Câu hỏi:Tại sao nói chuyển động có tính tương đối?
Lời giải:
Vì một vật có thể đứng với vật mốc này nhưng lại chuyển động với vật mốc khác nên một vật chuyển động có tính tương đối.
Ví dụ:
Người lái xe ngồi trên ô tô là đứng yên so với ô tô [so với ghế trên xe ô tô hoặc so với người ngồi cùng xe] vì vị trí của họ không thay đổi theo thời gian so với xe tô tô.
Nhưng người lái xe lại là chuyển động so với cây cối bên đường vì vị trí của họ thay đổi so với cây cối bên đường theo thời gian.
Cùng Top lời giải ôn tập về chuyển động cơ học và làm bài tập trắc nghiệm nhé!
1. Làm thế nào để nhận biết một vật chuyển động hay đứng yên?
Sự thay đổi vị trí của vật theo thời gian so với vật khác được chọn làm mốc gọi là chuyển động cơ học.
Lưu ý:Người ta thường chọn Trái Đất hoặc vật gắn với Trái Đất như nhà cửa, hai cây bên đường, cột cây số… làm vật mốc.
2. Tính tương đối của chuyển động và đứng yên
Chuyển động và đứng yên có tính tương đối, phụ thuộc vật được chọn làm mốc.
Lưu ý:
- Một vật được coi là đứng yên khi vị trí của vật đó so với vật làm mốc không thay đổi theo thời gian.
Ví dụ: Cột cờ trong sân trường đứng yên vì nó không thay đổi vị trí so với cổng trường hoặc một phòng học nào đó.
- Tùy theo vật chọn làm mốc mà một vật có thể chuyển động hoặc đứng yên so với vật khác.
Ví dụ: Một hành khách ngồi yên trên ô tô đang chuyển động thì so với sàn xe thì hành khách này đứng yên, còn so với cây cối hai bên đường, thì hành khách này chuyển động.
3. Một số dạng chuyển động thường gặp
- Đường mà vật chuyển động vạch ra gọi là quỹ đạo của chuyển động.
- Tuỳ thuộc vào hình dạng của quỹ đạo mà ta chia ra các dạng chuyển động:
+ Chuyển động thẳng.
- Chuyển động thẳng của tàu vũ trụ
+ Chuyển động cong.
- Chuyển động cong của con lắc
+ Chuyển động tròn.
4. Phương pháp giải bài toán chuyển động.
Bài toán1. Cách nhận biết một vật đang chuyển động hay đứng yên
Khi nói một vật chuyển động hay đứng yên thì phải nói so với vật làm mốc nào? Muốn biết vật A chuyển động hay đứng yên so với vật B thì ta phải xam xét vị trí của vật A so với vật B.
+ Nếu vị trí của vật A so với vật B có thay đổi theo thời gian thì ta nói vật A chuyển động so với vật B.
+ Nếu vị trí của vật A so với vật B không thay đổi theo thời gian thì ta nói vật A đứng yên so với vật B.
Bài toán2. Tính tương đối của chuyển động
Để chứng minh chuyển động hay đứng yên mang tính tương đối thì ta phải chọn ra ít nhất ba vật: Vật 1, vật 2, vật 3 sao cho vật 1 chuyển động so với vật 2 nhưng lại đứng yên so với vật 3.
5. Bài tập trắc nghiệm
Bài 1:Hành khách trên tàu A thấy tàu B đang chuyển động về phía trước. Còn hành khách trên tàu B lại thấy tàu C cũng đang chuyển động về phía trước. Vậy hành khách trên tàu A sẽ thấy tàu C
A. đứng yên.
B. chạy lùi ra sau.
C. tiến về phía trước.
D. tiến về phía trước rồi sau đó lùi ra sau.
Bài 2:Chuyển động và đứng yên có tính tương đối vì:
A. Quãng đường vật đi được trong những khoảng thời gian khác nhau là khác nhau.
B. Một vật có thể đứng yên so với vật này nhưng lại chuyển động so với vật khác.
C. Vận tốc của vật so với các vật mốc khác nhau là khác nhau.
D. Dạng quỹ đạo chuyển động của vật phụ thuộc vào vật chọn làm mốc.
Bài 3:Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng khi nói về chuyển động cơ học?
A. Chuyển động cơ học là sự dịch chuyển của vật.
B. Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác theo thời gian.
C. Chuyển động cơ học là sự thay đổi vận tốc của vật.
D. Chuyển động cơ học là chuyển dời vị trí của vật.
Bài 4:Mặt Trời mọc đằng đông, lặn đằng Tây. Trong hiện tượng này:
A. Mặt Trời chuyển động còn Trái Đất đứng yên.
B. Mặt Trời đứng yên còn Trái Đất chuyển động.
C. Mặt Trời và Trái Đất đều chuyển động.
D. Mặt Trời và Trái Đất đều đứng yên.
Bài 5:Trời lặng gió, nhìn qua cửa xe [khi xe đứng yên] ta thấy các giọt mưa rơi theo đường thẳng đứng. Nếu xe chuyển động về phía trước thì người ngồi trên xe sẽ thấy các giọt mưa:
A. cũng rơi theo đường thẳng đứng.
B. rơi theo đường chéo về phía trước.
C. rơi theo đường chéo về phía sau.
D. rơi theo đường cong.
Khi đi thuyền xuôi dòng nước ta thấy con thuyền chạy nhẹ và nhanh hơn, ta đứng yên trên thuyền nhưng lại chuyển động so với những ngôi nhà trên bờ sông, đây chính là ví dụ minh họa cho công thức cộng vận tốc và tính tương đối của chuyển động.
Bạn đang xem: Vì sao vận tốc có tính tương đối
Vậy khi thuyền đi xuôi hay ngược dòng nước thì công thức cộng vận tốc như thế nào? trường hợp tổng quát công thức cộng vật tốc giữa hai vật m và n được tính ra sao? Hệ quy chiếu đứng yên và Hệ quy chiếu chuyển động là gì? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
1. Tính tương đối của quỹ đạo
- Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau – quỹ đạo có tính tương đối.
2. Tính tương đối của vận tốc
II. CÔNG THỨC TÍNH VẬN TỐC
1. Hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động
- Một chiếc thuyền chạy trên dòng sông xét chuyển động của thuyền trong hai hệ quy chiếu:
• Hệ quy chiếu xOy gắn với bờ coi như hệ quy chiếu đứng yên.
• Hệ quy chiếu x"Oy" gắn với vật trôi theo dòng nước là hệ quy chiếu chuyển động.
2. Công thức cộng vận tốc
a] Trường hợp các vận tốc cùng phương cùng chiều
- Trong đó:
⇒v1,3→=v1,2→+v2,3→">- Công thức cộng vận tốc:
⇒v1,3→=v1,2→+v2,3→">- Về độ lớn:
Với số 1 ứng với vật chuyển động; số 2 ứng với hệ quy chiếu chuyển động; số 3 ứng với hệ quy chiếu đứng yên.
* Ví dụ: Thuyền chuyển động xuôi dòng nước: Nếu vnb = 2km/h; vtn = 28km/h thì vtb = vnb + vtn = 30km/h.
b] Trường hợp vận tốc tương đối cùng phương, ngược chiều với vận tốc kéo theo
- Công thức cộng vận tốc:
- Về độ lớn:
* Ví dụ [câu C3 trang 36 SGK Vật lý 10]: Một con thuyền chạy ngược dòng nước đi được 20 km trong 1 giờ; nước chảy với vận tốc 2 km/h. Tính vận tốc của thuyền đối với nước.
° Hướng dẫn: Ta quy ước thuyền - 1; nước - 2; bờ - 3
- Vận tốc của thuyền so với bờ có độ lớn là: |v13| = S/t = 20/1 = 20 km/h
- Vận tốc của nước so với bờ có độ lớn là: |v23| = 2 km/h
- Ta có: v12 = v13 + v32 hay v12 = v13 - v23
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền đối với dòng nước.
→ v13 hướng theo chiều dương và v23 ngược chiều dương
→ v13 = 20km/h, v23 = -2km/h
→ v12 = v13 – v23 = 20 - [-2] = 22 km/h > 0
→ vận tốc của thuyền đối với nước có độ lớn là 22 km/h và hướng theo chiều dương.
3. Công thức cộng vận tốc tổng quát
• Để tính được vận tốc của vật trong các hệ quy chiếu khác nhau, ta dựa vào công thức cộng vận tốc tổng quát sau:
- Trong đó:
° Số 1 gắn với vật cần tính vận tốc
° Số 2 gắn với hệ quy chiếu là các vật chuyển động
° Số 3 gắn với hệ quy chiếu là các vật đứng yên
° v12 là vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tương đối
° v23 là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên gọ là vận tốc kéo theo
° v13 là vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tuyệt đối.
• Độ lớn của vận tốc tuyệt đối:
- Trong đó: α là góc hợp bởi và
• Trường hợp đặc biệt:
cùng chiều thì: v13 = v12 + v23
ngược chiều thì: v13 = |v12 - v23|
vuông góc thì:
III. Bài tập vận dụng công thức cộng vận tốc tính tương đối của chuyển động
* Bài 1 trang 37 SGK Vật Lý 10: Nêu một ví dụ về tính tương đối của quỹ đạo của chuyển động.
° Lời giải Bài 1 trang 37 SGK Vật Lý 10:
- Người đứng yên bên đường thấy giọt mưa rơi theo quĩ đạo là đường thẳng, người ngồi trên ô tô đang chuyển động thấy giọt mưa rơi theo phương nghiêng.
* Bài 2 trang 37 SGK Vật Lý 10: Nêu một ví dụ về tính tương đối của vận tốc của chuyển động.
° Lời giải Bài 2 trang 37 SGK Vật Lý 10:
- Một người ngồi trên cano chuyển động dọc theo dòng sông có bờ sông song song với dòng chảy.
- Đối với bờ: Vận tốc của người trên thuyền chính là vận tốc của cano
- Đối với cano: Vận tốc của người trên cano bằng không
* Bài 3 trang 37 SGK Vật Lý 10: Trình bày công thức cộng vận tốc trong trường hợp các chuyển động cùng phương, cùng chiều [ cùng phương và ngược chiều].
° Lời giải Bài 3 trang 37 SGK Vật Lý 10:
¤ Công thức cộng vận tốc trong trường hợp các chuyển động cùng phương, cùng chiều là:
- Về độ lớn: v13 = v12 + v23 , trong đó:
: vận tốc tuyệt đối;
: vận tốc tương đối;
: vận tốc kéo theo
¤ Công thức cộng vận tốc trong trường hợp các chuyển động cùng phương ngược chiều là:
- Độ lớn: v13 = |v12 - v23|
: vận tốc tuyệt đối;
: vận tốc tương đối;
: vận tốc kéo theo
* Bài 4 trang 37 SGK Vật Lý 10: Chọn câu khẳng định đúng. Đứng ở Trái Đất, ta sẽ thấy:
A. Mặt Trời đứng yên, Trái Đất quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
B. Mặt Trời và Trái Đất đứng yên, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
Xem thêm: Tinh Dầu Tiếng Anh Là Gì ? Tên Các Loại Tinh Dầu Bằng Tiếng Anh
C. Mặt Trời đứng yên, Trái Đất và Mặt Trăng quay quanh Mặt Trời
D. Trái Đất đứng yên, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
° Lời giải Bài 4 trang 37 SGK Vật Lý 10:
¤ Đáp án đúng: D. Trái Đất đứng yên, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
- Vì khi đứng ở Trái Đất ta đã lấy Trái Đất làm mốc nên ta sẽ quan sát thấy Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.
* Bài 5 trang 37 SGK Vật Lý 10: Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dòng sông, sau 1 giờ đi được 10km. Một khúc gỗ trôi theo dòng sông, sau 1 phút trôi được 100/3 m. Vận tốc của thuyền buồm so với nước bằng bao nhiêu?
A. 8 km/h
B. 10 km/h
C. 12 km/h
D. Một đáp án khác.
° Lời giải Bài 5 trang 37 SGK Vật Lý 10:
¤ Đáp án đúng: C. 12 km/h
- Ta có: t1 = 1h = 3600s, S1 = 10km = 10000m, t2 = 1 phút = 60s
- Giả sử thuyền là 1, nước là 2, bờ là 3 thì ta có
- Vận tốc của thuyền so với bờ có độ lớn là:
- Vận tốc của nước so với bờ có độ lớn là:
- Áp dụng công thức cộng vận tốc: v12 = v13 + v32 hay v12 = v13 - v23
- Chọn chiều dương là chiều chảy của dòng nước. Vì thuyền chảy ngược dòng nước nên v13 hướng ngược chiều dương, v23 hướng theo chiều dương, khi đó:
- Kết luận: Như vậy vận tốc của thuyền buồm so với nước có độ lớn 12km/h và chuyển động ngược chiều dòng nước. [dấu "-" thể hiện chuyển động ngược chiều dương ta chọn].
* Bài 6 trang 38 SGK Vật Lý 10: Một hành khách ngồi trong toa tàu H, nhìn qua cửa sổ thấy toa tàu N bên cạnh và gạch lát sân ga đều chuyển động như nhau. Hỏi toa tàu nào chạy?
A. Tàu H đứng yên, tàu N chạy.
B. Tàu H chạy, tàu N đứng yên.
C. Cả hai tàu đều chạy.
D. Các câu A, B, C đều không đúng.
° Lời giải Bài 6 trang 38 SGK Vật Lý 10:
¤ Đáp án: B.Tàu H chạy, tàu N đứng yên.
- Tàu H chạy, tàu N đứng yên. Vì ta thấy toa tàu N và gạch lát sân ga đều chuyển động như nhau mà gạch lát sân ga thì đứng yên nên tàu N sẽ đứng yên còn tàu H chuyển động.
* Bài 7 trang 38 SGK Vật Lý 10: 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 60 km/h. Xác định vận tốc của ô tô B đối với ô tô A và của ô tô A đối với ô tô B.
° Lời giải Bài 7 trang 38 SGK Vật Lý 10:
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của 2 xe
: vận tốc của xe A đối với đất
: vận tốc của xe B đối với đất
: vận tốc của xe B đối với xe A
- Theo công thức cộng vận tốc thì vận tốc của xe A đối với xe B là:
vAB = vAD + vDB hoặc vAB = vAD - vBD
- Do hai xe chuyển động cùng chiều nên: vAB = 40 – 60 = -20[km/h] → hướng ngược chiều dương.
⇒ vBA = 20[km/h] và vBA hướng theo chiều dương.
* Bài 8 trang 38 SGK Vật Lý 10: A ngồi trên một toa tàu chuyển động với vận tốc 15 km/h đang rời ga. B ngồi trên một toa tàu khác chuyển động với vận tốc 10 km/h đang vào ga. Hai đường tàu song song với nhau. Tính vận tốc của B đối với A.
° Lời giải Bài 8 trang 38 SGK Vật Lý 10:
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu A
: vận tốc của tàu B đối với đất, ngược chiều dương nên vBD = -10 km/h
: vận tốc của tàu A đối với đất, theo chiều dương nên vAD = 15 km/h
: vận tốc của tàu B đối với tàu A
- Theo công thức cộng vận tốc: vBA = vBD + vDA = vBD - vAD
→ vBA = vBD - vAD = -10 - 15 = -25 [km/h]
- Kết luận: Như vậy vận tốc của tàu B so với tàu A có độ lớn 25km/h và ngược chiều so với chiều chuyển động của tàu A.
Hy vọng với bài viết ôn lại kiến thức về Công thức cộng vận tốc, tính tương đối của chuyển động và bài tập ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.