Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 10 - Chủ đề 1: Động học chất điểm - Chuyên đề 4: Tính tương đối của chuyển động

Nội dung text: Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 10 - Chủ đề 1: Động học chất điểm - Chuyên đề 4: Tính tương đối của chuyển động

1. CHƯƠNG CHUYÊN ĐỀ 4: TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM PHẦN 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Phương pháp giải Bài tập phần này chủ yếu là những bài tập về cộng Ví dụ: Một ca nô chạy xuôi dòng với vận tốc 10 vận tốc, thường gặp nhất là hai trường hợp hai vật m/s đối với nước. Nước chảy với vận tốc 2 m/s đối chuyển động cùng chiều và ngược chiều nhau. với bờ. Vận tốc của ca nô so với bờ sông bằng bao Ta làm theo 4 bước sau: nhiêu? Bước 1: Gắn chỉ số cho các vật, 1 gắn với vật thứ Hướng dẫn nhất, 2 gắn với vật thứ hai và 3 gắn với vật đứng Bài có 3 đối tượng: ca nô, dòng nước và bờ sông. yên, viết các vận tốc đã biết. Trong đó, ca nô và dòng nước chuyển động. Gắn chỉ số: 1 gắn với ca nô, 2 gắn với dòng nước và 3 gắn với bờ sông. Vận tốc của ca nô đối với dòng nước là vận tốc của 1 đối với 2: v12 10m / s. Vận tốc của dòng nước đối với bờ sông là vận tốc của 2 đối với 3: v23 2m / s. Ta cần tính vận tốc của ca nô đối với bờ, tức là vận tốc của 1 đối với 3: v13 ? Bước 2: Áp dụng công thức cộng vận tốc   Ta có: v13 v12 v23 Bước 3: Chọn 1 chiều dương. Chọn chiều chuyển động của ca nô làm chiều dương   Bước 4: Chiếu thức cộng vận tốc lên chiều dương Chiếu theo chiều dương ta thấy: v12 v23 đã chọn.   Do đó: v13 v12 v23 10 2 12m / s Chú ý: v12 v21 Trang 1
2. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một ca nô chạy ngược dòng nước với vận tốc 10 m/s so với dòng nước. Vận tốc của dòng chảy là 6 m/s. Vận tốc của ca nô so với bờ sông bằng A. 10 m/s.B.16 m/s. C. 4 m/s. D.12 m/s. Hướng dẫn Gắn chỉ số: 1 gắn với ca nô, 2 gắn với nước, 3 gắn với bờ sông. Vận tốc của ca nô đối với nước: v12 10m / s. Vận tốc của nước so với bờ: v23 6m / s    Theo công thức cộng vận tốc: v13 v12 v23   Chọn chiều dương là chiều chuyển động của ca nô ta có: v12 v23 Do đó: v13 v12 v23 10 6 4m / s →Chọn C. Chú ý: Ta có thể tóm lại công thức giải nhanh: v1 là vận tốc thuyền với nước, v2 là vận tốc nước với bờ: Đi xuôi dòng: v v1 v2 Đi ngược dòng: v v1 v2 Ví dụ 2: Một ca nô xuôi dòng với vận tốc 6 m/s đối với dòng nước. Vận tốc của dòng nước là 2 m/s. Tính thời gian để ca nô đi được 320 m? A. 20 s.B.40 s. C. 50 s. D.60 s. Hướng dẫn Vận tốc của ca nô với nước v1 6m / s . Vận tốc của nước chảy v2 2m / s Vì đi xuôi dòng nên vận tốc của ca nô so với bờ là: v v1 v2 8m / s s 320 Thời gian ca nô đi được quãng đường 320m là : t 40s v 8 →Chọn B. Ví dụ 3: Hai viên bi chuyển động cùng chiều nhau với vận tốc lần lượt bằng 4 m/s và 6 m/s. Vận tốc tương đối của viên bi thứ nhất so với viên bi thứ hai là A. 10 m/s.B.-10 m/s. C. 2 m/s. D.-2 m/s. Hướng dẫn Gắn chỉ số: 1 đối với viên bi thứ nhất, 2 đối với viên bi thứ hai và 3 đối với mặt đất Vận tốc của viên bi thứ nhất so với mặt đất: v13 4m / s Vận tốc của viên bi thứ hai so với mặt đất: v23 6m / s Áp dụng công thức cộng vận tốc :  v13 v12 v23 v12 v13 v23 v13 v32 Chọn chiều chuyển động của viên bi thứ nhất làm chiều dương, ta thấy v13 v32 v12 v13 v32 4 6 2m / s  Kết quả âm chứng tỏ v12 hướng về phía sau, ngược chiều dương đã chọn. →Chọn D. Trang 2
3. Ví dụ 4: Hai ô tô xuất phát từ hai điểm cách nhau 5 km, chạy đều về phía nhau với vận tốc lần lượt 20 km/h và 30 km/h. Chúng sẽ gặp nhau sau A. 5 phút. B. 6 phút. C. 8 phút. D.10 phút. Hướng dẫn Gắn chỉ số: 1 gắn với xe thứ nhất, 2 gắn với xe thứ hai và 3 gắn với mặt đất. Đầu bài đã cho ta vận tốc của xe thứ nhất đối với mặt đất: v13 = 20 km/h, vận tốc của xe thứ hai đối với mặt đất: v23 = 30 km/h. Ta cần tính được vận tốc tương đối giữa xe 1 so với xe 2         Áp dụng công thức cộng vận tốc: v13 v12 v23 v12 v13 v23 v13 v32 Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe thứ nhất . Chiếu lên chiều dương ta thấy     v13 v23 v13  v32 Suy ra: v12 v13 v32 20 30 50km / h. Vậy ta coi như ô tô thứ 2 đứng yên, ô tô 1 cách nó 5 km chạy lại gần nó với vận tốc v12 S 5 1 t h 6 v12 50 10 →Chọn B. PHẦN 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP Câu 1. Lúc trời không gió, một máy bay bay với vận tốc không đổi 600 km/h từ địa điểm A đến địa điểm B hết 2,2 h. Khi bay trở lại từ B đến A gặp gió thổi ngược, máy bay phải bay hết 2,4 h. Xác định vận tốc của gió? A.30 km/h. B. 40 km/h. C. 50 km/h. D. 45 km/h. Câu 2. Một máy bay bay từ vị trí A đến vị trí B theo hướng tây đông cách nhau 300 km. Xác định thời gian bay biết vận tốc của máy bay đối với không khí là 528 km/h và có gió thổi theo hướng tây đông với tốc độ 20 m/s? A. 20 phút. B. 18 phút. C. 30 phút. D. 45 phút. Câu 3. Một thuyền đi từ A đến bến B cách nhau 6 km rồi lại trở về A. Biết rằng vận tốc thuyền trong nước yên lặng là 5 km/h, vận tốc nước chảy là 1 km/h. Tính thời gian chuyển động của thuyền? A. 1 giờ 30 phút. B. 2 giờ. C. 30 phút. D. 2 giờ 30 phút. Câu 4. Một xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc lúc không gió là 15 km/h.Người này đi từ A về B xuôi gió và đi từ B trở lại A ngược gió. Vận tốc gió là 1 km/h. Khoảng cách AB = 28 km. Tính thời gian tổng cộng đi và về? A. 1,25 hB.2,25 h. C. 3,50 h. D. 3,75 h. Câu 5.Trên một tuyến xe buýt các xe coi như chuyển động thẳng đều với vận tốc 30 km/h; hai chuyến xe liên tiếp khởi hành cách nhau 10 phút. Một người đi xe đạp ngược lại gặp hai chuyến xe buýt liên tiếp cách nhau 7 phút 30 giây. Vận tốc của người đi xe đạp bằng A. 5 km/h. B. 10 km/h. C. 12 km/h. D. 15 km/h. Câu 6. Một chiếc thuyền chuyển động thẳng đều xuôi dòng nước từ bến A về bến B cách nhau 6 km dọc theo dòng sông rồi quay về B mất tất cả 2 giờ 30 phút. Biết rằng, vận tốc của thuyền khi nước yên lặng là 5 km/h. Tính vận tốc dòng nước? Trang 3
4. A.0,5 km/h. B. 1 km/h.C.2 km/h. D. 3 km/h. Câu 7. Người ta quan sát ở trên mặt đất thấy “Mặt Trời mọc ở đằng Đông và lặn ở đằng Tây”. Nguyên nhân là do: A. Trái Đất tự quay theo chiều Tây sang Đông. B. Trái Đất tự quay từ Đông sang Tây. C. Mặt Trời chuyển động quanh Trái Đất theo chiều từ Đông sang Tây D. Trái Đất chuyển động quanh Mặt trời theo chiều từ Tây sang Đông. Câu 8 .Một ca nô chạy xuôi dòng sông 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. Cho rằng vận tốc của ca nô đối với nước là 30 km/h. Tính khoảng cách giữa hai bến A và B? A.64 km. B. 72 km.C.86 km.D. 100 km. Đáp án: 1 - C 2 - C 3 – D 4 – D 5 – B 6 – B 7 – A 8 – B Trang 4