Chủ đề 2

1. Gia tốc – Đồ thị vận tốc - thời gian

Khởi động
Báo đốm có tốc độ tối đa khoảng 30 m/s. Từ lúc đứng yên, sau một vài bước
nhảy, một con báo đốm có thể đạt tốc độ 20 m/s chỉ sau 2 s. Một chiếc ô tô
thông thường thì không thể tăng tốc nhanh như vậy trong 2 s, nhưng trên
một con đường thẳng và dài, nó có thể dễ dàng đi nhanh hơn một con báo.

Bạn hiểu thế nào là tăng tốc độ?

I

Gia tốc
• Sử dụng các dụng cụ và bố trí thí nghiệm để đo vận tốc của xe kĩ thuật số.
• Bảng dưới liệt kê số đo vận tốc xe kĩ thuật số chuyển động trên
máng đỡ nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc xác định.
• Mỗi giá trị vận tốc được đo cách nhau 0,1 s.

t (s)
v(mm/s)

0,0
0

0,1
35

0,2
70

0,3
105

0,4
140

0,5
175

 chúng ta thấy cứ mỗi 0,1 giây, vận tốc của xe tăng thêm 35 mm/s.
 độ tăng tốc của xe là 35 mm/s trong 0,1 giây.

I

Gia tốc

Bất kì vật nào có tốc độ thay đổi hoặc đang đổi hướng chuyển động đều có gia tốc.

Gia tốc là độ thay đổi vận tốc trong một đơn vị thời gian.

độ 𝑡h𝑎𝑦 đổ 𝑖𝑣 ậ 𝑛𝑡 ố 𝑐
𝐺𝑖𝑎𝑡 ố 𝑐=
𝑘h𝑜ả 𝑛𝑔 𝑡h ờ 𝑖𝑔𝑖𝑎𝑛
⃗
Δ
𝑣
⃗=
𝑎
Δ𝑡

: độ thay đổi vận tốc
t: khoảng thời gian

Gia tốc như trên là gia tốc trung bình. Nếu khoảng thời gian là rất nhỏ thì gia
tốc được gọi là gia tốc tức thời

I

Gia tốc

Nếu vật chuyển động thẳng, vận tốc biến thiên từ v1 đến v2, thì giá trị gia tốc là

𝑣2− 𝑣1
𝑎=
Δ𝑡
• Vì gia tốc được xác định từ vận tốc nên nó là một đại lượng vectơ.
• Khi xác định gia tốc, cần xác định cả độ lớn và hướng của nó.
• Đơn vị của gia tốc là m/s2 (mét trên giây bình phương).

Thảo luận

?

a. Một ô tô tăng tốc từ lúc đứng
yên, sau 6,0 s đạt vận tốc 18 m/s.
Tính độ lớn gia tốc của ô tô.
18 m/s

0 m/s

A

b. Người lái xe ô tô hãm phanh để
xe giảm tốc độ từ 23 m/s đến 11 m/s
trong 20s. Tính độ lớn của gia tốc.

6s

Gia tốc a ?

B

11 m/s

23 m/s

A

20s

Gia tốc a ?

B

Luyện tập
Trong một cuộc thi chạy từ trạng thái đứng yên, một vận động viên chạy với gia
tốc 5,0 m/s2 trong 2,0 giây đầu tiên. Tính vận tốc của vận động viên sau 2 s.
v=?
a = 5,0 m/s2
t=2s
v0 = 0 m/s
Facebook:vatlytrucquan

II

Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng
Độ dốc của đồ thị vận tốc - thời gian có giá trị bằng gia tốc của chuyển động
(Độ dốc của đồ thị này cho chúng ta biết độ thay đổi vận tốc của xe)
v(m/s)

• Độ dốc càng lớn, gia tốc càng lớn.
• Nếu độ dốc là âm và vật đang
chuyển động với vận tốc theo
chiều được quy ước là dương thì
gia tốc của vật mang giá trị âm,
nghĩa là vật đang chuyển động
chậm dần.
t(s)

II

Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng
Chúng ta có thể biểu diễn tốc độ thay đổi vận tốc của một vật
chuyển động bằng cách vẽ đồ thị vận tốc - thời gian.
v(m/s)

Sử dụng số đo vận tốc từ bảng, chúng
ta có thể vẽ đồ thị vận tốc-thời gian.
t (s)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

v(mm/s)

0

35

70

105 140

175

0,175
0,140
0,105
0,070
0,035
0,1 0,2 0,3 0,4

0,5 t(s)

?

Thảo luận

Một người lái ô tô đang đi với tốc độ ổn định trên đường cao tốc, chợt nhìn thấy
tín hiệu báo có nguy hiểm ở phía trước nên dần dần giảm tốc độ. Ô tô tiến
thêm một đoạn thì người này thấy một tai nạn đã xảy ra và phanh gấp để dừng
lại. Vẽ phác đồ thị vận tốc-thời gian để biểu diễn chuyển động của ô tô này.

v(m/s)
1. Tốc độ
ổn định
2. Giảm tốc độ

3. Phanh gấp

t (s)

Thảo luận

?

Từ độ dốc của đồ thị vận tốc thời gian của chuyển động thắng trên hình,
hình nào tương ứng với mỗi phát biểu sau đây:
1. Độ dốc dương, gia tốc không đổi.
2. Độ dốc lớn hơn, gia tốc lớn hơn.
3. Độ dốc bằng không, gia tốc a= 0.
4. Độ dốc âm, gia tốc âm (chuyển động chậm dần).

v(m/s)

v(m/s)

v(m/s)

t (s)

t (s)

v(m/s)

t (s)

t (s)

Độ dốc của đồ thị vận tốc - thời gian cho biết vận tốc của vật đang thay đổi nhanh hay chậm

Luyện tập
Bảng 1.2 liệt kê một số giá trị vận tốc của người đi xe máy trong quá trình thử tốc
độ dọc theo một con đường thẳng.
v(m/s)

0

15

30

30

20

10

0

t (s)

0

5

10

15

20

25

30

a) Vẽ đồ thị vận tốc-thời gian cho chuyển động này.
b) Từ những số đo trong bảng, hãy suy ra gia tốc của người đi xe máy trong 10s
đầu tiên.
c) Kiểm tra kết quả tính được của bạn bằng cách tìm độ dốc của đô thị trong 10s
đầu tiên.
d) Xác định gia tốc của người đi xe máy trong thời gian 15s cuối cùng.
e) Sử dụng đồ thị để tìm tổng quãng đường đã đi trong quá trình thử tốc độ.

III

Tính gia tốc và độ dịch chuyển từ đồ thị vận tốc – thời gian

1.Tính gia tốc từ đồ thị vận tốc-thời gian
Có thể tìm gia tốc của chuyển động
này bằng cách sử dụng tam giác với
cạnh v biểu thị độ thay đổi vận tốc,
cạnh t biểu thị thời gian.

v(m/s)
20

Trong 5s đầu tiên, gia tốc có giá trị không đổi

= 4 m/s2

v

10

t
5

Đồ thị vận tốc-thời gian của chuyển động thẳng

t(s)

III

Tính gia tốc và độ dịch chuyển từ đồ thị vận tốc – thời gian

2.Tính độ dịch chuyển từ đồ thị vận tốc-thời gian
Giá trị của độ dịch chuyển được cho bởi diện tích dưới đồ thị (là phần
diện tích giới hạn bởi đồ thị vận tốc thời gian, trục hoành và hai đường
thẳng đứng trưng với thời điểm đầu và thời điểm cuối của chuyển động):

Độ lớn độ dịch chuyển = diện tích dưới đồ thị vận tốc - thời gian
*Chuyển động thẳng với vận tốc không đổi

Độ dịch chuyển bằng tích của vận tốc và thời gian có
giá trị bằng diện tích của hình chữ nhật được tô màu

Độ dịch chuyển = 20 m/s x 15 s = 300 m

III

Tính gia tốc và độ dịch chuyển từ đồ thị vận tốc – thời gian

2.Tính độ dịch chuyển từ đồ thị vận tốc-thời gian

Độ lớn độ dịch chuyển = diện tích dưới đồ thị vận tốc - thời gian
*Chuyển động thẳng với vận tốc biến đổi đều
Độ lớn độ dịch chuyển bằng diện tích dưới đồ
thị vận tốc-thời gian (diện tích tam giác được tô
màu ).
Độ lớn độ dịch chuyển: ½ x 10 m/s x 5 s = 25 m

Vận dụng
Đồ thị vận tốc-thời gian biểu diễn chuyển động
thẳng của ô tô trong khoảng thời gian 30s
a) Mô tả chuyền động của ô tô.
b) Từ đồ thị, xác định vận tốc ban đầu và vận tốc
cuối cùng của ô tô trong thời gian 30s
c) Xác định gia tốc a của ô tô.
d) Bằng cách tính diện tích dưới đô thị, hãy xác
định độ dịch chuyển của ô tô.
e) Tính độ dịch chuyển của ô tô bằng công thức
d = v0t + 1/2at2. So sánh với kết quả ở phần d.

Kiến thức, kĩ năng cốt lõi
Gia tốc là đại lượng vectơ, được xác định bằng độ thay đổi vận tốc trong
một đơn vị thời gian.
• Công thức tính gia tốc:

• Đơn vị đo gia tốc là m/s2.
• Có thể tính độ dịch chuyển trong chuyển động thẳng bằng diện tích
dưới đường biểu diễn vận tốc-thời gian.