Lý thuyết Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 7: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều

---

Haylamdo biên soạn và sưu tầm tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 7: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 10.

Lý thuyết Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 7: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều

1. Đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng và khái niệm gia tốc

Thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng biến đổi

Gia tốc

- Đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên vận tốc theo thời gian được gọi là gia tốc. Trong chuyển động thẳng, gia tốc trung bình được xác định theo biểu thức:

$a_{tb}=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v_2-v_1}{\Delta t}$

- Gia tốc tức thời tại một thời điểm có giá trị bằng độ dốc của tiếp tuyến của đồ thị vận tốc - thời gian (v - t) tại thời điểm đó.

- Trong hệ SI đơn vị của gia tốc là m/s².

- Do vận tốc là một đại lượng vectơ nên gia tốc cũng là một đại lượng véc tơ. Gia tốc trung bình được xác định:

${\overrightarrow{a}}_{tb}=\frac{\Delta \overrightarrow{v}}{\Delta t}=\frac{{\overrightarrow{v}}_2-{\overrightarrow{v}}_1}{\Delta t}$

- Do $∆t$ rất nhỏ, gia tốc trung bình trở thành gia tốc tức thời có gốc tại vị trí của vật, hướng cùng hướng với độ biến thiên vận tốc $\Delta \overrightarrow{v}$ theo một tỉ xích xác định.

- Trong một số phương tiện giao thông như máy bay, xe đua, gia tốc tức thời được đo trực tiếp bằng gia tốc kế.

- Ta có thể dựa vào giá trị của gia tốc tức thời để phân chuyển động thành những loại sau:

+ a = 0: chuyển động thẳng đều, vật có độ lớn vận tốc không đổi.

+ a $\ne$ 0 và bằng hằng số: chuyển động thẳng biến đổi đều, vật có độ lớn vận tốc thay đổi (tăng hoặc giảm) đều theo thời gian.

+ a $\ne$ 0 nhưng không phải hằng số: chuyển động thẳng biến đổi phức tạp. Chúng ta không xét loại chuyển động này trong chương trình vật lý THPT.

Lưu ý: Trong chuyển động thẳng biến đổi đều được chia làm hai loại:

1. Chuyển động thẳng nhanh dần đều: độ lớn vận tốc tăng đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{v}$ cùng chiều.

2. Chuyển động thẳng chậm dần đều: độ lớn vận tốc giảm đều theo thời gian, $\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{v}$ ngược chiều.

Ví dụ: Trong giải đua xe F1 các tay đua phải hoàn thành một chặng đường 300km trong khoảng thời gian ngắn nhất. Trong quá trình đua các tay đua bắt buộc phải vào trạm dừng thay lốp mới và nạp thêm nhiên liệu. Trong khoảng thời gian từ khi xe vào trạm dừng đến khi xe tăng tốc trở lại đường đua, vận tốc của xe thay đổi rõ rệt. Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi vận tốc của xe. Trong giải đua xe F1 ngoài tốc độ tối đa thì gia tốc của xe cũng là yếu tố quyết định thắng lợi của cuộc đua.

Vận dụng đồ thị (v - t) để xác định độ dịch chuyển

- Ví dụ 1: Độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian từ t₁ đến t₂ được xác định bằng phần diện tích giới hạn bởi các đường v(t), v = 0, t = t₁, t = t₂ trong đồ thị (v – t).

Độ dịch chuyển bằng diện tích hình chữ nhật ABCD

- Ví dụ 2: Độ dịch chuyển của vật chuyển động thẳng biến đổi đều

2. Các phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều

- Phương trình gia tốc: a = hằng số

- Phương trình vận tốc: v = v₀ + at

Trong đó: v₀ là vận tốc của vật tại thời điểm t_0.

                 v là vận tốc của vật tại thời điểm t.

- Phương trình độ dịch chuyển: d = v₀.t + $\frac{1}{2}a{t}^2$

Đồ thị (d - t) của chuyển động thẳng biến đổi đều được biểu diễn trong hình 7.9 là một nhánh parabol.

Lưu ý: Trong trường hợp vật chuyển động thẳng biến đổi đều phương trình xác định tọa độ của vật chuyển động thẳng biến đổi đều.

x = x₀ + v₀.t + $\frac{1}{2}a{t}^2$

- Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển:

$v^2-v_0^2=2a.d$