Giải Lí 8: Bài 3. Chuyển động đều và chuyển động không đều

Bài 3. CHUYÊN ĐỘNG ĐỂU VÀ CHUYẾN ĐỘNG KHÔNG ĐỀU
KIẾN THỨC CẦN NAM vững
— Chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian gọi là chuyển động đều.
Chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian gọi là chuyển động không đều.
Công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều
trên một quãng đường là Vtb = - (trong đó s là quãng đường đi được, t là t
thời gian đi hết quãng đường đó, V là vận tốc trung bình).
Nếu một xe chuyển động lần lượt đi được đoạn đường ngắn Si, S2, S3... trong từng khoảng thời gian lần lượt là ti, t2, t3... thì vận tốc của
xe trên từng đoạn đường lần lượt là: Vtb = I1; V,b2 =	; Vtb3 = “,...
tj	t2	t3
Vậy vận tốc trung bình của xe trong cả quãng đường là:
XT s S, +s2 +s3
Vtb = - = —	-2	—
t tj + t2 + t3
Trung bình cộng vận tốc của xe là: v' = v‘--+-V-- + V3 3
Lưu ý là vận tốc trung bình khác trung bình cộng vận tốc.
TRẢ LỜI CÂU HỎI
ĐỊNH NGHĨA
Cl. Thả một bánh xe lăn trên máng nghiêng AD và máng ngang DF như hình (3.1 SGK): Quan sát chuyển động của trục bánh xe và ghi quãng đường trục bánh xe lăn được sau những khoảng thời gian 3 giây liên tiếp ta được kết quả ở bảng sau đây:
Tên quãng đường
AB
BC
CD
DE
EF
Chiều dài quãng đường (m)
0,05
0,15
0,25
0,33
0,33
Thời gian chuyển động (s)
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
Trên quãng đường nào chuyến động của trục bánh xe là chuyển động đều, chuyển động không đều?
Trả lời
— Vì vận tốc của trục bánh xe tăng dần trong quá trình chuyển động nên chuyển động của trục bánh xe trên mặt phẳng nghiêng AD là chuyển động không đều.
- Vì vận tốc của trục bánh xe trên mặt phẳng ngang DF không thay đổi nên chuyến động của trục bánh xe trên mặt phảng ngang DF là chuyển động đều.
C2. Trong các chuyển động sau đây, chuyển động nào là đều, không
đều?
Chuyển động của đầu cánh quạt máy khi quạt đang ổn định.
Chuyển động của ô tô khi khởi hành.
Chuyển động của xe đạp khi xuống dốc.
Chuyển động của tàu hỏa khi vào ga.
Trả lời
Chuyển động của đầu cánh quạt máy khi quạt đang ổn định là chuyển động đều, của ô tô khi khởi hành, của xe đạp khi xuống đốc và của tàu hỏa khi vào ga là những chuyển động không đều.
VẬN TỐC TRUNG BÌNH CỦA CHUYEN động không ĐỂU
C3. Hãy tính độ lớn của vận tốc trụng bình của trục bánh xe trên mỗi quãng đường từ A đến D. Trục bánh xe chuyển động nhanh lên hay chậm đi?
AB 0,05
Trả lời
= 0,017m/s
= 0,05m/s
= 0,083m/s
Vận tốc trung bình trên đoạn AB là: V! =
Vận tốc trung bình trên đoạn BC là: V2 =
t	3
Vận tốc trung bình trên đoạn CD là: v3 =	.= —7^-
t	3
Như vậy, trục bánh xe chuyển động nhanh dần lên.
VẬN DỰNG
C4. Chuyển động của ô tô chạy từ Hà Nội đến Hải Phòng là chuyển động đều hay không đều? Tại sao? Khi nói ô tô chạy từ Hà Nội đến Hải Phòng với vận tốc 50 km/h là nói tới vận tôc nào?
Trả lời
Chuyển động của ô tô chạy từ Hà Nội đến Hải Phòng là chuyển động không đều vì trong quá trình chuyển động, xe có thể chạy nhanh hay chậm tùy từng thời điểm khác nhau.
Khi nói ô tô chạy từ Hà Nội đến Hải Phòng với vận tốc 50 km/h là nói tới vận tốc trung bình của xe.
C5. Một người đi xe đạp xuống một đoạn đường dốc dài 120 m hết 30 s. Khi hết dốc, xe lăn tiếp một quãng đường nằm ngang dài 60 m trong 24 s rồi từng lại. Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đường dốc, trên quãng đường nằm ngang và trên cả hai quãng đường.
Trả lời
Vận tốc trung bình của xe trên quãng đường dốc là:
Vi =
Sị 120 t* “ 30
= 4m/s
Vận tốc trung bình của xe trên quãng đường ngang là:
..s/eo 9_ , v2 = —= —— = 2,5m/s
t2 24
Sị + s2
tj +12
= 3,33m/s.
30 + 24
Vận tốc trung bình của xe trên cả hai quãng đường là: 120 + 60
C6. Một đoàn tàu chuyển động 5 giờ với vận tốc trung bình 3km/h. Tính quãng đường đoàn tàu đi được.
Trả lời
Quãng đường tàu đi được là: s = v.t = 30.5 = 150 km.
C7. Xác định vận tốc trung bình của một học sinh khi chạy cự li 60 mét trong tiết thể dục theo đơn vị m/s và km/h.
Trả lời
g	z
Sử dụng công thức V = — để tính vận tốc của học sinh đó. Sau đó
đổi đơn vị đo từ m/s sang km/h.
GIẢI BÀI TẬP
Bl. Hình dưới đây ghi lại các vị trí của hòn bi khi nó lăn từ A đến D trên các đoạn đường AB, BC, CD sau những khoảng thời gian bằng nhau. Trong các câu hỏi của mỗi phần sau đây, câu nào mô tả đúng
Hòn bi	chuyển	động đều trên đoạn	đường	AB.
Hòn bi	chuyển	động đều trên đoạn	đường	CD.
Hòn bi	chuyển	động đều trên đoạn	đường	BC.
D. Hòn bi	chuyển	động đều trên cả đoạn đường từ A đến D.
Phần 2
Hòn bi chuyển động nhanh dần trên đoạn đường AB.
Hòn bi chuyển động nhanh dần trên đoạn đường BC. c. Hòn bi chuyển động nhanh dần trên đoạn đường CD.
D. Hòn bi chuyển động nhanh dần trên suốt đoạn đường AD.
Trả lời
Phần 1
Chọn câu C: Hòn bi chuyến động đều trên đoạn đường BC.
Phần 2.
Chọn câu A: Hòn bi chuyến động nhanh dần trên đoạn đường AB. B2. Một người đi quãng đường Si hết thời gian t] giây, đi quãng đường tiêp theo s2 hêt t2 giây. Trong các công thức dùng để tính vận trên cả hai quãng đường Si và s2, công
B. vtb = -L + -2- S1 s2
D. Tất cả các công thức trên đều sai.
Trả lời
tôc trung bình của người thức nào đúng?
A ..	V,+V,
A. vtb =
c. Vtb =
2
S| +S-, t, +1,
Chọn câu C: vtl) =
S| +S, t. + t2
B3. Một người đi bộ trên quãng đường thứ nhất dài 3km với vận tốc 2m/s. Quãng đường thứ hai dài l,95km người đó đi hết 0,5h. Tính vận tốc trung bình của người đó trên cá hai quãng đường.
Trả lời
Thời gian người đi bộ đi hết quãng đường thứ nhất là: 3000
ti -
= 1500s.
Thời gian người đi bộ đi hết quãng đường thứ hai là: t2 = 0,5 X 3600 = 1800s (s2 = l,95km = 1950m)
S| + S, t, +1,
= 1,5 (m/s)
Vtb =
1500 + 1800
Vận tốc trung bình cua người đi bộ trên cả hai đoạn đường là: 3000 + 1950
B4. Kỉ lục thế giới về chạy 100m do vận động viên người Mĩ đạt được vào năm 2002 là 9,86m/s. Hỏi:
Chuyến động của vận động viên này trong cuộc đua là đều hay không đều?
Tính vận tốc trung bình cua vận động viên này bằng m/s và km/h.
Trả lời
Chuyến động của vận động viên 1’à không đều.
Ta có: Vtb = - = 4^77 = 10,14m/s = 36,51 (km/h).
t 9.86
Thời gian (s)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Quãng đường (m)
0
140
340
428
516
604
692
780
880
1000
B5. Cứ sau 20 giây, người ta lại ghi quãng đường chạy được của một vận động viên chạy l.OOOm. Kết quả như sau: 
a. Tính vận tốc trung bình của vận động viên trong mỗi khoảng thời gian. Có nhận xét gì về chuyển động của vận động viên này trong cuộc đua?
b. Tính vận tốc trung bình của vận động viên trong cả chặng đường
đua.
Trả lời
a. V! - — = t,
S. 140 1 -	= 7m/s.
692-604 20-100 780-692 140-120 880-780 160-140 1000-880 180-160
= 4,4m/s.
v6 = — =
20 340-140 40-20 428-340
Sạ-
t2
S1
t3
s,
v2 = —
= lOm/s.
v7 = —
= 4,4m/s.
v3 = — =
v4 =
t4
60-
516-
■40
-428
= 4,4m/s.
v8 = —
= 5m/s.
v5 = — =
80-60
604-516
100-80
= 4,4m/s. v9 =
= 6m/s.
4,4m/s.
Dựa vào hết quả trên, ta thấy:
Trong hai quãng đường đầu: Vận động viên chuyến động nhanh dần.
Trong năm quàng đường đầu: Vận động viên chuyển động đều.
Hai quãng đường sau cùng: Vận động viên chuyên động nhanh cần.
b. Vận tốc trung bình của vận động viên trong cả chặng đua là:
. -v iooó
vtb = — =	= 5,56 (m/s)
t 180
B6. Một vận động viên đua xe đạp đã thực hiện cuộc đua vượt đèo với kết quả như sau:
Quãng đường từ A đến B 45km trong 2 giờ 15 phút.
Quãng đường từ B đến c 30km trong 24 phút.
Quãng đường từ c đến D 10km — giờ.
4
Tính vận tôc trung bình của vận động viên trên mỗi quãng đường.
Tính vận tôc trung bình của vận động viên trên cả quãng đường.
Trả lời
a. Vận tốc trung bình trên mỗi quãng đường là:
Quàng đường AB: Si = 45km = 45000m; ti = 2hl5’ = 8100s.
Vi = — t,
45000
8100
- 5,56 (m/s)
S,
v2 = — : t,
= 20,83 (m/s)
1440
Quãng đường BC: s2 = 30km = 30000m; t-2 = 24 phút = 1440s. 30000
Quãng đường CD: s3 = 10km = 10000m; t3 = — giờ = 900s.
S,
10000
= 11,11 (m/s)
v3 =
4
t, 900
b. Vận tốc trung bình trên cả quãng đường đua là:
= 8,14 (m/s)
s _ s, +s, +S; _ 85000 t tị +t2 + t, ~ 10440
B7 . Một người đi xe đạp đi nửa quãng đường đầu với vận tốc Vi = 12km/h, nửa quãng đường còn lại với vận tốc v2 = ?km/h. Biết vận tốc trung bình trên cả quãng đường là ókm/h. Hãy tính vận tốc v2.
Trả lời
Gọi s là chiều dài nửa quãng đường mà người đi xe đạp phải đi.
V X V
Rút gọn biểu thức ta được: v2 = 'b ——
2v. — V. v I v tb
8x12
Thay sô' vào ta được: v2 = -—77—7 = 6 (km/h).
2x12-8