MasterSchool

Vật lý lớp 10 · KNTT · Chương 2

Lý thuyết Vật lí 10 Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

Chương 2: Động học · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Vật lí 10 Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc SGK Kết nối tri thức. Giúp học sinh hiểu sâu sắc khái niệm vectơ gia tốc, đơn vị $m/s^2$, ý nghĩa định lượng đo độ biến thiên vận tốc và quy tắc xét dấu trong chuyển động nhanh dần đều và chậm dần đều.

Lớp

I. Chuyển động biến đổi và Độ biến thiên vận tốc

Trong thực tế đời sống, hầu hết các chuyển động đều không giữ nguyên vận tốc mà liên tục thay đổi (ô tô khởi hành, tàu hỏa hãm phanh vào ga, máy bay tăng tốc cất cánh...).

1. Khái niệm chuyển động biến đổi

Chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian được gọi là chuyển động biến đổi.

  • Vận tốc tăng dần theo thời gian: Chuyển động nhanh dần.
  • Vận tốc giảm dần theo thời gian: Chuyển động chậm dần.
  • Độ lớn vận tốc không đổi nhưng hướng liên tục đổi (như xe chạy đều quanh vòng xuyến): Vẫn là chuyển động biến đổi vì vectơ vận tốc đổi hướng.

2. Độ biến thiên vận tốc

Trong khoảng thời gian Δt=t2−t1\Delta t = t_2 - t_1, vận tốc của vật biến đổi từ v⃗1\vec{v}_1 sang v⃗2\vec{v}_2. Độ biến thiên vận tốc được định nghĩa là:

Δv⃗=v⃗2−v⃗1\Delta \vec{v} = \vec{v}_2 - \vec{v}_1

II. Khái niệm và Đặc điểm của Gia tốc

1. Định nghĩa vectơ gia tốc

Gia tốc là đại lượng vectơ đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc theo thời gian, được xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc Δv⃗\Delta \vec{v} và khoảng thời gian Δt\Delta t xảy ra sự biến thiên đó:

a⃗=Δv⃗Δt=v⃗2−v⃗1t2−t1\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t} = \frac{\vec{v}_2 - \vec{v}_1}{t_2 - t_1}

2. Đơn vị của gia tốc

Trong hệ đơn vị quốc tế SI, đơn vị của gia tốc là mét trên giây bình phương, kí hiệu là m/s2m/s^2 (được suy ra từ m/ss\frac{m/s}{s}).

3. Hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng

Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc v⃗\vec{v} và vectơ gia tốc a⃗\vec{a} luôn có phương trùng với phương của quỹ đạo thẳng:

Loại chuyển động thẳng Mối quan hệ vectơ a⃗\vec{a} và v⃗\vec{v} Dấu của tích số a⋅va \cdot v Ý nghĩa vật lí
Nhanh dần đều a⃗↑↑v⃗\vec{a} \uparrow\uparrow \vec{v} a⋅v>0a \cdot v > 0 Vectơ gia tốc cùng chiều với chuyển động, thúc đẩy vận tốc tăng nhanh.
Chậm dần đều a⃗↑↓v⃗\vec{a} \uparrow\downarrow \vec{v} a⋅v<0a \cdot v < 0 Vectơ gia tốc ngược chiều với chuyển động, cản trở làm vận tốc giảm dần.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Chuyển động biến đổi là chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian (thay đổi về độ lớn, về hướng hoặc cả hai).
  • Độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian Δt\Delta t: Δv⃗=v⃗2−v⃗1\Delta \vec{v} = \vec{v}_2 - \vec{v}_1.
  • Gia tốc là đại lượng vectơ đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc: a⃗=Δv⃗Δt\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}. Đơn vị chuẩn trong hệ SI là m/s2m/s^2.
  • Trong chuyển động thẳng: Khi vật chuyển động nhanh dần đều, vectơ gia tốc cùng chiều vectơ vận tốc (a⋅v>0a \cdot v > 0).
  • Khi vật chuyển động chậm dần đều, vectơ gia tốc ngược chiều vectơ vận tốc (a⋅v<0a \cdot v < 0).

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Câu 1: Gia tốc của một vật chuyển động là 2 m/s22 \, m/s^2 có ý nghĩa vật lí gì?
Gia tốc 2 m/s22 \, m/s^2 có nghĩa là trong mỗi 1 giây trôi qua, vận tốc của vật sẽ biến thiên (tăng thêm hoặc thay đổi) một lượng là 2 m/s2 \, m/s.
Câu 2: Một vật có gia tốc âm (a<0a < 0) thì có chắc chắn là chuyển động chậm dần không?
Không chắc chắn. Dấu âm của aa chỉ thể hiện gia tốc hướng theo chiều âm của trục tọa độ đã chọn. Nếu vật đang chuyển động theo chiều âm (v<0v < 0) và a<0a < 0, thì tích a⋅v>0a \cdot v > 0, vật vẫn đang chuyển động nhanh dần theo chiều âm.
Câu 3: Khi người lái xe ô tô đạp hết ga và xe tăng tốc từ 00 lên 72 km/h72 \, km/h trong 10 giây, tính độ lớn gia tốc của xe.
Đổi 72 km/h=20 m/s72 \, km/h = 20 \, m/s. Gia tốc của xe là: a=v−v0t=20−010=2 m/s2a = \frac{v - v_0}{t} = \frac{20 - 0}{10} = 2 \, m/s^2.
Câu 4: Một vật chuyển động tròn với tốc độ không đổi 10 m/s10 \, m/s có gia tốc hay không?
Có gia tốc. Dù độ lớn vận tốc không đổi, nhưng hướng của vectơ vận tốc liên tục thay đổi theo từng khoảnh khắc dọc theo đường tròn, tạo ra độ biến thiên vectơ Δv⃗≠0⃗\Delta \vec{v} \neq \vec{0}, sinh ra gia tốc hướng tâm.

Đề luyện tập theo bài