Chuyển động biến đổi đều là một khái niệm quan trọng trong Vật lý lớp 10. Trên thực tế, chúng ta thường gặp những hiện tượng chuyển động mà gia tốc tức thời không đổi. Chuyển động biến đổi đều có quỹ đạo theo một đường thẳng và vận tốc tức thời tăng dần đều hoặc giảm dần đều theo thời gian.
Vận tốc tức thời và chuyển động biến đổi đều
Khái niệm về vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời của một vật tại một điểm cho chúng ta biết vật đó chuyển động nhanh hay chậm tại điểm đó. Công thức tính vận tốc tức thời là v = Δs/Δt.
Véc tơ vận tốc
Véc tơ vận tốc của một vật tại một điểm là một đại lượng véc tơ có các tính chất như sau:
- Gốc tại vật chuyển động
- Phương và chiều của véc tơ là phương và chiều của chuyển động
- Độ dài biểu thị độ lớn của vận tốc theo một tỉ lệ xích nhất định.
Véc tơ vận tốc được sử dụng nhằm đặc trưng cho chuyển động về tốc độ nhanh, chậm và về phương, chiều.
Lưu ý: Khi nhiều vật chất chuyển động trên cùng một đường thẳng theo hai chiều trái ngược nhau, ta buộc phải chọn một chiều dương trên đường thẳng đó và sẽ quy ước như sau:
- Vật mà chuyển động theo chiều dương sẽ có v > 0.
- Vật mà chuyển động ngược chiều dương sẽ có v < 0.
Các loại chuyển động biến đổi đều
Chuyển động nhanh dần đều
Chuyển động nhanh dần đều là chuyển động thẳng mà có độ lớn của vận tốc tức thời tăng dần đều theo thời gian.
Chuyển động chậm dần đều
Chuyển động chậm dần đều là chuyển động thẳng mà có độ lớn của vận tốc tức thời giảm dần đều theo thời gian.
Các phương trình của chuyển động biến đổi đều
Phương trình gia tốc
Công thức tính gia tốc là a = (v - vo) / Δt, với a là gia tốc, v là vận tốc tức thời và vo là vận tốc ban đầu.
Phương trình toạ độ thời gian của chuyển động biến đổi đều
Công thức tính toạ độ theo thời gian của chuyển động biến đổi đều là x = xo + vo t + (1/2) a * t^2, với x0 là toạ độ ban đầu của chất điểm, vo là vận tốc ban đầu tại thời điểm lúc đầu (tại t = 0), t là thời gian chuyển động.
Phương trình vận tốc
Công thức tính vận tốc là v = vo + a * t, với v0 là vận tốc ban đầu của một chất điểm tại thời điểm lúc đầu (tại t = 0), a là gia tốc, t là thời gian chuyển động.
Hệ thức độc lập thời gian
Công thức độc lập thời gian là v^2 + v0^2 = 2 a Δx (x = x - x0), trong đó Δx là độ dời trong khoảng thời gian từ 0 đến t.
Đồ thị của chuyển động biến đổi đều
Đồ thị của tọa độ theo thời gian (x-t)
Đồ thị của tọa độ theo thời gian là một nhánh parabol.
Đồ thị vận tốc theo thời gian (v-t)
Đồ thị vận tốc theo thời gian là một đường thẳng xiên góc. Hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc theo thời gian bằng gia tốc của chuyển động.
Đồ thị gia tốc theo thời gian (g-t)
Đồ thị gia tốc theo thời gian là một đường thẳng có phương song song với trục Ot.
Sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về chuyển động biến đổi đều
Bài luyện tập về chuyển động biến đổi đều
Câu 1: Với chiều (+) là chiều chuyển động, trong công thức s = 0.5a.t^2 + v0t của chuyển động thẳng biến đổi đều, đại lượng có thể có giá trị dương hay giá trị âm là: A. Gia tốc B. Quãng đường C. Vận tốc D. Thời gian
Câu 2: Trong các trường hợp sau đây, trường hợp nào sau đây không thể xảy ra cho một vật chất chuyển động thẳng? A. Vận tốc có giá trị (+) và gia tốc có giá trị (+). B. Vận tốc là một hằng số và gia tốc sẽ thay đổi. C. Vận tốc có giá trị (+) và gia tốc có giá trị (-). D. Vận tốc có giá trị (-) và gia tốc có giá trị (+).
Câu 3: Một vật nhỏ bắt đầu trượt chậm dần đều trên một con đường dốc. Thời gian mà nó trượt lên cho tới khi nó dừng lại mất 10s. Thời gian vật này trượt được 1/4 đoạn đường cuối cùng trước khi dừng lại là: A. 1s. B. 3s. C. 5s. D. 7s.
Câu 4: Một chiếc ô tô đi từ trạng thái nghỉ với vận tốc 0 và tăng tốc đều. Sau khi đi được quãng đường là 1km thì ô tô đó đạt được vận tốc là 60km/h. Gia tốc của ô tô là bao nhiêu? A. 20 km/h^2. B. 1000 m/s^2. C. 1000 km/h^2. D. 10 km/h^2.
Câu 5: Hình dưới đây diễn tả đồ thị vận tốc - thời gian của một xe chuyển động trên một đường thẳng. Gia tốc của xe trong khoảng thời gian (5 - 10s) là: 
Đáp án bài tập:
- B
- B
- C
- A
- B
Qua bài viết này, VUIHOC mong rằng có thể giúp các bạn hiểu được phần nào kiến thức về chuyển động biến đổi đều. Để học nhiều hơn các kiến thức Vật lý 10 cũng như Vật lý THPT, các bạn hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!
