TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC I. Tính tương đối của chuyển động - Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Quỹ đạo có tính tương đối. - Vận tốc của chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Vận tốc có tính tương đối. II. Công thức cộng vận tốc a) Hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động - Hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên gọi là hệ quy chiếu đứng yên. - Hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động gọi là hệ quy chiếu chuyển động. b) Công thức cộng vận tốc Véc tơ vận tốc tuyệt đối \((\overrightarrow {{v_{1,3}}})\) bằng tổng véc tơ vận tốc tương đối \((\overrightarrow {{v_{1,2}}})\) và vận tốc kéo theo \((\overrightarrow {{v_{2,3}}})\). \(\overrightarrow {{v_{1,3}}} = \overrightarrow {{v_{1,2}}} + \overrightarrow {{v_{2,3}}} \) Trong đó số 1 ứng với vật chuyển động, số 2 ứng với hệ quy chiếu chuyển động, số 3 ứng với hệ quy chiếu đứng yên. + Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên + Vận tốc tương đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động + Vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên. - Trường hợp \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) cùng phương, cùng chiều \(\overrightarrow {{v_{23}}} \): + Về độ lớn: \({v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}\) + Về hướng: \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) và \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) - Trường hợp \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) cùng phương, ngược chiều \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) + Về độ lớn: \({v_{13}} = \left| {{v_{12}} - {v_{23}}} \right|\) + Về hướng: \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) khi \({v_{12}} > {v_{23}}\) \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) khi \({v_{23}} > {v_{12}}\) Sơ đồ tư duy về tính tương đối của chuyển động - Công thức cộng vận tốc
Câu 1: Chuyển động của vật nào dưới đây được coi là chuyển động tròn đều? Quảng cáo A. Chuyển động quay của bánh xe ô tô khi đang hãm phanh. B. Chuyển động quay của kim phút trên mặt đồng hồ chạy đúng giờ. C. Chuyển động quay của của điểm treo các ghế ngồi trên chiếc đu quay. D. Chuyển động quay của cánh quạt khi vừa tắt điện.
Chọn B Chuyển động tròn đều là chuyển động của quỹ đão là đường tròn, có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau. A sai là vì khi ô tô hãm phanh, bánh xe quay chậm dần, không quay đều. B đúng vì kim phút quay đều. C sai vì chiếc đu quay chưa chắc đã quay đều. D sai vì cánh quạt khi vừa tắt điện sẽ quay chậm dần. Câu 2: Chuyển động tròn đều có A. vectơ vận tốc không đổi. B. tốc độ dài phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo. C. tốc độ góc phụ thuộc vào bánh kính quỹ đạo. D. gia tốc có độ lớn phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo. Quảng cáo
Chọn D + Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo. Trong chuyển động tròn đều, vectơ vận tốc có phương luôn luôn thay đổi. + Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quay quét được trong một đơn vị thời gian, không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo. + Tốc độ dài không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo. + Độ lớn của gia tốc hướng tâm:  Câu 3: Câu nào sau đây nói về gia tốc trong chuyển động tròn đều là sai? A. Vectơ gia tốc luôn hướng vào tâm quỹ đạo. B. Độ lớn của gia tốc C. Gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên về độ lớn của vận tốc D. Vectơ gia tốc luôn vuông góc với vec tơ vận tốc ở mọi thời điểm.
Chọn C Trong chuyển động tròn đều, tuy vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng có hướng luôn thay đổi, nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm. Độ lớn của gia tốc , với v là vận tốc, R là bán kính quỹ đạo. Gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên về hướng của chuyển động (chiều của vectơ vận tốc v→ ). Câu 4: Phát biểu nào sau đây là chính xác? Trong chuyển động tròn đều A. vectơ vận tốc luôn không đổi, do đó gia tốc bằng 0. B. gia tốc hướng vào tâm quỹ đạo, độ lớn tỉ lệ nghịch với bình phương tốc độ dài. C. phương, chiều và độ lớn của vận tốc luôn thay đổi. D. gia tốc hướng vào tâm quỹ đạo, độ lớn tỷ lệ với bình phương tốc độ góc
Chọn D Trong chuyển động tròn đều, vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng có phương, chiều luôn thay đổi, nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm. Độ lớn của gia tốc , với v là vận tốc, R là bán kính quỹ đạo. Suy ra D đúng. Câu 5: Một vật chuyển động theo đường tròn bán kính r = 100 cm với gia tốc hướng tâm an = 4 cm/s2. Chu kì T của chuyển động vật đó là A. 8π (s). B. 6π (s). C. 12π (s). D. 10π (s).
Chọn D Chu kì T của chuyển động vật là: Mặt khác: Quảng cáo Câu 6: Một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất, mỗi vòng hết 90 phút. Vệ tinh bay ở độ cao 320 km so với mặt đất. Biết bán kính Trái Đất là 6380 km. Vận tốc và gia tốc hướng tâm của vệ tinh là: A. 7795,8 m/s ; 9,06 m/s2. B. 7651,3 m/s ; 8,12 m/s2. C. 6800,6 m/s ; 7,82 m/s2. D. 7902,2 m/s ; 8,96 m/s2.
Chọn A Bán kính quỹ đạo của vệ tinh là: RV = 6380 + 320 = 6700 km = 67.105 m. Chu kỳ quay của vệ tinh: T = 90 phút = 5400 s. Vận tốc góc của vệ tinh: ⟹ Vận tốc dài của vệ tinh: Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là: aht = ω2.RV = 9,07 m/s2. Câu 7: Trên mặt một chiếc đồng hồ treo tường, kim giờ dài 10 cm, kim phút dài 15 cm. Tốc độ góc của kim giờ và kim phút là: A. 1,52.10-4 rad/s ; 1,82.10-3 rad/s. B. 1,45.10-4 rad/s ; 1,74.10-3 rad/s. C. 1,54.10-4 rad/s ; 1,91.10-3 rad/s. D. 1,48.10-4 rad/s ; 1,78.10-3 rad/s.
Chọn A Bán kính quỹ đạo kim phút: Rp = 10 cm = 0,1 m. Kim phút quay 1 vòng được 1h nên chu kì quay tròn của điểm đầu kim phút là: Tp = 1h = 3600 s Áp dụng công thức liên hệ giữa tố độ dài và tốc độ góc: Tốc độ dài của kim phút là:
Tốc độ góc của kim phút là: Câu 8: Chọn câu đúng. A. Trong các chuyển động tròn đều có cùng bán kính, chuyển động nào có chu kỳ quay lớn hơn thì có vận tốc dài lớn hơn. B. Trong chuyển động tròn đều, chuyển động nào có chu kỳ quay nhỏ hơn thì có vận tốc góc nhỏ hơn. C. Trong các chuyển động tròn đều, chuyển động nào có tần số lớn hơn thì có chu kỳ nhỏ hơn. D. Trong các chuyển động tròn đều, với cùng chu kỳ, chuyển động nào có bán kính nhỏ hơn thì có vận tốc góc nhỏ hơn.
Chọn đáp án C Chu kỳ T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng: Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây: f = 1/T → chuyển động nào có tần số lớn hơn thì có chu kỳ nhỏ hơn. Câu 9: Các công thức liên hệ giữa vận tốc dài với vận tốc góc, và gia tốc hướng tâm với tốc độ dài của chất điểm chuyển động tròn đều là: A. v = ωr, aht = v2r. B.v = C. v = ωr, aht = . D. v = ωr, aht =
Chọn đáp án C Tốc độ góc: + Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: Câu 10: Các công thức liên hệ giữa tốc độ góc ω với chu kỳ T và giữa tốc độ góc ω với tần số f trong chuyển động tròn đều là: A. ω = 2π/T; ω = 2πf B. ω = 2πT; ω = 2π/f. C. ω = 2πT; ω = 2π/f D. ω = 2π/T; ω = 2π/f
Chọn đáp án A Chu kỳ T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng: → ω =2πf Câu 11: Một động cơ xe gắn máy có trục quay 1200 vòng/phút. Tốc độ góc của chuyển động quay là bao nhiêu rad/s? A. 7200. B. 125,7. C. 188,5. D. 62,8.
Chọn B ω = 1200 vòng/phút = 1200. Câu 12: Một bánh xe có đường kính 100 cm lăn đều với vận tốc 36 km/h. Gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành bánh xe có độ lớn A. 200 m/s2. B. 400 m/s2. C. 100 m/s2. D. 300 m/s2.
Chọn A. Đổi d = 100 cm = 1 m, v = 36 km/h = 10 m/s. Bán kính quỹ đạo: R = d/2 = 0,5m Gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành bánh xe có độ lớn : Câu 13: Một xe ô tô có bán kính bánh xe 30 cm chuyển động đều. Bánh xe quay 10 vòng/s và không trượt. Tốc độ của xe là A. 67 km/h. B. 18,8 m/s. C. 78 km/h. D. 23 m/s.
Chọn B. ω = 10 vòng/s = 10.2π rad/s = 20π rad/s. bán kính R = 30 cm = 0,3 m. ⇒ v = ω.R = 20π.0,3 = 18,8 m/s. Câu 14: Một bánh xe bán kính 60 cm quay đều 100 vòng trong thời gian 2 s. Gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành bánh xe là A. 59157,6 m/s2. B. 54757,6 m/s2. C. 55757,6 m/s2. D. 51247,6 m/s2.
Chọn A. Bán kính quỹ đạo của một điểm trên vành bánh xe : R = 60 cm = 0,6 m. aht = ω2R = (100.3,14)2.0,6 = 59157,6 m/s2. Xem thêm các Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 10 có đáp án hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k6: fb.com/groups/hoctap2k6/ Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |
