Bài tập tốc độ trung bình của chuyển động thẳng Bài tập Vật lí 10

Giới thiệu Tải về Bình luận

Bài tập tốc độ trung bình của chuyển động thẳng là một trong những kiến thức cơ bản trong chương trình Vật lí THPT đặc biệt là lớp 10.

Các dạng bài tập về tốc độ trung bình của chuyển động thẳng mà Download.vn sẽ giới thiệu trong bài học hôm nay gồm toàn bộ kiến thức về lý thuyết ví dụ minh họa kèm theo các dạng bài tập tự luận, trắc nghiệm có đáp án kèm theo. Hi vọng qua tài liệu này các em học sinh nắm vững được kiến thức để biết cách vận dụng vào giải bài tập Vật lí. Lưu ý tài liệu này được dùng cho cả 3 sách Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo theo chương trình mới.

Bài tập tốc độ trung bình của chuyển động thẳng

1. Tốc độ trung bình là gì?

Tốc độ trung bình là tổng quãng đường đi được chia cho khoảng thời gian. Ví dụ, nếu bạn lái xe một quãng đường dài 80 km trong 1 giờ thì tốc độ trung bình là 80 km/h. Tương tự, nếu bạn đi được 320 km trong 4 giờ thì tốc độ trung bình cũng là 80 km/h.

2. Công thức Tốc độ trung bình của chuyển động thẳng

$\text { Tốc độ trung bình }=\frac{\text { Quãng đưòng }}{\text { Thời gian }} \rightarrow v_{t b}=\frac{s}{t}=\frac{s_{1}+s_{2}+s_{3}}{t_{1}+t_{2}+t_{3}}$

Lưu ý: trong chuyển động thẳng khi chiều chuyển động của vật không đổi thì tốc độ trung bình tương đương với khái niệm vận tốc trung bình.

3. Các dạng bài tập về tốc độ trung bình của chuyển động thẳng

Dạng bài tập vật lí xác định tốc độ trung bình

Câu 1: Cho một xe ô tô chạy trên một quãng đường trong 5h. Biết 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60km/h và 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40km/h.Tính tốc trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động.

Gợi ý đáp án

→ S₁ = v₁.t₁ = 120 km

→ S₂ = v₂.t₂ = 120 km

$\rightarrow v_{t b}=\frac{S_{1}+S_{2}}{t_{1}+t_{2}}=\frac{120+120}{2+3}=48(k m / h)$

Câu 2: Ô tô chuyển động thẳng từ A → B. Đầu chặng ô tô đi một phần tư tổng thời gian với v = 50km/h. Giữa chặng ô tô đi một phần hai thời gian với v = 40km/h. Cuối chặng ô tô đi một phần tư tổng thời gian với v = 20km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô?

Gợi ý đáp án

Quãng đường đi đầu chặng: $S_{1}=v_{1} \cdot \frac{t}{4}=12,5 t$

Quãng đường chặng giữa: $S_{2}=v_{2} \cdot \frac{t}{2}=20 t$

Quãng đường đi chặng cuối: $S_{1}=v_{1} \cdot \frac{t}{4}=5 t$

Vận tốc trung bình: $v_{t b}=\frac{S_{1}+S_{2}+S_{3}}{t}=\frac{12,5 t+20 t+5 t}{t}=37,5(k m / h)$

Câu 3: Một nguời đi xe máy từ Hà Nam về Phủ Lý với quãng đường 45km. Trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v_1,nửa thời gian sau đi với $v_{2}=\frac{2}{3} v_{1}$ . Xác định v_1,v₂biết sau 1h30 phút người đó đến B.

Gợi ý đáp án

$\begin{array}{l} s_{1}+s_{2}=50 \Leftrightarrow v_{1} t_{1}+v_{2} t_{2}=50 \\ \text { Mà } t_{1}=t_{2}=\frac{t}{2}=\frac{1,5}{2} \\ \Rightarrow v_{1} \cdot \frac{1,5}{2}+\frac{2}{3} v_{1} \cdot \frac{1,5}{2}=45 \Rightarrow v_{1}=36 \mathrm{km} / \mathrm{h} \Rightarrow v_{2}=24 \mathrm{km} / \mathrm{h} \end{array}$

Câu 4: Một ôtô đi trên con đường bằng phẳng trong thời gian 10 phút 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.

Gợi ý đáp án

$\begin{array}{l} t_{1}=\frac{1}{6}(h) ; t_{2}=\frac{1}{20}(h) \\ \text { Mà } S_{1}=v_{1} \cdot t_{1}=60 \cdot \frac{1}{6}=10(\mathrm{km}) ; S_{2}=v_{2} \cdot t_{2}=2 \mathrm{km} \\ \mathrm{S}=\mathrm{S}_{1}+\mathrm{S}_{2}=10+2=12(\mathrm{km}) \end{array}$

Câu 5 : Hai ô tô cùng chuyển động đều trên đường thẳng. Nếu hai ô tô đi ngược chiều thì cứ 20 phút khoảng cách của chúng giảm 30km. Nếu chúng đi cùng chiều thì cứ sau 10 phút khoảng cách giữa chúng giảm 10 km. Tính vận tốc mỗi xe.

Gợi ý đáp án

Ta có $t_{1}=30 p h=\frac{1}{3} h ; t_{2}=10 p h=\frac{1}{6} h$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi xe.

Nếu đi ngược chiều thì S₁ + S₂ = 30

$\Rightarrow\left(v_{1}+v_{2}\right) t_{1}=\left(v_{1}+v_{2}\right) \frac{1}{3}=30 \Rightarrow v_{1}+v_{2}=90\ (1)$

Nếu đi cùng chiêu thì $S_{1}-S_{2}=10$

$\Rightarrow\left(v_{1}-v_{2}\right) t_{2} \Rightarrow \frac{v_{1}-v_{2}}{6}=10 \Rightarrow v_{1}-v_{2}=60\ (2)$

Giải (1) (2) ⇒⇒v1 = 75km/h; v2 = 15km/h

Câu 6: Một ôtô chuyển động trên đoạn đường MN. Trong một phần hai quãng đường đầu đi với v = 40km/h. Trong một phần hai quãng đường còn lại đi trong một phần hai thời gian đầu với v = 75km/h và trong một phần hai thời gian cuối đi với v = 45km/h. Tính vận tốc trung bình trên đoạn MN.

Gợi ý đáp án

Ta có $s_{1}=\frac{S}{2} \text { Mà } s_{1}=v_{1} \cdot t_{1}=40\ t_{1} \Rightarrow t_{1}=\frac{S}{80}$

Theo bài ra ta có $\mathrm{S}_{2}=\mathrm{S}_{3}+\mathrm{S}_{4}=75\left(\frac{t-t_{1}}{2}\right)+45\left(\frac{t-t_{1}}{2}\right)=60 t-\frac{60 S}{80}$

Mặt khác $S=s_{1}+s_{2}=\frac{S}{2}+60 t-\frac{60 S}{80} \Leftrightarrow 1,25 \mathrm{S}=60 \mathrm{t} \Rightarrow \mathrm{S}=48 \mathrm{t}$

$\Rightarrow V_{t b}=\frac{S}{t}=48 \mathrm{km}$

Câu 7: Một người đi xe máy từ địa điểm A đến địa điểm B cách nhau 4,8km. Nửa quãng đường đầu, xe mấy đi với v₁, nửa quãng đường sau đi với v₂ bằng một phần hai v₁. Xác định v₁, v₂ sao cho sau 15 phút xe máy tới địa điểm B.

Gợi ý đáp án

$\begin{array}{l} S_{1}=v_{1} \cdot t_{1} \Rightarrow t_{1}=\frac{S_{1}}{v_{1}}=\frac{S}{2 . v_{1}}=\frac{4800}{2 . v_{1}}=\frac{2400}{v_{1}} \\ S_{2}=v_{2} . t_{2} \Rightarrow t_{2}=\frac{S_{2}}{v_{2}}=\frac{S}{2 . \frac{v_{1}}{2}}=\frac{S}{v_{1}}=\frac{4800}{v_{1}} \\ t_{1}+t_{2}=900 \Rightarrow \frac{2400}{v_{1}}+\frac{4800}{v_{1}}=900 \Rightarrow v_{1}=8(m / s) ; v_{2}=4(m / s) \end{array}$

Câu 8: Một ôtô chạy trên đoạn đường thẳng từ A đến B phải mất khoảng thời gian t. Trong nửa đầu của khoảng thời gian này ô tô có tốc độ là 60km/h. Trong nửa khoảng thời gian cuối ô tô có tốc độ là 40km/h. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn AB.

