BÀI 4 CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI

Mở đầu: Để điều tra các vụ tai nạn giao thông đường bộ, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, dựa trên cơ sở của nhiều ngành khoa học, đặc biệt là cơ sở vật lí.

Người ta thử nghiệm trên bề mặt đường với các loại ô tô khác nhau để tìm gia tốc của ô tô trong khoảng cách dừng lại (khoảng cách từ lúc bánh xe không quay mà chỉ trượt trên mặt đường đến khi dừng lại). Dựa vào các vết trượt mà bánh xe để lại trên đường, dùng các công thức mô tả chuyển động, có thể suy ra được người lái xe có đi quá tốc độ cho phép khi gây tai nạn giao thông.

Họ đã dựa vào những công thức nào để suy ra được điều này?

Đáp án chuẩn: 

Dùng công thức: 2as= v² - v²₀ 

Trong đó:

+ v₀ (m/s) là tốc độ trước khi phanh xe.

+ v = 0 (m/s) là tốc độ khi xe dừng lại

+ s (m) là quãng đường (độ dài vết trượt) trên mặt đường.

+ a (m/s²) là gia tốc của ô tô.

I.CÔNG THỨC CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

Câu 1: Một chiếc ô tô có gia tốc trong khoảng cách dừng lại là -7,0  m/s2 . Ước tính khoảng cách dừng lại nếu lúc bắt đầu trượt ô tô này đang chạy ở tốc độ 108 km/h.

Đáp án chuẩn: 

 Ô tô đi được 833m thì dừng lại.

Câu 2: Tại hiện trường vụ tai nạn trên một con đường, cảnh sát phát hiện 1 vết trượt kéo dài 50m. Thử nghiệm trên mặt đường này cho thấy loại ô tô đó có gia tốc trong khoảng cách dừng lại là -6,5 m/s².Biết tốc độ cho phép loại ô tô này chạy trên đường đó là 90 km/h. Ô tô này có chạy quá tốc độ cho phép không?

Đáp án chuẩn: 

Ô tô đó không chạy quá tốc độ cho phép.

II. ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO

1. Gia tốc rơi tự do

2. Đo gia tốc rơi tự do

Câu 2: Đề xuất phương án và đo gia tốc rơi tự do với bộ dụng cụ: giá, bi thép, nam châm điện, 2 cổng quang điện, công tắc điều khiển, đồng hồ đo thời gian hiện số.

Đánh giá sơ bộ nguyên nhân ảnh hưởng đến kết quả trong thí nghiệm.

Đáp án chuẩn: 

Bộ dụng cụ đo gia tốc rơi tự do gồm:

(1) Nam châm điện                   (2) Viên bi thép

(3) Cổng quang điện                 (4) Công tắc điều khiển

(5) Đồng hồ đo thời gian           (6) Giá

- Tiến hành

Bước 1: Lắp các dụng cụ thành bộ như hình dưới.

+ Đặt bi thép dính vào phía dưới nam châm

+ Nhấn công tắc cho bi thép rơi

+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ

+ Lặp lại thao tác với các khoảng cách từ vị trí vật bắt đầu rơi đến cổng quang điện khác nhau.

Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng dưới

Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật

Bước 3: Tính gia tốc trung bình của vật rơi tự do và sai số cực đại trung bình của phép đo.

III. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM

1. Vận tốc ban đầu theo phương ngang

Câu 1: Quãng đường rơi theo phương thẳng đứng và chuyển động theo phương nằm ngang của quả bóng thứ hai trên hình 4.8 được ghi ở bảng 4.3. Sử dụng số liệu ở bảng 4.3 vẽ đồ thị với trục thẳng đứng là khoảng cách theo phương thẳng đứng, trục nằm ngang là khoảng cách theo phương nằm ngang. Chọn chiều dương hướng thẳng đứng xuống dưới và từ trái sang phải.

- Hình dạng đồ thị này giống hình dạng đồ thị nào đã học?

- Mô tả chuyển động của quả bóng này.

Đáp án chuẩn: 

- Hình dạng đồ thị giống hình dạng đồ thị của một nhánh parabol.

- Mô tả: 

+ Quả bóng thứ nhất rơi theo phương thẳng đứng, quả bóng thứ hai được đẩy sang bên phải theo phương ngang. Hai quả bóng rơi đồng thời và chạm đất cùng một lúc.

+ Thời gian rơi theo phương thẳng đứng của quả bóng thứ nhất bằng thời gian của quả bóng thứ hai.

2. Vận tốc ban đầu tạo góc xác định với phương ngang

Dự án học tập: Ném vật theo phương thẳng đứng thì độ cao của vật lớn nhất. Nếu ném vật theo phương ngang thì tầm xa của vật lớn nhất không?

Giả thuyết của bạn về điều kiện ném vật để đạt tầm xa (hoặc độ cao) lớn nhất là gì?

Đáp án chuẩn: 

Nếu ném vật theo phương ngang thì tầm xa của vật không lớn nhất. 

Giả thuyết: Độ cao và tầm xa của vật bị ném phụ thuộc vào góc giữa vận tốc ban đầu và phương nằm ngang.