Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 1: Động học chất điểm - Bài 6: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 1: Động học chất điểm - Bài 6: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc - Chu Văn Biên

1. CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM BÀI 6. TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG. CƠNG THỨC CỘNG VẬN TỐC TĨM TẮT LÝ THUYẾT + Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau.    + Vectơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo: v1,3 v1,2 v2,3 . Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật (1) đối với hệ quy chiếu đứng yên (3); vận tốc tương đối là vận tốc của vật (1) đối với hệ quy chiếu chuyển động (2); vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động (2) đối với hệ quy chiếu đứng yên (3). TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Đứng ở Trái Đất, ta sẽ thấy A. Mặt Trời đứng yên, Trái Đất quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất. B. Mặt Trời và Trái Đất đứng yên, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất. C. Mặt Trời đứng yên, Trái Đất và Mặt Trăng quay quanh Mặt Trời. D. Trái Đất đứng yên, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất. Câu 2. Một hành khách ngồi trong toa tàu H, nhìn qua cửa sổ thấy toa tàu N bên cạnh và gạch lát sân ga đều chuyển động như nhau. Hỏi toa tàu nào chạy? A. Tàu H đứng yên, tàu N chạy.B. Tàu H chạy, tàu N đứng yên. C. Cả hai tàu đều chạy.D. Khơng đủ dữ kiện để kết luận. Câu 3. Một ơ tơ khách đang chạy trên đường. Đối với người nào dưới đây, ơ tơ đang đứng yên? A. Người đứng bên lề đường. B. Người đi xe máy đang bị xe khách vượt qua. C. Người lái xe con đang vượt xe khách. D. Một hành khách ngồi trong ơ tơ. Câu 4. Để xác định chuyển động của các trạm thám hiểm khơng gian, tại sao người ta khơng chọn hệ quy chiếu gắn với Trái Đất? Vì hệ quy chiếu gắn với Trái Đất. A. cĩ kích thước khơng lớn. B. khơng thơng dụng. C. khơng cố định trong khơng gian vũ trụ. D. khơng tồn tại. Câu 5. Hành khách A đứng trên toa tàu, nhìn qua cửa sổ toa sang hành khách B ở toa tàu bên cạnh. Hai toa tàu đang đỗ trên hai đường tàu song song với nhau trong sân ga. Bỗng A thấy B chuyển động về phía sau. Tính huống nào sau đây chắc chắn khơng xảy ra? A. Cả hai toa tàu cùng chạy về phía trước. A chạy nhanh hơn. B. Cả hai toa tàu cùng chạy về phía trước. B chạy nhanh hơn. C. Toa tàu A chạy về phía trước. Toa tàu B đứng yên.
2. D. Toa tàu A đứng yên. Toa tàu B chạy về phía sau. Câu 6. Cĩ hai vật (1) và (2). Nếu chọn vật (1) làm mốc thì vật (2) chuyển động trịn với bán kính R so với (1). Nếu chọn (2) làm mốc thì cĩ thể phát biểu về quỹ đạo của (1) so với (2) như thế nào? A. Khơng cĩ quỹ đạo vì vật (1) nằm yên. B. Là đường cong (khơng cịn là đường trịn). C. Là đường trịn cĩ bán kính khác R. D. Là đường trịn cĩ bán kính R. Câu 7. Cĩ 3 vật (1), (2) và (3). Áp dụng cơng thức cộng vận tốc. Hãy chọn biểu thức sai?             A. v23 v21 v13 .B. v13 v12 v23 .C. v32 v31 v21. D. v12 v13 v23. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1D 2B 3D 4C 5B 6D 7D TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG PHƯƠNG PHÁP CHUNG: * Chọn trục tọa độ và chiều dương. * Kí hiệu: vật 1, vật 2 và vật 3.    Chuyển động cùng phương * Cơng thức cộng vận tốc: v13 v12 v23  v13 v12 v23 Câu 1. Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dịng sơng, sau 1 giờ đi được 10km. Một khúc gỗ trơi theo dịng sơng, sau 1 phút trơi được 100/3 m. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền. Vận tốc của thuyền buồn so với nước bằng bao nhiêu? A. 8 km/h.B. 10 km/h.C. 12 km/h.D. 15 km/h. Hướng dẫn * Kí hiệu: Thuyền là vật 1, nước là vật 2 và bờ sơng là vật 3. 10km v 10 km / h 13 1h s v 100 * Tính: v .10 3 km v 3 2 km / h 23 1 h 60 * Từ: v13 v12 v23 v13 v12 v23 10 v12 2 v12 12 km / h Chọn C. Câu 2. Một ơ tơ A chạy đều trên một đường thẳng với độ lớn vận tốc 40 km/h. Một ơ tơ B đuổi theo ơ tơ A với độ lớn vận tốc 60 km/h. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của các ơ tơ. Xác định vận tốc của ơ tơ B đối với ơ tơ A. A. 20 km/h.B. -20 km/h.C. -100 km/h.D. 100 km/h. Hướng dẫn
3. * Gọi vận tốc của A so với đường là vAC , vận tốc của B so với đường là vBC , vận tốc của B so với A là vBA . * Từ: vBC vBA vAC 60 vBA 40 vBA 20 km / h Chọn A. Câu 3. A ngồi trên một toa tàu chuyển động với vận tốc 15 km/h đang rời ga. B ngồi trên một toa tàu khác chuyển động với vận tốc 10 km/h đang đi ngược chiều vào ga. Hai đường tàu song song với nhau. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đồn tàu mà A ngồi. Tính vận tốc của B đối với A. A. -5 km/h.B. 5 km/h.C. 25 km/h.D. -25 km/h. Hướng dẫn * Gọi vận tốc của A so với đường là vAC , vận tốc của B so với đường là vBC , vận tốc của B so với A là vBA . * Từ: vBC vBA vAC 10 vBA 15 vBA 25 km / h Chọn D. Câu 4. Hịa đứng yên trên sân ga. Bình đứng yên trong toa tàu cũng đang đứng yên. Bỗng toa tàu chạy về phía trước với tốc độ 7,2 km/h. Hịa bắt đầu chạy theo toa tàu cũng với tốc độ ấy. Bình thì chạy ngược chiều với chiều chuyển động của toa với tốc độ 7,2 km/h. đối với toa. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu. Vận tốc của Bình đối với sân ga và đối với Hịa lần lượt là A. -7,2 km/h và 0 km/h.B. 0 km/h và -7,2 km/h. C. 7,2 km/h và 14,4 km/h.D. 14,4 km/h và 7,2 km/h. Hướng dẫn vB,G vB,T vT ,G vB,G 7,2 7,2 0 km / h * Từ Chọn B. vB,G vB,H vH ,G vB,H 7,2 vB,H 7,2 km / h Câu 5. Một ca nơ chạy thẳng đều xuơi theo dịng từ bến A đến bên B cách nhau 36 km mất một khoảng thời gian là 1 giờ 30 phút. Tốc độ của dịng chảy là 6 km/h. Chọn chiều dương là từ A đến B. Vận tốc của ca nơ đối với dịng chảy bằng A. 30 km/h.B. 18 km/h.C. -30 km/h.D. -18 km/h. Hướng dẫn vN ,B 6 * Từ: vC,B vC,N vN ,B AB36 24 vC,N 6 vC,N 18 km / h Chọn B. v 24 C ,B t 1,5 Câu 6. Một chiếc thuyền chuyển động thẳng ngược chiều dịng nước với tốc độ 6,5 km/h đối với dịng nước. Tốc độ chảy của dịng nước đối với bờ sơng là 1,5 km/h. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của dịng nước. Vận tốc của thuyền đối với bờ sơng là A. 8 km/h.B. 5 km/h.C. -5km/h.D. -8 km/h. Hướng dẫn
4. * Từ vT ,B vT ,N vN ,B vT ,B 6,5 1,5 5 km / h Chọn C. Câu 7. Hai ơ tơ cùng xuất phát từ hai bến xe A và B cách nhau 20 km trên một đoạn đường thẳng chạy với tốc độ khơng đổi lần lượt là v1 và v2 . Nếu hai ơ tơ chạy ngược chiều thì chúng sẽ gặp nhau sau 15 phút. Nếu hai ơ tơ chạy cùng chiều từ A đến B thì chúng sẽ đuổi kịp nhau sau 1 giờ. Giá trị của biểu thức 2v1 7v2 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 415 km/h.B. 510 km/h.C. 225 km/h.D. 315 km/h. Hướng dẫn * Ta thấy v1 v2 . Độ lớn vận tốc của xe A so với xe B khi chạy ngược chiều và khi chạy cùng chiều lần AB 20km v v 80 km / h 1 2 t 15 h v1 50 km / h lượt là: 60 v 30 km / h AB 20km 2 v v 20 km / h 1 2 t 1h 2v1 7v2 310 km / h Chọn D. Câu 8. Hai bến sơng A và B cùng nằm trên một bờ sơng, cách nhau 18 km. Cho biết độ lớn vận tốc của ca nơ đối với nước là u 16,2 km/h và độ lớn vận tốc của nước đối với bờ sơng là v2 5,4 km/h. Thời gian để ca nơ chạy xuơi dịng từ A đến B rồi lại chạy ngược dịng trở về A là A. 1 giờ 40 phút.B. 1 giờ 20 phút.C. 2 giờ 30 phút.D. 2 giờ 10 phút. Hướng dẫn * Gọi t và t lần lượt là thời gian đi xuơi dịng và thời gian đi ngược địng. * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với bờ khi đi xuơi dịng và khi đi ngược dịng lần lượt là: AB 18 5 AB t h v1 u v2 t u v2 16,2 5,4 6 t t 2,5 h Chọn C. AB AB 18 5 v u v t h 1 2 t u v2 16,2 5,4 3 Câu 9. Một ca nơ chạy xuơi dịng sơng mất 2 giờ để chạy thẳng đều từ bến A ở thượng lưu tới bến B ở hạ lưu và phải mất 3 giờ khi chạy ngược lại từ bến B về đến bến A. Biết độ lớn vận tốc của ca nơ đối với nước là u 30km / h . Độ lớn vận tốc của dịng nước đối với bờ sơng là v2 . Giá trị của AB / v2 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 10 h.B. 13 h.C. 5 h.D. 20 h. Hướng dẫn * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với bờ khi đi xuơi dịng và khi đi ngược dịng lần lượt là AB AB v u v 30 v t 1 2 2 2 AB 72 km AB 12 h Chọn B. AB AB v 6 km / h v v u v 30 v 2 2 t 1 2 3 2
5. Câu 10. Một chiếc ca nơ chạy thẳng đều xuơi theo dịng chảy từ bến A đến bến B phải mất 2 giờ và khi chạy ngược dịng chảy từ bến B trở về bến A phải mất 4 giờ. Nếu ca nơ bị tắt máy và thả trơi theo dịng chảy thì để trơi từ A đến B phải mất thời gian là A. 8 h.B. 12 h.C. 5 h.D. 8/3 h. Hướng dẫn * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với nước là u. Độ lớn vận tốc của nước đối với bờ là v2 . * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với bờ khi đi xuơi dịng và khi đi ngược dịng lần lượt là: AB v u v t 1 2 AB AB AB 2 2 2v2 8 h Chọn A. AB t t v 1 1 1 1 v u v 2 t 1 2 t t 2 4 Câu 11. Một ca nơ chạy thẳng đều xuơi theo dịng từ bến A đến bến B cách nhau 36 km mất một khoảng thời gian là 1 giờ 30 phút. Độ lớn vận tốc của dịng chảy là 6 km/h. Khoảng thời gian ngắn nhất để ca nơ chạy ngược dịng chảy từ bến B trở về bến A là A. 2,5 h.B. 1,5 h.C. 2h.D. 3h. Hướng dẫn AB 36km * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với bờ khi đi xuơi dịng: v 24 (km/h) . 1 t 1,5h * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với nước: u v1 v2 24 6 18 (km/h). * Độ lớn vận tốc của ca nơ đối với bờ khi đi ngược dịng và thời gian đi từ B đến A lần lượt là: v1 u v2 18 6 12 km / h AB 36 Chọn D. t 3 h v1 12 Câu 12. Một phi cơng muốn máy bay của mình bay về hướng Tây trong khi giĩ thổi về hướng Nam với tốc độ 50 km/h. Biết rằng khi khơng cĩ giĩ, tốc độ của máy bay so với mặt đất là 200 km/h. Độ lớn vận tốc của máy bay so với mặt đất gần giá trị nào nhất sau đây? A. 115 km/h.B. 190 km/h.C. 225 km/h.D. 315 km/h. Hướng dẫn * Kí hiệu: máy bay là vật 1, giĩ là vật 2 và mặt đất là vật 3 thì: v12 200 km/h và v23 50 km/h, * Theo cơng thức cộng vận tốc: 2 2 2 2 2 2 v13v23 v13 v12 v23 v12 v13 v23 200 v13 50 v13 193,65 km / h Chọn B. Câu 13. Một ơ tơ chạy với độ lớn vận tốc 50 km/h trong trời mưa. Mưa rơi theo phương thẳng đứng. Trên cửa kính bên của xe, các vệt mưa rơi làm với phương thẳng đứng một gĩc 60 . Độ lớn vận tốc của giọt
6. mưa đối với xe ơ tơ là v12 . Độ lớn vận tốc của giọt mưa đối với mặt đất là v13 . Giá trị của v12 v13 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 85 km/h.B. 90 km/s.C. 65 km/h.D. 75 km/h. Hướng dẫn * Kí hiệu: Giọt mưa là vật 1, xe ơ tơ là vật 2 và mặt đất là vật 3 thì v23 50km / h . v13 v23 * Theo cơng thức cộng vận tốc: v13 v12 v23  v23 50 sin sin 60 v12 57,74 v12 v12 Chọn A. v 50 tan 23 tan 60 v 28,87 v v 86,6 km / h 13 12 13 v13 v13 Câu 14. Ơ tơ A chạy thẳng về hướng Tây với độ lớn vận tốc 40 km/h. Ơ tơ B chạy thẳng về hướng Bắc với độ lớn vận tốc 60 km/h. Độ lớn vận tốc của ơ tơ B đối với người ngồi trên ơ tơ A gần giá trị nào nhất sau đây? A. 85 km/h.B. 90 km/s.C. 65 km/h.D. 75 km/h. Hướng dẫn * Kí hiệu: ơ tơ B là vật 1, ơ tơ A là vật 2 và mặt đất là vật 3 thì v13 60km / h và v23 40km / h . v13 v23 * Theo cơng thức cộng vận tốc: v13 v12 v23  2 2 2 2 2 v12 v13 v23 v12 40 60 72,11 km / h Chọn D. Câu 15. Một người lái xuồng máy cho xuồng chạy ngang con sơng rộng 240 m, mũi xuống luơn luơn vuơng gĩc với bờ sơng, nhưng do nước chảy nên xuồng sang đến bờ bên kia tại một địa điểm cách bến dự định 180 m về phía hạ lưu và xuồng đi hết 1 phút. Độ lớn vận tốc của xuồng so với bờ là A. 8 m/s.B. 9 m/s.C. 6 m/s.D. 5 m/s. Hướng dẫn Cách 1: * Kí hiệu: xuồng là vật 1, nước là vật 2 và bờ là vật 3 thì v12 240 / 60 4m / s và v23 180 / 60 3m / s v13 v23 * Theo cơng thức cộng vận tốc: v13 v12 v23  2 2 2 2 2 v13 v12 v23 v13 4 3 5 m / s . Cách 2: AC AB2 BC 2 2402 1802 * Tính v 5 m / s Chọn D. 13 t t 60
7. Câu 16. Hai ơ tơ đi qua ngã tư cùng lúc theo hai đường vuơng gĩc với nhau với độ lớn vận tốc lần lượt là 8 m/s và 6 m/s. Coi chuyển động của mỗi xe là thẳng đều. Khoảng cách giữa hai xe lúc xe 2 cách ngã tư 120 m gần giá trị nào nhất sau đây? A. 185 m.B. 190 m.C. 265 m.D. 175 m. Hướng dẫn s1 v1t v1 8 * Từ s1 s2 120. 160 m s2 v2t v2 6 BC AB2 AC 2 1202 1602 200 m Chọn B. Câu 17. Hai vật nhỏ chuyển động với tốc độ khơng đổi trên hai đường thẳng vuơng gĩc với nhau với tốc độ lần lượt là 30 m/s và 20 m/s. Tại thời điểm khoảng cách giữa hai vật nhỏ nhất thì vật 1 cách giao điểm của các quỹ đạo một đoạn 500 m. Lúc này, vật 2 cách giao điểm một khoảng A. 985 m.B. 750 m.C. 865 m.D. 333 m. Hướng dẫn Cách 1: * Từ: x1 x01 v1t 2 2 2 2 2 2 2 2 L x1 x2 v1 v2 t 2 v1v01 v2 x01 t x01 x02 x2 x02 v2t v2 v2 x01 v1x02 x1 2 2 2 v1x01 v2 x02 v1 v2 * Khi L min t 2 2 v1 v2 v v x v x x 1 2 01 1 02 2 2 2 v1 v2 v1 30 x2 x1 500. 750 m Chọn B v2 20 Cách 2: * Xét hệ quy chiếu gắn với vật 1 thì vận tốc vật 2 đối với vật 1 là:  v21 v23 v31 v23 v13 v2 v1 * Tại thời điểm khoảng cách giữa hai vật nhỏ nhất thì v21  AB v OB v 30 tan 1 OB OA 1 500. 750 m . v2 OA v2 20 Chọn B. BÀI TỐN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG
8. Câu 1. Lúc trời khơng cĩ giĩ. Một máy bay bay từ địa điểm A đến địa điểm B theo một đường thẳng với vận tốc khơng đổi u 100m / s hết 2h20 min. Khi bay trở lại, gặp giĩ từ B về A mát bay bay hết 2h30 min. Độ lớn vận tốc của giĩ so với mặt đất bằng A. 20/3 (m/s).B. 17/3 (m/s).C. 7 (m/s).D. 8 (m/s). Câu 2. Trên một con sơng chảy với tốc độ khơng đổi 0,5 m/s, một người bơi ngược dịng 1 km rồi ngay lập tức bơi quay trở lại về vị trí ban đầu mất thời gian là t . Biết rằng, người đĩ bơi với chế độ ổn định và trong nước lặng tốc độ bơi của người đĩ là 1,2 m/s. Giá trị t gần giá trị nào nhất sau đây? A. 35 phút.B. 33 phút.C. 45 phút.D. 43 phút. Câu 3. Hai bến sơng A và B cách nhau 60 km. Một ca nơ đi từ A đến B rồi về A mất 9 giờ. Biết ca nơ chạy với độ lớn vận tốc 15 km/s so với dịng nước yên lặng. Độ lớn vận tốc chảy của dịng nước bằng A. 8 km/h.B. 12 km/h.C. 5 km/h.D. 9 km/h. Câu 4. Một ca nơ đi xuơi dịng nước từ bến A tới bến B mất 2 giờ, cịn nếu đi ngược dịng từ B về A mất 3 giờ. Biết độ lớn vận tốc của dịng nước so với bờ sơng là 5 km/h. Quãng đường AB bằng A. 100 km.B. 80 km.C. 60 km.D. 120 km. Câu 5. Một ca nơ đi xuơi dịng nước từ bến A tới bến B mất 2 giờ, cịn nếu đi ngược dịng từ B về A mất 3 giờ. Biết độ lớn vận tốc của dịng nước so với bờ sơng là 5 km/h. Độ lớn vận tốc của ca nơ so với dịng nước bằng A. 30 km/h.B. 25 km/h.C. 5 km/h.D. 20 km/h. Câu 6. Một chiếc ca nơ chạy xuơi dịng từ A đến B mất 3 giờ, khi chạy ngược dịng từ B về A mất 6 giờ. Hỏi nếu tắt máy và để ca nơ trơi theo dịng nước thì đi từ A đến B mất thời gian bao lâu. A. 8 h.B. 12 h.C. 5h.D. 9h. Câu 7. Một ca nơ chạy ngược dịng sơng, sau 1 giờ đi được 15 km. Một khúc gỗ trơi xuơi theo dịng sơng với độ lớn vận tốc 2 km/h. Độ lớn vận tốc của ca nơ so với nước là A. 30 km/h.B. 17 km/h.C. 13 km/h.D. 7,5 km/h. Câu 8. Một ơ tơ đi qua ngã tư cùng lúc theo hai đường vuơng gĩc với nhau với độ lớn vận tốc lần lượt là 8 m/s và 6 m/s. Coi chuyển động của mỗi xe là thẳng đều. Độ lớn vận tốc xe 1 đối với xe 2 bằng A. 8 m/s.B. 10 m/s.C. 65 m/s.D. 75 m/s. Câu 9. Một phi cơng muốn máy bay của mình bay về hướng Tây trong khi giĩ thổi về hướng Nam với tốc độ 50 km/h. Phi cơng đĩ phải lái máy bay theo hướng Tây – Bắc hợp với hướng Đơng – Tây một gĩc . Biết rằng khi khơng cĩ giĩ, tốc độ của máy bay so với mặt đất là 200 km/h. Giá trị gần giá trị nào nhất sau đây? A. 9. B. 14. C. 20. D. 30. Câu 10. Hai vật nhỏ chuyển động với tốc độ khơng đổi trên hai đường thẳng vuơng gĩc với nhau với tốc độ lần lượt là 45 m/s và 20 m/s. Tại thời điểm khoảng cách giữa hai vật nhỏ nhất thì vật 1 cách giao điểm của các quỹ đạo một đoạn 500 m. Lúc này, vật 2 cách giao điểm một khoảng A. 985 m.B. 750 m.C. 1125 m.D. 333 m.
9. ĐÁP ÁN BÀI TỐN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG 1A 2B 3C 4C 5B 6B 7B 8B 9B 10C