Bài tập xác định vận tốc, quãng đường, thời gian trong chuyển động thẳng đều. Xác định vận tốc trung bình.

 

 

A: MỘT SỐ KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1. Tốc độ trung bình.

\[{{v}_{tb}}=\frac{s}{t}\]

  Với : s = x2 – x1 ; t = t2 – t1

2. Chuyển động thẳng đều.

  Là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.

3. Quãng đường đi trong chuyển động thẳng đều.

s = vtbt = vt

  Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t.

4. Cách giải

  • Sử dụng công thức trong chuyển động thẳng đều: S = v.t

-Công thức tính vận tốc trung bình. ${{v}_{tb}}=\frac{S}{t}=\frac{{{S}_{1}}+{{S}_{2}}+...+{{S}_{n}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}+...+{{t}_{n}}}$

B: BÀI TẬP

Bài 1: Một xe chạy trong 5h: 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60km/h, 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40km/h.Tính tốc  tốc trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động.

Hướng dẫn

Quãng đường đi trong 2h đầu: S1 = v1.t1 = 120 km

Quãng đường đi trong 3h sau: S2 = v2.t2 = 120 km

${{v}_{tb}}=\frac{{{S}_{1}}+{{S}_{2}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}=48km/h$

Bài 2: Một xe đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ trung bình v1=12km/h và nửa đoạn đường sau với tốc độ trung bình v2 =20km/h. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn đường.

Hướng dẫn

Thời gian đi nửa đoạn đường đầu: ${{t}_{1}}=\frac{{{S}_{1}}}{{{v}_{1}}}=\frac{S}{2.12}=\frac{S}{24}$

Thời gian đi nửa đoạn đường cuối: ${{t}_{2}}=\frac{{{S}_{2}}}{{{v}_{2}}}=\frac{S}{2.20}=\frac{S}{40}$

Tốc độ trung bình: ${{v}_{tb}}=\frac{S}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}=\frac{15.S}{S}=15km/h$

Bài 3: Một ô tô đi từ A đến B. Đầu chặng ô tô đi ¼ tổng thời gian với v = 50km/h. Giữa chặng ô tô đi  ½ thời gian với v = 40km/h. Cuối chặng ô tô đi  ¼  tổng thời gian với v = 20km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô?

Hướng dẫn

Quãng đường đi đầu chặng: ${{S}_{1}}={{v}_{1}}.\frac{t}{4}=12,5t$

Quãng đường chặng giữa: ${{S}_{2}}={{v}_{2}}.\frac{t}{2}=20t$

Quãng đường đi chặng cuối: ${{S}_{1}}={{v}_{1}}.\frac{t}{4}=5t$

Vận tốc trung bình: ${{v}_{tb}}=\frac{{{S}_{1}}+{{S}_{2}}+{{S}_{3}}}{t}=\frac{12,5t+20t+5t}{t}=37,5km/h$

Bài 4: Một nguời đi xe máy từ A tới B cách 45km. Trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1, nửa thời gian sau đi với v2  =  2/3 v1. Xác định v1, v2  biết sau 1h30 phút nguời đó đến B.

Hướng dẫn

S1 + S2 = 45

 $\Leftrightarrow {{v}_{1}}.\frac{1,5}{2}+\frac{2}{3}{{v}_{1}}.\frac{1,5}{2}=45\Rightarrow {{v}_{1}}=10,4km/h\Rightarrow {{v}_{2}}=6,9km/h$

Bài 5: Một ôtô đi trên con đường bằng phẳng với v = 60 km/h, sau đó lên dốc 3 phút với v = 40km/h. Coi ôtô chuyển động thẳng đều. Tính quãng đường ôtô đã đi trong cả giai đoạn.

Hướng dẫn

${{S}_{1}}={{v}_{1}}.{{t}_{1}}=5km$; ${{S}_{2}}={{v}_{2}}.{{t}_{2}}=2km$

S = S1 + S2 = 7km

Bài 6: Một ôtô đi trên quãng đường AB với v = 54km/h. Nếu tăng vận tốc thêm 6km/h thì ôtô đến B sớm hơn dự định 30 phút. Tính quãng đường AB và thòi gian dự định để đi quãng đường đó.

Hướng dẫn

S1 = v1.t1 = 54t1;  S2 = v2.t2 = 60(t1 – 0,5) = 60t1 - 30

S1 = S2 $\Rightarrow $ t1 = 5h

$\Rightarrow $ S = v1.t1 = 270km.

Bài 7: Một ôtô đi trên quãng đường AB với v = 54km/h. Nếu giảm vận tốc đi 9km/h thì ôtô đến B trễ hơn dự định 45 phút. Tính quãng đường AB và thời gian dự tính để đi quãng đường đó.

Hướng dẫn

S1 = 54t1 ; S2  = 45 ( t1 + ¾ )

S1 = S2

$\Leftrightarrow $54t1 = 45 ( t1 + ¾ )

$\Rightarrow $t1 = 3,75h

Bài 8 : Hai xe cùng chuyển động đều trên đường thẳng. Nếu chúng đi ngược chiều thì cứ 30 phút khoảng cách của chúng giảm 40km. Nếu chúng đi cùng chiều thì cứ sau 20 phút khoảng cách giữa chúng giảm 8km. Tính vận tốc mỗi xe.

Hướng dẫn

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi xe.

Nếu đi ngược chiều thì S1 + S2 = 40 $\Rightarrow \frac{{{v}_{1}}+{{v}_{2}}}{2}=40$             (1)

Nếu đi cùng chiêu thì S1 – S2 = (v1 – v2 )t = 8 $\Rightarrow \frac{{{v}_{1}}-{{v}_{2}}}{3}=8$         (2)

Giải (1) (2) $\Rightarrow $v1 = 52km/h ; v2 = 28km/h

$\Rightarrow $ S = 202,5km

Bài 9: Một người đi xe máy chuyển động thẳng đều từ A lúc 5giờ sáng và tới B lúc 7giờ 30 phút, AB = 150km.

a/ Tính vận tốc của xe.

b/ Tới B xe dừng lại 45 phút rồi đi về A với v = 50km/h. Hỏi xe tới A lúc mấy giờ.

Hướng dẫn

a/ Thời gian lúc đi: t = 7h30 – 5h = 2,5h

$v=\frac{S}{t}=60km/h$

Thời điểm người đó lúc bắt đầu về: t = 7h30 + 45 = 8h15

$t=\frac{S}{v}=3h$

Xe tới A lúc: t = 8h15 + 3h = 11h15’

Bài 10: Một người đi xe máy từ A đến B cách nhau 2400m. Nửa quãng đường đầu, xe đi với v1, nửa quãng đường sau đi với v2 = ½ v1. Xác định v1, v2 sao cho sau 10 phút xe tới B.

Hướng dẫn

S1 = v1.t        $\Rightarrow {{t}_{1}}=\frac{{{S}_{1}}}{{{v}_{1}}}=\frac{S}{2.{{v}_{1}}}$             $\Rightarrow {{t}_{2}}=\frac{{{S}_{2}}}{{{v}_{2}}}=\frac{S}{2.\frac{{{v}_{1}}}{2}}=\frac{S}{{{v}_{1}}}$

t1 + t2 = 600  $\Rightarrow $ v1 = 6m/s ; v2 = 3m/s

Bài 11: Một ôtô chuyển động trên đoạn đường MN. Trong ½ quãng đường đầu đi với v = 40km/h. Trong ½ quãng đường còn lại đi trong ½ thời gian đầu với v = 75km/h và trong ½ thời gian cuối đi với v = 45km/h. Tính vận tốc trung bình trên đoạn MN.

Hướng dẫn

S1 = v1.t1 = 40t1$\Rightarrow {{t}_{1}}=\frac{S}{80}$

S2 = S3 + S4 = $75(\frac{t-{{t}_{1}}}{2})+45(\frac{t-{{t}_{1}}}{2})=60t-\frac{60S}{80}$

S = S1 + S2 =$\frac{S}{2}$+ $60t-\frac{60S}{80}$          $\Leftrightarrow $1,25S = 60t  $\Rightarrow $S = 48.t          $\Rightarrow {{V}_{tb}}=\frac{S}{t}=48km$

Bài 12: Một ôtô chạy trên đoạn đường thẳng từ A đến B phải mất khoảng thời gian t. Tốc độ của ôtô trong nửa đầu của khoảng thời gian này là 60km/h. Trong nửa khoảng thời gian cuối là 40km/h. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn AB.

Hướng dẫn

Trong nửa thời gian đầu: S1 = v1.t = 30t

Trong nửa thời gian cuối: S2 = v2.t = 20t

${{v}_{tb}}=\frac{S}{t}=\frac{{{S}_{1}}+{{S}_{2}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}=50km/h$

Bài 13: Một người đua xe đạp đi trên 1/3 quãng đường đầu với 25km/h. Tính vận tốc của người đó đi trên đoạn đường còn lại. Biết rằng vtb = 20km/h.

Hướng dẫn

S1 = v1.t1$\Rightarrow {{t}_{1}}=\frac{{{S}_{1}}}{{{v}_{1}}}=\frac{S}{75}$

S2 = v2.t3$\Rightarrow {{t}_{2}}=\frac{{{S}_{2}}}{{{v}_{2}}}=\frac{2S}{3.{{v}_{2}}}$

${{v}_{tb}}=\frac{S}{t}=\frac{S}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}=20km/h$

$\Leftrightarrow 225{{v}_{2}}=60{{v}_{2}}+300\Rightarrow {{v}_{2}}=18,18km/h$

Bài 14: Một người đi xe đạp trên một đoạn đường thẳng AB. Trên 1/3 đoạn đường đầu đi với v = 12km/h, 1/3 đoạn đường tiếp theo với v = 8km/h và 1/3 đoạn đường cuối cùng đi với v = 6km/h. Tính vtb trên cả đoạn AB.

Hướng dẫn

Trong 1/3 đoạn đường đầu: S1 = v1.t1$\Rightarrow {{t}_{1}}=\frac{{{S}_{1}}}{{{v}_{1}}}=\frac{S}{3.{{v}_{1}}}$

Tương tự: $\Rightarrow {{t}_{2}}=\frac{{{S}_{2}}}{{{v}_{2}}}=\frac{S}{3.{{v}_{2}}}$ ; $\Rightarrow {{t}_{3}}=\frac{{{S}_{3}}}{{{v}_{3}}}=\frac{S}{3.{{v}_{3}}}$

\[t={{t}_{1}}+{{t}_{2}}+{{t}_{3}}=\frac{S}{3.{{v}_{1}}}+\frac{S}{3.{{v}_{2}}}+\frac{S}{3.{{v}_{3}}}\Rightarrow {{v}_{tb}}=\frac{s}{t}=8km/h\]

Bài 15: Một người đi xe máy chuyển động theo 3 giai đoạn: Giai đoạn 1 chuyển động thẳng đều với v1 = 12km/h trong 2km đầu tiên; giai đoạn 2 chuyển động với v2 = 20km/h trong 30 phút; giai đoạn 3 chuyển động trên 4km trong 10 phút. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường.

Hướng dẫn

${{t}_{1}}=\frac{{{S}_{1}}}{{{v}_{1}}}=\frac{1}{6}$ ;        S2 = v2. t2 = 10km  ;    S = S1 + S2 + S3 = 16km

t  = t1 + t2 + t3 = 5/6 giờ.     $\Rightarrow {{v}_{tb}}=\frac{S}{t}=19,2km/h$

.

Bài viết gợi ý: