Vật lý 10 Bài 6: Tính tương đối của chuyển động và công thức cộng vận tốc

1.1.1. Tính tương đối của quỹ đạo.

•    Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ qui chiếu khác nhau thì khác nhau. Quỹ đạo có tính tương đối

1.1.2. Tính tương đối của vận tốc.

• Vận tốc của vật chuyển động đối với các hệ qui chiếu khác nhau thì khác nhau. Vận tốc có tính tương đối

• Ví dụ: Một hành khách ngồi yên trong một toa tàu chuyển động với vận tốc 40 km/h. Đối với toa tàu thì vận tốc của người đó bằng 0. Đối với người đứng dưới đường thì người đó đang chuyển động với vận tốc 40 km/h 

1.2.1. Hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động.

•    Hệ qui chiếu gắn với vật đứng yên gọi là hệ qui chiếu đứng yên.

•    Hệ qui chiếu gắn với vật vật chuyển động  gọi là hệ qui chiếu chuyển động.

1.2.2. Công thức cộng vận tốc.

• Công thức cộng vận tốc: \(\overrightarrow {{v_{13}}}  = \overrightarrow {{v_{12}}}  + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

• Nếu một vật (1) chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) trong hệ qui chiếu thứ nhất (2), hệ qui chiếu thứ nhất lại chuyển động với vận tốc  \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) trong hệ qui chiếu thứ hai (3) thì trong hệ qui chiếu thứ hai vật chuyển động với vận tốc  \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) được tính theo công thức :  \(\overrightarrow {{v_{13}}}  = \overrightarrow {{v_{12}}}  + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

• Trong đó:

  •  \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) vận tốc tuyệt đối ( vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên)

  •  \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) vận tốc tương đối ( vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động)

  •  \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) vận tốc kéo theo ( 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: \[{v_{13}} = \left| {\begin{array}{*{20}{c}}
    {{v_{12}} - {v_{23}}}
    \end{array}} \right|\]

  • Về hướng:  

    • \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng với  \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) khi \({v_{12}} > {v_{23}}\)

    • \(\overrightarrow {{v_{13}}} \)  cùng hướng  \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) với  khi \({v_{12}}

Hướng dẫn giải:

• Gọi :

  •  =  : Vận tốc  tàu B đối với đất

  •  = : Vận tốc  tàu  A đối với đất

  •   = : Vận tốc tàu B đối với xe A

• Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu A.

• Áp dụng công thức cộng vận tốc:

 =  + 

=>  =  -  =  + (-)

• Do tàu A và B chuyển động ngược chiều

\(v_{BA} = v_{BD} + v_{DA} = -10 - 15\)

\(v_{BA} = -25 km/h.\)

Bài 2:

Một ô tô A chạy đều trên một đường thẳng với vận tốc 40 km/h. Một ô tô B đuổi theo ô tô A với vận tốc 60km/h. Xác định vận tốc của ô tô B đối với ô tô A và của ô tô A đối với ô tô B.

Hướng dẫn giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe.

• Gọi \(\underset{v_{AD}}{\rightarrow}\): Vận tốc xe A đối với đất.

     \(\underset{v_{BD}}{\rightarrow}\): Vận tốc xe B đối với đất.

     \(\underset{v_{BA}}{\rightarrow}\): Vận tốc xe B đối với xe A.

• Vận tốc xe B đối với xe A:

  • Theo định lí cộng vận tốc: \(\underset{v_{BA}}{\rightarrow}\) = \(\underset{v_{BD}}{\rightarrow}\) + \(\underset{v_{AD}}{\rightarrow}\)

  • Do hai xe chuyển động cùng chiều (vBD > vAD).

\(\Rightarrow v_{BD} = 60 - 40 = 20 km/h\)

• Vận tốc xe A đối với xe B: (tương tự trên)

  • Ta có \(\underset{v_{AB}}{\rightarrow}\) = \(\underset{v_{AD}}{\rightarrow}\) + \(\underset{v_{DB}}{\rightarrow}\) 

  • Do hai xe chuyển động cùng chiều (vBD > vAD).

 \(\Rightarrow v_{AB} = 60 - 40 = 20 km/h\)

Qua bài giảng Tính tương đối của chuyển động và công thức cộng vận tốc​  này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Trả lời được các câu hỏi thế nào là tính tương đối của chuyển động, hệ quy chiếu đứng yên, đâu là hệ quy chiếu chuyển động.

• Giải được một số bài toán cộng vận tốc cùng phương cho từng trường hợp cụ thể

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 6 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một chiếc thuyền chuyển động ngược chiều dòng nước với v = 7,5 km/h đối với dòng nước. Vận tốc chảy của dòng nước đối với bờ sông là 2,1 km/h. Vận tốc của thuyền đối với bờ sông là bao nhiêu?

  • A. 5,4 km/h
  • B. 3,6 km/h
  • C. 2,7 km/h
  • D. 4,2 km/h

• Câu 2:

  Một người lái xuồng máy dự định mở máy cho xuồng chạy ngang con sông rộng 320m, mũi xuồng luôn luôn vuông góc với bờ sông. Nhưng do nước chảy nên xuồng sang đến bờ bên kia tại một điểm cách bến dự định 240m và mất 100s. Xác định vận tốc cuả xuồng so với dòng sông.

  • A. 3m/s
  • B. 4m/s
  • C. 5m/s
  • D. 6m/s

• Câu 3:

  Một chiếc thuyền xuôi dòng từ A đến B và quay về A. Biết vận tốc của nước so với bờ là 2km/h, AB = 14km. Tính thời gian tổng cộng đi và về của thuyền.
  
   

  • A. 3,2h
  • B. 4,8h
  • C. 2,4h
  • D. 1,2h

• Câu 4:

  Một xuồng máy đi trong nước yên lặng với v = 30km/h. Khi xuôi dòng từ A đến B mất 2 giờ, ngược dòng từ B đến A mất 3 gìờ. Tính quãng đường AB.

   

  • A. 72km
  • B. 66km
  • C. 70km
  • D. 56km

Câu 5- Câu 13: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 6 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 2 trang 48 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 3 trang 48 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 4 trang 48 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 6.1 trang 18 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.2 trang 19 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.3 trang 19 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.4 trang 19 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.5 trang 19 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.6 trang 19 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.7 trang 20 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.8 trang 20 SBT Vật lý 10

Bài tập 6.9 trang 20 SBT Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!