Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật Lý khối 8

PHẦN I : CƠ HỌC CHỦ ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG A/ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU-VẬN TỐC I/- Lý thuyết : 1/- Chuyển động đều và đứng yên : Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của một vật so với vật khác được chọn làm mốc. Nếu một vật không thay đổi vị trí của nó so với vật khác thì gọi là đứng yên so với vật ấy. Chuyển động và đứng yên có tính tương đối. (Tuỳ thuộc vào vật chọn làm mốc) 2/- Chuyển động thảng đều : Chuyển động thảng đều là chuyển động của một vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khỏng thời gian bằng nhau bất kỳ. Vật chuyển động đều trên đường thẳng gọi là chuyển động thẳng đều. 3/- Vận tốc của chuyển động : Là đại lượng cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động đó Trong chuyển động thẳng đều vận tốc luôn có giá trị không đổi ( V = conts ) Vận tốc cũng có tính tương đối. Bởi vì : Cùng một vật có thể chuyển động nhanh đối với vật này nhưng có thể chuyển động chậm đối với vật khác ( cần nói rõ vật làm mốc ) V = Trong đó : V là vận tốc. Đơn vị : m/s hoặc km/h S là quãng đường. Đơn vị : m hoặc km t là thời gian. Đơn vị : s ( giây ), h ( giờ ) II/- Phương pháp giải : 1/- Bài toán so sánh chuyển động nhanh hay chậm: a/- Vật A chuyển động, vật B cũng chuyển động, Vật C làm mốc ( thường là mặt đường ) Căn cứ vào vận tốc : Nếu vật nào có vận tốc lớn hơn thì chuyển động nhanh hơn. Vật nào có vận tốc nhỏ hơn thì chuyển động chậm hơn. Ví dụ : V1 = 3km/h và V2 = 5km/h Y V1 < V2 Nếu đề hỏi vận tốc lớn gấp mấy lần thì ta lập tỉ số giữa 2 vận tốc. b/- Vật A chuyển động, vật B cũng chuyển động. Tìm vận tốc của vật A so với vật B ( vận tốc tương đối ) - ( bài toán không gặp nhau không gặp nhau ). + Khi 2 vật chuyển động cùng chiều : v = va - vb (va > vb ) µ Vật A lại gần vật B v = vb - va (va < vb ) µ Vật B đi xa hơn vật A + Khi hai vật ngược chiều : Nếu 2 vật đi ngược chiều thì ta cộng vận tốc của chúng lại với nhau ( v = va + vb ) 2/- Tính vận tốc, thời gian, quãng đường : V = S = V. t t = Nếu có 2 vật chuyển động thì : V1 = S1 / t1 S1 = V1. t1 t1 = S1 / V1 V2 = S2 / t2 S2 = V2. t2 t2 = S2 / V2 3/- Bài toán hai vật chuyển động gặp nhau : a/- Nếu 2 vật chuyển động ngược chiều : Khi gặp nhau, tổng quãng đường các đã đi bằng khoảng cách ban đầu của 2 vật . A S B S1 Xe A G Xe B ///////////////////////////////////////////////////////// S2 Ta có : S1 là quãng đường vật A đã tới G S2 là quãng đường vật A đã tới G AB là tổng quang đường 2 vật đã đi. Gọi chung là S = S1 + S2 Chú y : Nếu 2 vật xuất phát cùng lúc thì thời gian chuyển động của 2 vật cho đến khi gặp nhau thì bằng nhau : t = t1 = t2 : Tổng quát lại ta có : V1 = S1 / t1 S1 = V1. t1 t1 = S1 / V1 V2 = S2 / t2 S2 = V2. t2 t2 = S2 / V2 S = S1 + S2 (Ở đây S là tổng quãng đường các vật đã đi cũng là khoảng cách ban đầu của 2 vật) b/- Nếu 2 vật chuyển động cùng chiều : Khi gặp nhau , hiệu quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa 2 vật : S1 Xe A Xe B G S S2 Ta có : S1 là quãng đường vật A đi tới chổ gặp G S2 là quãng đường vật B đi tới chổ gặp G S là hiệu quãng đường của các vật đã đi và cũng là khỏng cách ban đầu của 2 vật. Tổng quát ta được : V1 = S1 / t1 S1 = V1. t1 t1 = S1 / V1 V2 = S2 / t2 S2 = V2. t2 t2 = S2 / V2 S = S1 - S2 Nếu ( v1 > v2 ) S = S2 - S1 Nếu ( v2 > v1 ) Chú y : Nếu 2 vật xuất phát cùng lúc thì thời gian chuyển động của 2 vật cho đến khi gặp nhau thì bằng nhau : t = t1 = t2 Nếu không chuyển động cùng lúc thì ta tìm t1, t2 dựa vào thời điểm xuất phát và lúc gặp nhau. VÍ DỤ ÁP DỤNG Ví dụ 1 : Một vật chuyển động trên đoạn đường dài 3m, trong giây đầu tiên nó đi được 1m, trong giây thứ 2 nó đi được 1m, trong giây thứ 3 nó cũng đi được 1m. Có thể kết luận vật chuyển động thẳng đều không ? Giải Không thể kết luận là vật chuyển động thẳng đều được. Vì 2 lí do : + Một là chưa biết đoạn đường đó có thẳng hay không. + Hai là trong mỗi mét vật chuyển động có đều hay không. Ví dụ 2: Một ôtô đi 5 phút trên con đường bằng phẳng với vận tốc 60km/h, sau đó lên dốc 3 phút với vận tốc 40km/h. Coi ôtô chuyển động đều. Tính quãng đường ôtô đã đi trong 2 giai đoạn. Giải Gọi S1, v1, t1 là quãng đường, vận tốc , thời gian mà ôtô đi trên đường bằng phẳng. Gọi S2, v2, t2 là quãng đường, vận tốc , thời gian mà ôtô đi trên đường dốc. Gọi S là quãng đường ôtô đi trong 2 giai đoạn. Tóm tắt : t1 = 5phút = 5/60h v1 = 60km/h t2 = 3 phút = 3/60h v2 = 40km/h Tính : S1, S2, S = ? km Bài làm Quãng đường bằng mà ôtô đã đi : S1 = V1. t1 = 60 x 5/60 = 5km Quãng đường dốc mà ôtô đã đi : S2 = V2. t2 = 40 x 3/60 = 2km Quãng đường ôtô đi trong 2 giai đoạn S = S1 + S2 = 5 + 2 = 7 km Ví dụ 3 : Để đo khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng, người ta phóng lên mặt trăng một tia lade. Sau 2,66 giây máy thu nhận được tia lade phản hồi về mặt đất. ( Tia la de bật trở lại sau khi đập vào mặt trăng ). Biết rằng vận tốc tia lade là 300.000km/s. Tính khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng. Giải Gọi S/ là quãng đường tia lade đi và về. Gọi S là khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng, nên S = S//2 v = 300.000km/s t = 2,66s Tính S = ? km Tóm tắt : Bài làm quãng đường tia lade đi và về S/ = v. t = 300.000 x 2,66 = 798.000km khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng S = S//2 = 798.000 / 2 = 399.000 km Ví dụ 4 : hai người xuất phát cùng một lúc từ 2 điểm A và B cách nhau 60km. Người thứ nhất đi xe máy từ A đến B với vận tốc v1 = 30km/h. Người thứ hai đi xe đạp từ B ngược về A với vận tốc v2 = 10km/h. Hỏi sau bao lâu hai người gặp nhau ? Xác định chổ gặp đó ? ( Coi chuyển động của hai xe là đều ). Giải Gọi S1, v1, t1 là quãng đường, vận tốc , thời gian xe máy đi từ A đến B . Gọi S2, v2, t2 là quãng đường, vận tốc , thời gian xe đạp đi từ B về A Gọi G là điểm gặp nhau. Gọi S là khoảng cách ban đầu của 2 xe. Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thì thời gian chuyển động t1 = t2 = t A S B S1 Xe A G Xe S2 Bài làm S = 60km t1 = t2 v1 = 30km/h v2 = 10km/h a/- t = ? b/- S1 hoặc S2 = ? Ta có : S1 = V1. t1 S1 = 30t S2 = V2. t2 Y S2 = 10t Do hai xe chuyển động ngược chiều nên khi gặp nhau thì: S = S1 + S2 S = 30t + 10t 60 = 30t + 10t Y t = 1,5h Vậy sau 1,5 h hai xe gặp nhau. Lúc đó : Quãng đường xe đi từ A đến B là : S1 = 30t = 30.1,5 = 45km Quãng đường xe đi từ B đến A là : S2 = 10t = 10.1,5 = 15km Vậy vị trí gặp nhau tại G cách A : 45km hoặc cách B : 15km. Ví dụ 5 : Hai ôtô khởi hành cùng một lúc từ hai địa điểm A và B, cùng chuyển động về địa điểm G. Biết AG = 120km, BG = 96km. Xe khởi hành từ A có vận tốc 50km/h. Muốn hai xe đến G cùng một lúc thì xe khởi hành từ B phải chuyển động với vận tốc bằng bao nhiêu ? Giải Gọi S1, v1, t1 là quãng đường, vận tốc , thời gian xe máy đi từ A đến B . Gọi S2, v2, t2 là quãng đường, vận tốc , thời gian xe đạp đi từ B về A Gọi G là điểm gặp nhau. Khi 2 xe khởi hành cùng lúc, chuyển động không nghỉ, muốn về đến G cùng lúc thì t1 = t2 = t S1 = 120km S2 = 96km t1 = t2 v1 = 50km/h --------------------- v2 = ? S1 = 120km G S2 = 96km v1 = 50km/h A B Bài làm : Thời gian xe đi từ A đến G t1 = S1 / V1 = 120 / 50 = 2,4h Thời gian xe đi từ B đến G t1 = t2 = 2,4h Vận tốc của xe đi từ B V2 = S2 / t2 = 96 / 2,4 = 40km/h Ví dụ 6 : Một chiếc xuồng máy chạy từ bến sông A đến bến sông B cách A 120km. Vận tốc của xuồng khi nước yên lặng là 30km/h. Sau bao lâu xuồng đến B. Nếu : a/- Nước sông không chảy b/- Nước sông chảy từ A đến B với vận tốc 5km/h Kiến thức cần nắm Chú ý : Khi nước chảy vận tốc thực của xuồng, canô, thuyền lúc xuôi dòng là : v = vxuồng + vnước Khi nước chảy vận tốc thực của xuồng, canô, thuyền lúc ngược dòng là v = vxuồng - vnước Khi nước yên lặng thì vnước = 0 Giải Gọi S là quãng đường xuồng đi từ A đến B Gọi Vx là vận tốc của xuồng máy khi nước yên lặng Gọi Vn là vận tốc nước chảy Gọi V là vận tốc thực của xuồng máy khi nước chảy S1 = 120km Vn = 5km/h Vx = 30km/h -------------------- a/- t1 = ? khi Vn = 0 b/- t2 = ? khi Vn = 5km/h Bài làm vận tốc thực của xuồng máy khi nước yên lặng là v = vxuồng + vnước = 30 + 0 = 30km/h Thời gian xuồng đi từ A khi nước không chảy : t1 = S / V = 120 / 30 = 4h vận tốc thực của xuồng máy khi nước chảy từ A đến B v = vxuồng + vnước = 30 + 5 = 35km/h Thời gian xuồng đi từ A khi nước chảy từ A đến B t1 = S / V = 120 / 35 = 3,42h Ví dụ 7 : Cùng một lúc hai xe xuất phát từ hai địa điểm A và B cách nhau 60km. Chúng chuyển động thẳng đều và cùng chiều từ A đến B. Xe thứ nhất khởi hành từ a với vận tốc 30km/h. Xe thứ hai đi từ B với vận tốc 40km/h ? a/- Tìm khoảng cách giữa hai xe sau 30 phút kể từ lúc xuất phát ? b/- Hai xe có gặp nhau không ? Tại sao ? c/- Sau khi xuất phát được 1h, xe thứ nhất tăng tốc và đạt tới vận tốc 50km/h. Hãy xác định thời điểm hai xe gặp nhau. Vị trí chúng gặp nhau Giải Gọi S1, v1, t1 là quãng đường, vận tốc , thời gian vật đi từ A đến B . Gọi S2, v2, t2 là quãng đường, vận tốc , thời gian vật đi từ B về A Gọi G là điểm gặp nhau. Gọi S là khoảng cách ban đầu của hai vật. Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thời gian chuyển động là : t1 = t2 = 15s S = 240m t1 = t2 = t = 15s v1 = 10m/s --------------------- a/- v2 = ?m/s b/- S1 hoặc S2 = ? S = 240m S1 Vật A G Vật B ///////////////////////////////////////////////////////// S2 Bài làm a/- Ta có : S1 = V1. t (1 ) S2 = V2. t ( 2 ) Do chuyển động ngược chiều, khi gặp nhau thì : S = S1 + S2 = 240 (3 ) Thay (1), (2) vào (3) ta được : v1t + v2t = 240 10.15 + v2.15 = 240 Y v2 = 6m/s b/- Quãng đường vật từ A đi được là : S1 = v1.t = 10.15 = 150m Quãng đường vật từ B đi được là : S2 = v2.t = 6.15 = 90m Vậy vị trí gặp nhau tại G cách A : 150m hoặc cách B : 90m Ví dụ 8 : Hai vật xuất phát từ A và B cách nhau 400m chuyển động cùng chiều theo hướng từ A đến B. Vật thứ nhất chuyển động đều từ A với vận tốc 36km/h. Vật thứ hai chuyển động đều từ B với vận tốc 18km/h. Sau bao lâu hai vật gặp nhau ? Gặp nhau chổ nào ? Giải Gọi S1, v1, t1 là quãng đường, vận tốc , thời gian vật đi từ A . Gọi S2, v2, t2 là quãng đường, vận tốc , thời gian vật đi từ B Gọi G là điểm gặp nhau. Gọi S là khoảng cách ban đầu của hai vật. Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thời gian chuyển động là : t1 = t2 = t S1 S2 A B G V1 > V2 S = S1 – S2 Bài làm S = 400m t1 = t2 = t v1 = 36km/h = 10m/s v2 = 18km/h = 5m/s --------------------- a/- t = ?s b/- S1 hoặc S2 = ? a/-Ta có : S1 = V1. t S1 = 10.t (1) S2 = V2. t ð S2 = 5.t ( 2 ) Do chuyển động cùng chiều nên khi gặp nhau : S = S1 – S2 = 400 (3) Thay (1), (2) vào (3) ta được : t = 80s Vậy sau 80s hai vật gặp nhau. b/- Quãng đường vật từ A đi được là : S1 = v1.t = 10.80 = 800m Quãng đường vật từ B đi được là : S2 = v2.t = 5.80 = 400m Vậy vị trí gặp nhau tại G cách A : 800m hoặc cách B : 400m Ví dụ 9 : Hai xe cùng khởi hành lúc 8h từ hai địa điểm A và B cách nhau 100km. Xe thứ nhất đi từ A về phía B với vận tốc 60km/h. Xe thứ hai đi từ B với vận tốc 40km/h theo hướng ngược với xe thứ nhất. Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau ? Giải Gọi S1, v1, t1 là quãng đường, vận tốc , thời gian xe đi từ A . Gọi S2, v2, t2 là quãng đường, vận tốc , thời gian xe đi từ B S = 100km t1 = t2 = t v1 = 60km/h v2 = 40km/h --------------------- a/- t = ?h b/- S1 hoặc S2 = ? Gọi G là điểm gặp nhau. Gọi S là khoảng cách ban đầu của hai xe. Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thời gian chuyển động là : t1 = t2 = t S = S1 + S2 S2 Xe A G Xe B S1 Bài làm a/-Ta có : S1 = V1. t S1 = 60.t (1 ) S2 = V2. t ð S2 = 40.t ( 2 ) Do chuyển động ngược chiều khi gặp nhau thì : S = S1 + S2 = 100 (3 ) Thay (1), (2) vào (3) ta được : Thời gian chuyển động là : t = 1h Vì lúc khởi hành là 8h và chuyển động 1h nên khi gặp nhau lúc 8h + 1h = 9h b/- Quãng đường vật từ A đi được là : S1 = v1.t = 60.1 = 60km Quãng đường vật từ B đi được là : S2 = v2.t = 40.1 = 40km Vậy vị trí gặp nhau tại G cách A : 60m hoặc cách B : 40m Ví dụ 10 : Cùng một lúc hai xe xuất phát từ hai địa điểm A và B cách nhau 60km. Chúng chuyển động thẳng đều và cùng chiều từ A đến B. Xe thứ nhất khởi hành từ a với vận tốc 30km/h. Xe thứ hai đi từ B với vận tốc 40km/h ? a/- Tìm khoảng cách giữa hai xe sau 30 phút kể từ lúc xuất phát ? b/- Hai xe có gặp nhau không ? Tại sao ? c/- Sau khi xuất phát được 1h, xe thứ nhất tăng tốc và đạt tới vận tốc 50km/h. Hãy xác định thời điểm hai xe gặp nhau. Vị trí chúng gặp nhau ? Giải A Xe I B Xe II S=60km S2 S1 S/ = S + S2 – S1 Bài làm Tóm tắt câu a S = 60km t1 = t2 = t = 30 phút = 0,5h v1 = 30km/h v2 = 40km/h S/ = ? km Gọi S là khoảng cách ban đầu : 60km Gọi S/ là khoảng cách sau 30 phút. v1 là vận tốc của xe từ A v2 là vận tốc của xe từ B Ta có : Quãng đường xe đi từ A trong 30 phút là S1 = v1.t = 30.0,5 = 15km Quãng đường xe đi từ B trong 30 phút là S2 = v2.t = 40.0,5 = 20km Vậy khoảng cách của hai xe sau 30 phút là S/ = S + S2 – S1 = 60 + 20 – 15 = 65 km b/- Hai xe không gặp nhau. Vì xe I đuổi xe II nhưng có vận tốc nhỏ hơn. c/- Hình vẽ cho câu c : A Xe I B Xe II G S = 60km S/2 S/1 S// = S + S/2 - S/1 Tóm tắt câu c S = 60km t/1 = t/2 = t/ = 1h v1 = 30km/h v/1 = 50km/h v2 = 40km/h Tính S/1, S/2 , S/ , S// t//, S//1, S//2? Bài làm Gọi S// là khoảng cách sau 1h Gọi S/1, S/2 là quãng đương hai xe đi trong 1h Gọi S//1, S//2 là quãng đường hai xe đi được kể từ lúc xe I tăng tốc lên 50km/h cho đến khi gặp nhau Ta có : Quãng đường xe đi từ A trong 1h là S/ 1 = v1.t/ = 30.1 = 30km Quãng đường xe đi từ B trong 1h là S/2 = v2.t/ = 40.1 = 40km Vậy khoảng cách của hai xe sau 1h là S// = S + S/2 – S/1 = 60 + 40 – 30 = 70 km Quãng đường xe I từ A đi được kể từ lúc tăng tốc S// 1 = v/1.t// = 50.t// (1) Quãng đường xe II từ B đi được kể từ lúc xe I tăng tốc S//2 = v2.t// = 40.t// (2) Sau khi tăng tốc 1 khoảng thời gian t// xe I đuổi kịp xe II ( v/1 > v2 ) nên khi gặp nhau thì : S/ = S//1 – S//2 = 70 (3) Thay (1), (2) vào (3) ta được : t// = 7h Vậy sau 7h thì hai xe gặp nhau kể từ lúc xe I tăng tốc. Xe I đi được : S// 1 = v/1.t// = 50.t// = 50.7 = 350km Xe II đi được : S//2 = v2.t// = 40.t// = 40.7 = 280km Vậy chổ gặp cách A một khoảng : S/1 + S//1 = 30 + 350 = 380km Cách B một khoảng : S/2 + S//2 = 40 + 280 = 320km Ví dụ 11 : Một người đứng cách bến xe buýt trên đường khoảng h = 75m. Ở trên đường có một ôtô đang tiến lại với vận tốc v1 = 15m/s. khi người ấy thấy ôtô còn cách bến150m thì bắt đầu chạy ra bến để đón ôtô. Hỏi người ấy phải chạy với vận tốc bao nhiêu để có thể gặp được ôtô ? Giải Gọi S1 là khoảng cách từ bến đến vị trí cách bến 150m Tóm tắt S1 = 150m v1 = 15m/s S2 = h =75m ------------------------ Tính v2 = ? m/s Gọi S2 = h = 75m là khoảng cách của người và bến xe buýt Gọi t là thời gian xe đi khi còn cách bến 150m cho đến gặp người ở bến. S1 = 150m S2 =h =75m Bến xe búyt Xe ôtô Người Bài làm Thời gian ôtô đến bến : t1 = S1 / V1 = 150 / 15 = 10s Do chạy cùng lúc với xe khi còn cách bến 150m thì thời gian chuyển động của người và xe là bằng nhau nên : t1 = t2 = t = 10s Vậy để chạy đến bến cùng lúc với xe thì người phải chạy với vận tốc là : V2 = S2 / t2 = 75 / 10 = 7,5m/s Ví dụ 12 : Hai xe chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng. Nếu đi ngược chiều thì sau 15 phút khoảng cách giữa hai xe giảm 25km. Nếu đi cung chiều thì sau 15 phút khoảng cách giữa hai xe chỉ giảm 5km. Hãy tìm vận tốc của mỗi xe ? Giải Khoảng cách ban đầu AB A B Khi đi ngược chiều S1 S2 AB – (S1+ S2 ) Khoảng cách sau 15 phút Sau 15 phút ta có : AB-25 = (AB – S1 + S2) Khoảng cách ban đầu AB S2 A B Khi đi cùng chiều S1 AB +S2 – S1 Khoảng cách sau 15 phút Sau 15 phút ta có : (lúc đầu – lúc sau = 5) nghĩa là : AB-(AB-S1 +S2 ) = 5 Từ các dữ kiện trên ta có : Khi đi ngược chiều thì : S1 + S2 = 25 (1) Khi đi cùng chiều thì : S1 – S2 = 5 (2 ) Mặt khác ta có : S1 = V1t (3) và S2 = V2t (4) Thay (3) và (4) vào (1) và (2) ta được V1 = 60km/h và V2 = 40km/h Ví dụ 13 :: Hai xe chuyển động thẳng đều từ a đến B cách nhau 120km. Xe thứ nhất đi liên tục không nghỉ với vận tốc V1 = 15km/h. Xe thứ hai khởi hành sớm hơn xe thứ nhất 1h nhưng dọc đường phải nghỉ 1,5h. Hỏi xe thứ hai phải đi với vận tốc bao nhiêu để tới B cùng lúc với xe thứ nhất. Giải Tóm tắt : AB = S = 120km V1 = 15km/h t1 = t2 V2 = ?km/h Do đi liên tục từ A đến B nên , thời gian xe I đi là : t1 = S / V1 = 120/15 = 8h Muốn đén B cùng lúc với xe I thì thời gian chuyển động của xe II phải là : t2 = t1 + 1 – 1,5 = 8 +1 – 1,5 = 7,5h Vậy vận tốc xe II là : V2 = S/t2 = 120/7,5 = 16km/h Ví dụ 14 : Một canô chạy xuôi dòng sông dài 150km. Vận tốc của canô khi nước yên lặng là 25km/h. Vận tốc của dòng nước chảy là 5km/h. Tính thời gian canô đi hết đoạn sông đó. Giải Vận tốc thực của canô khi nước chảy là : V = Vn + Vcanô = 5 + 25 = 30km/h Thời gian canô đi hết đoạn sông đó là : t = S / V = 150/30 = 5h Ví dụ 15 ::Lúc 7h một người đi bộ từ A đến B vận tốc 4 km/h. lúc 9 giờ một người đi xe đạp từ A đuổi theo vận tốc 12 km/h. a) Tính thời điểm và vị trí họ gặp nhau? b) Lúc mấy giờ họ cách nhau 2 km? A M B Lời giải: a) Gọi thời gian gặp nhau là t (h) (t > 0) ta có MB = 4t AB = 12t Phương trình: 12t = 4t + 8 Þ t = 1 (h) - Vị trí gặp nhau cách A là 12 (km) b) * Khi chưa gặp người đi bộ. Gọi thời gian lúc đó là t1 (h) ta có : (v1t1 + 8) - v2t1 = 2 Þ t1 = = 45 ph * Sau khi gặp nhau. Gọi thời gian gặp nhau là t2 (h) Ta có : v2t2 - ( v1t2 + 8) = 2 Þ t2 = = 1h 15ph Ví dụ 16 : Một xuồng máy xuôi dòng từ A - B rồi ngược dòng từ B - A hết 2h 30ph a) Tính khoảng cách AB biết vận tốc xuôi dòng là 18 km/h vận tốc ngược dòng là 12 km/h b) Trước khi thuyền khởi hành 30ph có một chiếc bè trôi từ A. Tìm thời điểm và vị trí những lần thuyền gặp bè? Gợi ý : a) gọi thời gian xuôi dòng là t1 ngược dòng là t2 ( t1 ; t2 > 0) ta có: b) Ta có v1 = v + vn ( xuôi dòng ) v2 = v - vn ( ngược dòng ) Þ vn = 3 km * Gặp nhau khi chuyển động cùng chiều ( Cách giải giống bài 1.1) ĐS : Thuyền gặp bè sau 0,1 (h) tại điểm cách A là 1,8 (km) * Gặp nhau khi chuyển động ngược chiều: (HS tự làm) Ví dụ 17 ::a ) Một ô tô đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 , đi nửa quãng đường còn lại với vận tốc v2 . Tính vTB trên cả đoạn đường. b ) Nếu thay cụm từ "quãng đường" bằng cụm từ "thời gian" Thì vTB = ? c) So sánh hai vận tốc trung bình vừa tìm được ở ý a) và ý b) Gợi ý : a ) Gọi chiều dài quãng đường là (s) thì thời gian đi hết quãng đường là. t = - Vận tốc TB là. b ) Gọi thời gian đi hết cả đoạn đường là t* ta có. s = v1 Vận tốc TB là : vtb = c) Để so sánh hai vận tốc trên ta trừ cho nhau được kết quả ( > hay < 0) thì kết luận. Ví dụ 18 : Một người đi xe đạp từ A đến B có chiều dài 24 km. nếu đi liên tục không nghỉ thì sau 2h người đó sẽ đến B nhưng khi đi được 30 phút, người đó dừng lại 15 phút rồi mới đi tiếp. Hỏi ở quãng đường sau người đó phải đi với vận tốc bao nhiêu để đến B kịp lúc ? * Lời giải: Vận tốc đi theo dự định v = = 12km/h Quãng đường đi được trong 30 phút đầu : s1 = v.t1 = 6 km quãng đường còn lại phải đi : s2 = s - s1 = 18 km - Thời gian còn lại để đi hết quãng đường: t2 = 2 - h Vận tốc phải đi quãng đường còn lại để đến B theo đúng dự định: v’ = = 14,4 km/h Ví dụ 19 : Một người đi xe máy trên đoạn đường dài 60 km. Lúc đầu người này dự định đi với vận tốc 30 km/h . Nhưng sau quãng đường đi, người này muốn đến nơi sớm hơn 30 phút. Hỏi quãng đường sau người này phải đi với vận tốc bao nhiêu? * Lời giải: Thời gian dự định đi quãng đường trên: t = = 2 h Thời gian đi được quãng đường: t1 = h Thời gian cóng lại phải đi quãng đường để đến sớm hơn dự định 30 phút t2 = 2 - = 1h Vận tốc phải đi quãng đường còn lại là: v2 = = 45 km/h 60 1,5 2 1,5 1 0,5 t (h) 0 s (km) (h) * Cách 2: Có thể giải bài toán bằng đồ thị: - Đồ thị dự định đi, được vẽ bằng đường chấm chấm - Đồ thị thực tế đi, được biểu diễn bằng nét liền - Căn cứ đồ thị ta suy ra: v2 = = 45 km/h Ví dụ 20: Một thuyền đánh cá chuyển động ngược dòng nước làm rơi một các phao. Do không phát hiện kịp, thuyền tiếp tục chuyển động thêm 30 phút nữa thì mới quay lại và gặp phao tại nơi cách chỗ làm rơi 5 km. Tìm vận tốc dòng nước, biết vận tốc của thuyền đối với nước là không đổi. Nước s1 A BA C s2 s2’ s1’ Lời giải: - Gọi A là điểm thuyền làm rơi phao. v1 là vận tốc của thuyền đối với nước v2 là vận tốc của nước đối với bờ. Trong khoảng thời gian t1 = 30 phút thuyền đi được : s1 = (v1 - v2).t1 Trong thời gian đó phao trôi được một đoạn : s2 = v2t1 - Sau đó thuyền và phao cùng chuyển động trong thời gian (t) đi được quãng đường s2’ và s1’ gặp nhau tại C. Ta có: s1’ = (v1 + v2) t ; s2’ = v2 t Theo đề bài ta có : s2 + s2’ = 5 hay v2t1 + v2t = 5 (1) Mặt khác : s1’ - s1 = 5 hay (v1 + v2) t - (v1 - v2).t1 = 5 (2) Từ (1) và (2) Þ t1 = t Từ (1) Þ v2 = = 5 km/h NÂNG CAO 1/ Hệ vật gồm các vật chuyển động với vận tốc cùng phương: Phương pháp: sử dụng tính tương đối của chuyển động và công thức cộng vận tốc. trong trường hợp các vật chuyển động cùng chiều so với vật mốc thì nên chọn vật có vận tốc nhỏ hơn làm mốc mới để xét các chuyển động. Bài toán: Trên một đường đua thẳng, hai bên lề đường có hai hàng dọc các vận động viên chuyển động theo cùng một hướng: một hàng là các vận động viên chạy việt dã và hàng kia là các vận động viên đua xe đạp. Biết rằng các vận động viên việt dã chạy đều với vận tốc v1 = 20km/h và khoảng cách đều giữa hai người liền kề nhau trong hàng là l1 = 20m; những con số tương ứng đối với hàng các vận động viên đua