Gợi ý đáp án

Trong nửa thời gian đầu: $S_{1}=v_{1} \cdot t_{1}=60 \cdot \frac{t}{2}=30 t$

Trong nửa thời gian cuối: $S_{2}=v_{2} \cdot t_{2}=40 \cdot \frac{t}{2}=20 t$

$v_{t b}=\frac{S}{t}=\frac{S_{1}+S_{2}}{t_{1}+t_{2}}=\frac{30 t+20 t}{t}=50(k m / h)$

Câu 9: 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 v_tb = 20km/h.

Gợi ý đáp án

$\begin{array}{l} \operatorname{có} S_{1}=v_{1} \cdot t_{1} \Rightarrow t_{1}=\frac{S_{1}}{v_{1}}=\frac{S}{75} \\ S_{2}=v_{2} \cdot t_{2} \Rightarrow t_{2}=\frac{S_{2}}{v_{2}}=\frac{2 S}{3 v_{2}} \\ v_{t b}=\frac{S}{t}=\frac{S}{t_{1}+t_{2}}=20 k m / h \Rightarrow \frac{S}{\frac{S}{75}+\frac{2 S}{3 v_{2}}}=20(k m / h) \\ \Rightarrow 225 v_{2}=60 v_{2}+3000 \Rightarrow v_{2}=18,182(\mathrm{km} / \mathrm{h}) \end{array}$

Câu 10: Một người đi xe máy trên một đoạn đường thẳng AB. Trên một phần ba đoạn đường đầu đi với $v_{1}=30(\mathrm{km} / \mathrm{h})$ , một phần ba đoạn đường tiếp theo với $v_{2}=36(\mathrm{km} / \mathrm{h})$ và một phần ba đoạn đường cuối cùng đi với $v_{3}=48(\mathrm{km} / \mathrm{h})$ . Tính v_tb trên cả đoạn AB.

Gợi ý đáp án

Trong một phần ba đoạn đường đầu: $S_{1}=v_{1} \cdot t_{1} \Rightarrow t_{1}=\frac{S_{1}}{v_{1}}=\frac{S}{3 \cdot v_{1}}$

Tương tự: $t_{2}=\frac{S_{2}}{v_{2}}=\frac{S}{3 \cdot v_{2}} ; t_{3}=\frac{S_{3}}{v_{3}}=\frac{S}{3 \cdot v_{3}}$

$v_{t b}=\frac{S}{t_{1}+t_{2}+t_{3}}=\frac{S}{\frac{S}{3 \cdot v_{1}}+\frac{S}{3 \cdot v_{2}}+\frac{S}{3 \cdot v_{3}}}=\frac{1}{\frac{1}{3 \cdot v_{1}}+\frac{1}{3 \cdot v_{2}}+\frac{1}{3 \cdot v_{3}}}=36,62 \mathrm{km} / \mathrm{h}$

Câu 11: Một người đi xe máy chuyển động theo 3 giai đoạn: Giai đoạn 1 chuyển động thẳng đều với $v_{1}=30(\mathrm{km} / \mathrm{h})$ trong 10km đầu tiên; giai đoạn 2 chuyển động với v₂ = 40km/h trong 30 phút; giai đoạn 3 chuyển động trên 4km trong 10 phút. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường

Gợi ý đáp án

Thời gian xe máy chuyển động giai đoạn đầu $t_{1}=\frac{S_{1}}{v_{1}}=\frac{10}{30}=\frac{1}{3}(h)$

Quãng đường giai đoạn hai chuyển động $S_{2}=v_{2} t_{2}=40 \cdot \frac{1}{2}=20(\mathrm{km})$

$\begin{array}{l} S=S_{1}+S_{2}+S_{3}=10+20+4=34(k m) \\ t=t_{1}+t_{2}+t_{3}=\frac{1}{3}+\frac{1}{2}+\frac{1}{6}=1 h \\ \Rightarrow v_{t b}=\frac{S}{t}=\frac{34}{1}=34(k m / h) \end{array}$

Câu 12: Một xe máy điện đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ trung bình $v_1=24(\mathrm{km}/\mathrm{h})$ và nửa đoạn đường sau với tốc độ trung bình $v_2=40(\mathrm{km}/\mathrm{h})$ . Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn đường.

Gợi ý đáp án

$t_{1}=\frac{S_{1}}{v_{1}}=\frac{S}{2.24}=\frac{S}{48}$

Thời gian đi nửa đoạn đường cuối: $t_{2}=\frac{S_{2}}{v_{2}}=\frac{S}{2.40}=\frac{S}{80}$

Tốc độ trung bình: $v_{t b}=\frac{S}{t_{1}+t_{2}}=\frac{S}{\frac{S}{48}+\frac{S}{80}}=30(\mathrm{km} / \mathrm{h})$

Câu 13: Một ôtô đi trên quãng đường AB với $v=54(\mathrm{km}/\mathrm{h})$ . Nếu tăng vận tốc thêm $6(\mathrm{km}/\mathrm{h})$ thì ôtô đến B sớm hơn dự định 30 phút. Tính quãng đường AB và thòi gian dự định để đi quãng đường đó.

Gợi ý đáp án

$\begin{array}{l} S=v_{1} t=54 t=60(t-0,5) \Rightarrow t=5 h \\ \Rightarrow S=v_{1} t=54.5=270(\mathrm{km}) \end{array}$

Câu 14: Một ôtô đi trên quãng đường AB với $v=72\ (\mathrm{km}/\mathrm{h})$ . Nếu giảm vận tốc đi 18km/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.

Gợi ý đáp án

$\begin{array}{l} v_{1}=72(k m / h) \Rightarrow v_{2}=72-18=54(k m / h) \\ t_{1} \Rightarrow t_{2}=t_{1}+\frac{3}{4} \\ \text { Mà } S=v_{1} \cdot t_{1}=v_{2} \cdot t_{2} \Rightarrow 72 t_{1}=54\left(t_{1}+\frac{3}{4}\right) \Rightarrow t_{1}=2,25 h \\ S=v_{1} \cdot t_{1}=72.2,25=162(\mathrm{km}) \end{array}$

Câu 15 : Một ô tô chuyển động trên đoạn đường AB. Nửa quãng đường đầu ô tô đi với vận tốc 60 km/h, nửa quãng đường còn lại ô tô đi với nửa thời gian đầu với vận tốc 40 km/h, nửa thời gian sau đi với vận tốc 20 km/h. Xác định vận tốc trung bình cả cả quãng đường AB

Gợi ý đáp án

$v=\frac{s_{1}+s_{2}+s_{3}}{t_{1}+t_{2}+t_{3}}$

Giai đoạn một: $S_{1}=\frac{S}{2} \text { mà } t_{1}=\frac{S_{1}}{v_{1}}=\frac{S}{2 v_{1}}=\frac{2}{120}(h)$

Giai đoạn 2: $S_{2}=v_{2} \cdot t_{2}=40 . t_{2}$

Giai đoạn 3: $S_{2}+S_{3}=\frac{S}{2} \Rightarrow 40 t_{2}+20 t_{2}=\frac{S}{2} \Rightarrow t_{2}=t_{3}=\frac{S}{120}(h)$

Theo bài ra

$\begin{aligned} &\text S_{2}+S_{3}=\frac{S}{2} \Rightarrow 40 t_{2}+20 t_{2}=\frac{S}{2} \Rightarrow t_{2}=t_{3}=\frac{S}{120}(h)\\ &\Rightarrow v=\frac{S}{\frac{S}{120}+\frac{S}{120}+\frac{S}{120}}=40(k m / h) \end{aligned}$

Câu 16: Lúc 7 giờ một người ở A chuyển động thẳng đều với vận tốc v =50 km/h đuổi theo người B đang chuyển động với vận tốc 30 km/h. Biết khoảng cách AB = 20 km. Viết phương trình chuyển động của hai người. Hỏi hai người đuổi kịp nhau lúc mấy giờ và ở đâu?

Hướng dẫn giải

Chọn gốc tọa độ tại A, gốc thời gian là lúc 7 giờ, chiều dương cùng chiều chuyển động.

Phương trình chuyển động của:

Người A: x_A=x_0A+v_At=0+50t=50t (1)

Người B: x_B=x_0B+v_Bt=20+30t (2)

Khi hai xe gặp nhau:

x_A=x_B⇔50t=20+30t⇔t=1h

Thay t = 1 vào phương trình (1) x_A=50km

Vậy hai xe gặp nhau tại vị trí cách gốc tọa độ 50 km vào lúc 8 giờ.

Câu 17: 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.

Gợi ý đáp án

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi xe.

Nếu đi ngược chiều thì S1 + S2 = 40 ==> $\frac{v_1+v_2}2$ = 40 (1)

Nếu đi cùng chiều thì S1- S2 = (v1 - v2) t = 8 ==> $\frac{v_1-v_2}3$ = 8 (2)

Giải (1) (2): v1 = 52 km/h ; v2 = 28 km/h

Bài 18: Một điểm nằm trên vành ngoài của lốp xe máy cách trục bánh xe 30cm. Bánh xe quay đều với tốc độ 8 vòng/s. Số vòng bánh xe quay để số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy 1 số ứng với 1km và thời gian quay hết số vòng ấy là bao nhiêu?

Gợi ý đáp án

S = N.2πr = 1000 ⇒ N = 531 vòng

Thời gian quay hết số vòng đó là chu kì: T = N/f=531/8=66s

Bài 19: Một chiếc xe ô tô đi từ Ninh Bình đến một xã miền núi để làm từ thiện. Khoảng 1 giờ đầu thì ô tô đi với vận tốc 50km/h, nhưng trong 2 giờ tiếp theo ô tô chỉ đi được với vận tốc 40km/h. Còn lại 3 giờ cuối ô tô đi với vận tốc 20km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường đến nơi làm từ thiện là bao lâu:

Gợi ý đáp án

- Tổng thời gian ô tô đã đi được là:

1 + 2 + 3 = 6 (giờ)

- Quãng đường ô tô đi được trong 1 giờ đầu tiên:

1 x 50 = 50 (km)

- Quãng đường ô tô đi được trong 2 giờ tiếp theo:

2 x 40 = 80 (km)

- Quãng đường ô tô đi được trong 3 giờ cuối:

3 x 20 = 60 (km)

- Tổng quãng đường ô tô đã được là:

50 + 80 + 60 = 190 (km)

- Dựa vào công thức tính vận tốc trung bình ở trên, ta có thể tính được vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường là:

190 : 6 = 31,7 (km/h)

4. Trắc nghiệm tốc độ trung bình của chuyển động thẳng

Câu 1: Một vật chuyển động thẳng không đổi chiều. Trên quãng đường AB, vật đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v₁ = 20m/s, nửa quãng đường sau vật đi với vận tốc v₂ = 5m/s. Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:

A.12,5m/s
B. 8m/s
C. 4m/s
D.0,2m/s

Câu 2 Một xe chuyển động thẳng không đổi chiều; 2 giờ đầu xe chạy với vận tốc trung bình 60 km/h, 3 giờ sau xe chạy với vận tốc trung bình 40km/h. Vận tốc trung bình của xe trong suốt thời gian chạy là:

A. 50km/h
B. 48 km/h
C. 44km/h
D. 34km/h

Câu 3: Một xe chuyển động thẳng không đổi chiều có vận tốc trung bình là 20 km/h trên 1/4 đoạn đường đầu và 40 km/h trên 3/4 đoạn đường còn lại. Vận tốc trung bình của xe trên cả đoạn đường là :

A. 30km/h
B. 32 km/h
C. 128km/h
D. 40km/h

Câu 4 Một xe chuyển động thẳng không đổi chiều, trong nửa thời gian đầu xe chạy với vận tốc 12 km/h. Trong nửa thời gian sau xe chạy với vận tốc 18 km/h. Vận tốc trung bình trong suốt thời gian đi là:

A.15km/h
B.14,5km/h
C. 7,25km/h
D. 26km/h

Câu 5: Một người đi xe đạp không đổi chiều trên 2/3 đoạn đường đầu với vận tốc trung bình 10 km/h và 1/3 đoạn đường sau với vận tốc trung bình 20 km/h. Vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả quảng đường là

A. 12km/h
B. 15km/h
C. 17km/h
D. 13,3km/h

Câu 7: Thế nào là chuyển động thẳng đều?

A. 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
B. Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên đường thẳng, có vectơ vận tốc không đổi theo thời gian
C. Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên đường thẳng, vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau
D. Cả 3 đáp án trên

Câu 8: Chọn câu phát biểu ĐÚNG. Trong chuyển động thẳng đều thì :

A. Quãng đường đi được s tăng tỉ lệ với vận tốc v.
B. Tọa độ x tăng tỉ lệ với vận tốc v.
C. Tọa độ x tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t.
D. Quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t.

Chia sẻ bởi: