4. Bài 7. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

>> Xem chi tiết: Lý thuyết đồ thị độ dịch chuyển - thời gian - Vật Lí 10

Phương pháp giải:

- Xác định quãng đường, độ dịch chuyển, thời gian.

- Sử dụng công thức tốc độ trung bình, vận tốc trung bình.

Lời giải chi tiết:

* Đi từ nhà đến trường:

- Quãng đường đi được của bạn A là: \(s = 1000m\)

- Độ dịch chuyển:

Do chuyển động của bạn A từ nhà đến trường là chuyển động thẳng, không đổi chiều nên độ dịch chuyển bằng quãng đường đi được: \(s = d = 1000m\).

- Thời gian bạn A đi từ nhà đến trường là:

\(t = \frac{{1000.25}}{{100}} = 250{\rm{s}}\)

- Tốc độ: \(v = \frac{s}{t} = \frac{{1000}}{{250}} = 4\left( {m/s} \right)\)

- Vận tốc: \(v = \frac{d}{t} = \frac{{1000}}{{250}} = 4\left( {m/s} \right)\)

* Đi từ trường đến siêu thị:

- Quãng đường đi được của bạn A là:

\(s = 1000 - 800 = 200m\)

- Độ dịch chuyển: dịch chuyển ngược chiều dương nên \(d =  - 200m\)

- Thời gian bạn A đi từ trường đến siêu thị là:

\(t = \frac{{200.25}}{{100}} = 50{\rm{s}}\)

- Tốc độ: \(v = \frac{s}{t} = \frac{{200}}{{50}} = 4\left( {m/s} \right)\)

- Vận tốc: \(v = \frac{d}{t} =  - \frac{{200}}{{50}} =  - 4\left( {m/s} \right)\)

Hãy vẽ đồ thị dịch chuyển – thời gian trong chuyển động của bạn A nêu ở trên theo trình tự sau đây:

Phương pháp giải:

Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị.

Lời giải chi tiết:

1.

Lập bảng ghi số liệu.

 2.

Vẽ đồ thị:

Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thị như hình sau:

Hình 7.2 là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của một người đang bơi trong một bể bơi dài 50 m. Đồ thị này cho biết những gì về chuyển động của người đó?

Phương pháp giải:

- Dựa vào đồ thi hình 7.2.

- Sử dụng các công thức xác định tốc độ, vận tốc.

Lời giải chi tiết:

1.

Từ đồ thị ta thấy, trong 25s đầu người đó chuyển động thẳng từ O – A và không đổi chiều, độ dịch chuyển trong 25 s đầu là 50 m.

Suy ra: Mỗi giây người đó bơi được: \(\frac{{50}}{{25}} = 2\left( m \right)\)

Vận tốc của người đó là: \(v = \frac{d}{t} = \frac{{50}}{{25}} = 2\left( {m/s} \right)\)

2.

Từ A – B: người đó không bơi => Người đó không bơi từ giây 25 đến giây 35.

3.

Từ giây 35 đến giây 60 người đó bơi ngược chiều dương.

4.

Từ đồ thị ta thấy:

- Giây thứ 40 có d₁ = 45 m

- Giây thứ 60 có d₂ =  25 m

=> Trong 20 s cuối, mỗi giây người đó bơi được \(\frac{{\left| {25 - 45} \right|}}{{20}} = 1\left( m \right)\)

- Vận tốc của người đó là: \(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{{{d_2} - {d_1}}}{{\Delta t}} = \frac{{25 - 45}}{{20}} =  - 1\left( {m/s} \right)\)

5.

- Tại B: \({d_1} = 50m;\,{t_1} = 35s\)

- Tại C: \({d_2} = 25m;\,{t_2} = 60\,s\)

Từ B -> C, độ dịch chuyển là:

\(\Delta d = {d_2} - {d_1} = 25 - 50 =  - 25m\)

Vận tốc của người đó khi bơi từ B -> C là:

\(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{{ - 25}}{{60 - 35}} =  - 1\left( {m/s} \right)\)

6.

Độ dịch chuyển của người đó trong cả quá trình bơi là:

\(\Delta d = 25m\)

Vận tốc của người đó trong cả quá trình bơi là:

\(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{{25}}{{60}} = \frac{5}{{12}} \approx 0,417\left( {m/s} \right)\)

Phương pháp giải:

+ Vận tốc = Độ dịch chuyển : thời gian

+ Tốc độ = Quãng đường : thời gian

Lời giải chi tiết:

Từ giây 45 đến giây 60, ta có t = 60 - 45 = 15 (s)

Người đó không đổi chiều chuyển động từ giây 45 đến 60 nên ta có: 

s = d = 40 - 25 = 15 (m).

=> Vận tốc (tốc độ) của người bơi là: \(v = \frac{d}{t} = \frac{{15}}{{15}} = 1(m/s)\).

Phương pháp giải:

- Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị và mô tả chuyển động.

- Sử dụng công thức tính vận tốc.

Lời giải chi tiết:

1.

a) Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian:

b) Mô tả chuyển động của xe:

- Từ 0 – 3 giây: xe chuyển động thẳng.

- Từ giây thứ 3 đến giây thứ 5: xe đứng yên (dừng lại)

c) Độ dịch chuyển của xe trong 3 giây đầu là:

\(d = 7 - 1 = 6m\)

Vận tốc của xe trong 3 giây đầu là:

\(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{6}{3} = 2\left( {m/s} \right)\)

2.

a) Mô tả chuyển động của xe:

- Trong 2 giây đầu: xe chuyển động thẳng

- Từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: xe đứng yên

- Từ giây thứ 4 đến giây thứ 10: xe chuyển động thẳng theo chiều ngược lại.

- Từ giây thứ 9 đến giây thứ 10: xe dừng lại.

b)

- Ở giây thứ 2: xe ở vị trí cách điểm xuất phát 4 m.

- Ở giây thứ 4: xe ở vị trí cách điểm xuất phát 4 m

- Ở giây thứ 8: xe trở về vị trí xuất phát

- Ở giây thứ 10: xe ở vị trí cách điểm xuất phát 1 m theo chiều âm

c) Xác định tốc độ và vận tốc của xe:

- Trong 2 giây đầu, xe chuyển động thẳng, không đổi chiều nên tốc độ bằng vận tốc:

\(v = \frac{d}{t} = \frac{4}{2} = 2\left( {m/s} \right)\)

- Từ giây 2 đến giây 4: xe đứng yên nên vận tốc và tốc độ của xe đều bằng 0.

- Từ giây 4 đến giây 8:

+ Tốc độ: \(v = \frac{s}{t} = \frac{4}{4} = 1\left( {m/s} \right)\)

+ Vận tốc: \(v = \frac{{\Delta d}}{{\Delta t}} = \frac{{0 - 4}}{{8 - 4}} =  - 1\left( {m/s} \right)\)

d)

- Từ đồ thị, ta thấy quãng đường đi được của xe sau 10 giây chuyển động là:

\(s = 4 + 4 + 1 = 9\left( m \right)\)

- Độ dịch chuyển của xe sau 10 giây là:

\(d =  - 1 - 4 + 4 =  - 1\left( m \right)\)

=> Quãng đường và độ dịch chuyển của xe sau 10 giây không giống nhau vì xe chuyển động theo 2 chiều.