Bài 7. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

1. Chuyển động thẳng

• Chuyển động thẳng có quỹ đạo là đường thẳng. Chọn trục tọa độ trùng quỹ đạo để dùng độ dịch chuyển có dấu.

• Khi không đổi chiều, quãng đường bằng độ lớn độ dịch chuyển; khi đổi chiều, phải cộng quãng đường từng đoạn.

Ví dụ 1. Quan sát hình vẽ. Chọn gốc tọa độ tại nhà, chiều dương của trục $\mathrm{Ox}$ hướng từ nhà đến trường. Nhà có tọa độ $x_N\text{= 0 m}$, siêu thị có tọa độ $x_S\text{= 800 m}$, trường học có tọa độ $x_T\text{= 1000 m}$. Bạn A chuyển động thẳng đều. Biết cứ đi được $\text{100 m}$, bạn A hết $\text{25 s}$. Em thực hiện các câu hỏi sau.

Lưu ý: Chỉ nhập phần số vào ô trả lời, không nhập đơn vị.

2. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

2.1. Cách vẽ

• Trục ngang biểu diễn thời gian t; trục đứng biểu diễn độ dịch chuyển d. Mỗi điểm trên đồ thị ứng với một thời điểm và độ dịch chuyển.

Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian của chuyển động thẳng.

2.2. Dạng đồ thị và ý nghĩa

• Đường thẳng nghiêng lên: vận tốc dương; nghiêng xuống: vận tốc âm; nằm ngang: vật đứng yên.

3. Vận tốc từ đồ thị d - t

• Vận tốc bằng độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển - thời gian.

$$\text{v =}\frac{\mathrm{\Delta d}}{\mathrm{\Delta t}}$$

• Đồ thị càng dốc thì độ lớn vận tốc càng lớn.

3.1. Chuyển động thẳng đều

• Vận tốc không đổi nên đồ thị d - t là đường thẳng.

$$\text{d = d₀ + vt}$$

✦ Kiểm tra nhanh

Câu hỏi 11.

Quan sát đồ thị độ dịch chuyển – thời gian ở hình vẽ. Vật chuyển động thẳng đều trong khoảng thời gian nào sau đây?

ATừ 0 đến t₂. BTừ t₁ đến t₂. CTừ 0 đến t₁ và từ t₂ đến t₃. DTừ 0 đến t₃.

Kiểm tra

Hướng dẫn

Đáp án: C

Hướng dẫn giải

Trên đồ thị độ dịch chuyển – thời gian:

•

Từ 0 đến t₁, đồ thị là một đoạn thẳng đi lên. Độ dịch chuyển tăng đều theo thời gian nên vật chuyển động thẳng đều theo chiều dương.

•

Từ t₁ đến t₂, đồ thị nằm ngang. Độ dịch chuyển không thay đổi nên vật đứng yên.

•

Từ t₂ đến t₃, đồ thị là một đoạn thẳng đi xuống. Độ dịch chuyển giảm đều theo thời gian nên vật chuyển động thẳng đều theo chiều âm.

Vì vậy, vật chuyển động thẳng đều trong hai khoảng:

Từ 0 đến t₁ và từ t₂ đến t₃.

Chọn C.

3.2. Đồ thị nhiều giai đoạn

• Chia đồ thị thành từng đoạn; tính vận tốc trên mỗi đoạn; xác định thời điểm đổi chiều tại nơi độ dốc đổi dấu.

Đồ thị d - t gồm nhiều giai đoạn chuyển động.

• Quãng đường bằng tổng độ biến thiên tuyệt đối của d trên các đoạn; độ dịch chuyển toàn quá trình bằng d_cuối - d_đầu.

II. GIÚP HIỂU SÂU

Đồ thị không phải quỹ đạo

Trục ngang là thời gian, không phải tọa độ không gian; đường cong trên đồ thị không phải đường vật đi.

Độ dốc có dấu

Độ dốc dương hoặc âm cho biết chiều vận tốc; độ lớn độ dốc cho biết tốc độ.

Đường nằm ngang không có nghĩa thời gian dừng

Thời gian vẫn trôi, chỉ có độ dịch chuyển không đổi nên vật đứng yên.

Đổi chiều tại điểm cực trị của d

Khi độ dốc đổi từ dương sang âm hoặc ngược lại, vận tốc đổi dấu.

Quãng đường không bằng hiệu hai tung độ khi có đổi chiều

Phải cộng độ dài từng đoạn chuyển động.

III. LƯU Ý CHO HỌC SINH

- Không nhầm đồ thị d - t với quỹ đạo.

- Khi lấy độ dốc phải dùng cùng một đoạn thẳng.

- Chú ý đơn vị của hai trục.

- Khi đồ thị gấp khúc, vận tốc đổi tại điểm gấp.