xe đạp là v2 = 40km/h và l2 = 30m. Hỏi một người quan sát cần phải chuyển động trên đường với vận tốc v3 bằng bao nhiêu để mỗi lần khi một vận động viên đua xe đạp đuổi kịp anh ta thì chính lúc đó anh ta lại đuổi kịp một vận động viên chạy việt dã tiếp theo? Giải: Coi vận động viên việt dã là đứng yên so với người quan sát và vận động viên đua xe đạp. Vận tốc của vận động viên xe đạp so với vận động viên việt dã là: Vx = v2 – v1 = 20 km/h. Vận tốc của người quan sát so với vận động viên việt dã là: Vn = v3 – v1 = v3 – 20 Giả sử tại thời điểm tính mốc thời gian thì họ ngang nhau. Thời gian cần thiết để người quan sát đuổi kịp vận động viên việt dã tiếp theo là: Thời gian cần thiết để vận động viên xe đạp phía sau đuổi kịp vận động viên việt dã nói trên là: Để họ lại ngang hàng thì t1 = t2. hay: Thay số tìm được: v3 = 28 km/h 2/ Hệ vật gồm các vật chuyển động với vận tốc khác phương Phương pháp: Sử dụng công thức cộng vận tốc và tính tương đối của chuyển động: Bài toán: Trong hệ tọa độ xoy ( hình 1), có hai vật nhỏ A và B chuyển động thẳng đều. Lúc bắt đầu chuyển động, vật A cách vật B một đoạn l = 100m. Biết vận tốc của vật A là vA = 10m/s theo hướng ox, vận tốc của vật B là vB = 15m/s theo hướng oy. Sau thời gian bao lâu kể từ khi bắt đầu chuyển động, hai vật A và B lại cách nhau 100m. Giải: Quãng đường A đi được trong t giây: AA1 = vAt Quãng đường B đi được trong t giây: BB1 = vBt Khoảng cách giữa A và B sau t giây: d2 = (AA1)2 + (AB1)2 Với AA1 = VAt và BB1 = VBt Nên: d2 = ( v2A + v2B )t2 – 2lvBt + l2 (*) Thay số và biến đổi ra biểu thức : 325t2 – 3000t = 0 Giải ra được: t 9,23 s 3/ Chuyển động lặp: Phương pháp: Có thể sử dụng một trong hai phương pháp sau: Nếu vật chuyển động lặp không thay đổi vận tốc trên cả quá trình chuyển động thì sử dụng tính tương đối của chuyển động Nếu vật tham gia chuyển động lặp có vận tốc thay đổi trên các quãng đường thì sử dụng phương pháp tỷ số quãng đường hoặc tính tương đối của chuyển động. Bài toán 1: Trên quãng đường dài 100 km có 2 xe 1 và 2 cùng xuất phát và chuyển động gặp nhau với vận tốc tương ứng là 30 km/h và 20 km/h. cùng lúc hai xe chuyển động thì có một con Ong bắt đầu xuất phát từ xe 1 bay tới xe 2, sau khi gặp xe 2 nó quay lại và gặp xe 1 và lại bay tới xe 2. Con Ong chuyển động lặp đi lặp lại tới khi hai xe gặp nhau. Biết vận tốc của con ong là 60Km/h. tính quãng đường Ông bay?. Giải: Coi xe 2 đứng yên so với xe 1. thì vận tốc của xe 2 so với xe 1 là V21 = V2 + V1 = 50 Km/h Thời gian để 2 xe gặp nhau là: t = = = 2 h Vì thời gian Ong bay bằng thời gian hai xe chuyển động. Nên quãng đường Ong bay là: So = Vo t = 60.2 = 120 Km Bài toán 2: Một cậu bé đi lên núi với vận tốc 1m/s. khi còn cách đỉnh núi 100m cậu bé thả một con chó và nó bắt đầu chạy đi chạy lại giữa đỉnh núi và cậu bé. Con chó chạy lên đỉnh núi với vận tốc 3m/s và chạy lại phía cậu bé với vận tốc 5m/s. tính quãng đường mà con chó đã chạy từ lúc được thả ra tới khi cậu bé lên tới đỉnh núi? Giải: vận tốc của cậu bé là v, vận tốc của con chó khi chạy lên là v1 và khi