 45
3.19*. B. Vận tốc của người soát vé so với đất là : 36 + 3 = 39 km/h.
c. BÀI TẬP BỔ SUNG
3a. Một vật chuyển động từ A đến B cách nhau 240 m. Trong nửa đoạn đường đầu vật chuyển động với vận tốc Vị = 5 m/s, nửa đoạn đường còn lại vật chuyển động với vận tốc v2 = 3 m/s.
Sau bao lâu thì vật đến B ?
Vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường AB.
Một người đi xe đạp frên một đoạn đường thẳng AB. Trên i đoạn đường đầu, người đó đi với vận tốc 14 km/h, I đoạn đường tiếp theo đi với vận tốc 16 km/h
và đoạn đường cuối cùng đi với vận tốc 8 km/h. Tính vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả đoạn đường AB.
3c. Một vật chuyển động không đều với vận tốc tăng dần theo quy luật V = 2t, trong đó t là thời gian chuyển động.
Tính vận tốc của vật sau 5 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động.
Biết vận tốc cuối cùng mà vật đạt được là 56 m/s. Tính thời gian chuyển động của vật.