Chuyển động cơ là gì? Chất điểm là gì? Lý thuyết & bài tập chi tiết (Vật lý 10)

Chuyển động cơ là gì?

Chuyển động cơ của một vật (hay gọi tắt là chuyển động của một vật) là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác được chọn làm mốc theo thời gian.

Ví dụ về chuyển động cơ:

• Khi bạn ném một quả bóng nào đó ra xa, lúc này quả bóng được coi là một chuyển động vì quả bóng đang thay đổi vị trí so với bạn.

• Hoặc khi bạn chơi đá cầu, lúc này quả cầu sẽ được chuyền cho người khác và lúc đó quả cầu được coi là một vật đang chuyển động vì nó đã thay đổi vị trí so với bạn.

Chất điểm là gì 

Chất điểm 

Một vật được coi là chất điểm (hay là khối điểm) khi kích thước hoặc khối lượng của nó rất nhỏ so với độ dài đường đi. Chất điểm khác với điểm được nhắc trong toán học vì nó còn gắn với các tính chất vật lý và có khối lượng riêng lớn vô hạn.

Chú ý: 

Một vật được coi là chất điểm thì khi đó khối lượng của vật coi như tập trung tại chất điểm đó.

Ví dụ về chất điểm 

Khi bạn lái ô tô con là một vật có khối lượng lớn nhưng so với quãng đường từ Hà Nội đi Tp. Hồ Chí Minh lại rất nhỏ. Nên có thể coi ô tô chính là một chất điểm trên quãng đường nó di chuyển từ Hà Nội vào Tp. Hồ Chí Minh.

Ô tô con có thể coi là một vật có khối lượng lớn nhưng so với độ dài quãng đường từ Lào Cai đến Cà Mau lại rất nhỏ. Lúc này ta có thể coi ô tô con chính là một chất điểm trên quãng đường đi từ Lào Cai xuống mũi Cà Mau.

Hoặc khi ta thả một viên bi từ tầng thượng của một tòa nhà cao tầng xuống dưới đất, lúc này viên bi được coi là chất điểm di chuyển từ tầng thượng cho đến khi chạm đất. 

Quỹ đạo chất điểm

Quỹ đạo của chuyển động là là tổng hợp tất cả các vị trí của chất điểm khi thực hiện chuyển động. Nói cách khác, quỹ đạo chuyển động chính là đường mà chất điểm tạo ra trong không gian. 

Quỹ đạo có tính tương đối thể hiện khi xét trên các phương diện khác nhau thì quỹ đạo cũng không giống nhau.

Ví dụ: Hạt mưa rơi từ trên trời xuống có quỹ đạo thẳng đứng.

Điều kiện cân bằng của chất điểm 

Tổng hợp lực là gì?

Tổng hợp lực chính là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống như các lực đó. Lực thay thế này còn được gọi là hợp lực.

Điều kiện cân bằng của chất điểm 

Nếu muốn cho chất điểm cân bằng thì hợp của tất cả các lực tác dụng lên nó bằng 0.

Cách xác định vị trí của vật trong không gian 

Vật làm mốc và thước đo

Để xác định vị trí chính xác của một vật ta chọn một vật làm mốc và một hệ trục tọa độ gắn với vật làm mốc đó và dùng một thước đo để xác định tọa độ của vật. 

Nếu trường hợp đã biết quỹ đạo rồi thì cần chọn một vật làm mốc, một chiều dương trên quỹ đạo đó.

Hệ tọa độ

Để xác định vị trí của một vật chuyển động ta dùng hệ tọa độ một trục (sử dụng khi vật chuyển động trên một đường thẳng).

Tọa độ của vật ở vị trí M: x = OM

Để xác định vị trí 1 vật chuyển động trên 1 đường cong trong 1 mặt phẳng, ta dùng hệ tọa độ 2 trục (trục tọa độ Oxy)

Toạ độ của vật ở vị trí M: 

x =  OMx

y = OMy

Cách xác định thời gian trong chuyển động 

• Thời điểm mà ta bắt đầu đo thời gian bằng đồng hồ chính là mốc thời gian hay còn gọi là gốc thời gian.

• Số chỉ của thời điểm sẽ trùng với số đo khoảng thời gian đã trôi kể từ mốc thời gian khi lấy mốc thời gian là thời điểm vật bắt đầu chuyển động (thời điểm lúc này là 0).

• Thời điểm: Chính là giá trị mà đồng hồ hiện đang chỉ đến theo một mốc cho trước mà ta xét.

• Thời gian: Là khoảng thời gian trôi đi trong thực tế giữa hai thời điểm mà ta xét.

Hệ quy chiếu 

Hệ quy chiếu = Hệ tọa độ gắn với vật mốc + đồng hồ và gốc thời gian

Trong chuyển động cơ hệ quy chiếu bao gồm:

• Một vật làm mốc và một hệ tọa độ gắn với vật làm mốc.

• Mốc thời gian và một đồng hồ

Trong nhiều bài toán cơ học, khi nói về hệ quy chiếu người ta chỉ đề cập đến hệ tọa độ, vật làm mốc và mốc thời gian mà không hề nhắc đến đồng hồ. 

Xem thêm: Chuyển động thẳng biến đổi đều là gì? Bao gồm các loại nào? (Vật lý 10)

Một số bài tập về chuyển động cơ, chất điểm Vật lý 10 

Hãy cùng Monkey làm một số bài tập trắc nghiệm nhanh dưới đây nhé.

Câu hỏi 1: Một người đứng trên đường và quan sát chiếc một chiếc ô tô chạy qua trước mặt. Làm sao để biết ô tô đó đang chuyển động?

A. Khói phụt ra từ ống thoát khí đặt dưới gầm xe ô tô.

B. Khoảng cách giữa xe và người quan sát đó thay đổi.

C. Bánh của chiếc xe ô tô quay tròn.

D. Nghe thấy tiếng nổ của động cơ.

Đáp án: B. Khoảng cách giữa xe và người quan sát đó thay đổi. Vì theo lý thuyết chuyển động cơ là sự thay đổi vị trí của vật so với các vật khác theo thời gian. 

Câu hỏi 2: Trong các đáp án dưới đây, đáp án nào vật chuyển động được coi như là chất điểm? Vì sao? 

A. Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.

B. Đoàn tàu chuyển động trong nhà ga.

C. Em bé trượt cầu trượt.

D. Chuyển động tự quay của Trái Đất quanh trục.

Đáp án: A. Mặt Trăng quay quanh Trái Đất. Vì so sánh chiều quỹ đạo chuyển động quanh Trái Đất với Mặt Trăng thì có kích thích nhỏ hơn nên có thể coi như một chất điểm.

Câu hỏi 3: Hãy chọn đáp án đúng nhất.

A. Quỹ đạo chính là một đường thẳng mà trên đó chất điểm sẽ chuyển động không ngừng trong không gian.

B. Một đường cong trong không gian mà trên đó chất điểm chuyển động sẽ được gọi là quỹ đạo.

C. Quỹ đạo là một đường mà chất điểm vạch ra trong không gian khi nó chuyển động.

D. Một đường vạch sẵn trong không gian trên đó chất điểm chuyển động gọi là quỹ đạo.

Đáp án: C. Quỹ đạo là một đường mà chất điểm vạch ra trong không gian khi nó chuyển động.

Các em cũng có thể tự luyện một số dạng bài tự luận nâng cao tại nhà mà Monkey tổng hợp lại.

Bài tập 1: Một xe máy đi từ điểm A đến điểm B.Ở đầu chặng chiếc đi 1/4 tổng thời gian với v = 65 km/h. Giữa chặng xe máy đi 1/2 thời gian với v = 45 km/h. Đến cuối chặng xe máy đi 1/4 tổng thời gian với v = 15 km/h. Hãy tính vận tốc trung bình của xe máy đó?

Bài tập 2: Vào lúc 7 giờ sáng, một nam thanh niên ở A đi xe máy chuyển động thẳng đều với vận tốc = 40 km/h đuổi theo một người phụ nữ ở điểm B đi xe máy đang chuyển động với v = 2 m/s. Biết độ dài quãng đường từ A tới B là 49 km. Các em hãy viết phương trình chuyển động của 2 người. Hai người sẽ gặp nhau ở đâu và lúc mấy giờ.

Bài tập 3: Một thuyền đánh cá đang vào bờ có chuyển động ngược dòng nước làm rơi mất một cái phao cứu hộ. Do không phát hiện kịp, thuyền tiếp tục chuyển động thêm 30 phút nữa thì mới quay lại và gặp phao tại nơi cách chỗ làm rơi 5 km. Các em hãy tìm vận tốc dòng nước, biết rằng vận tốc của thuyền đối với nước là không đổi.

Bài tập 4: Trong sân ga có hai đoàn tàu đang chuyển động đều trên hai đường sắt song song nhau. Đoàn tàu A dài 75m còn đoàn tàu B ngắn hơn đoàn tàu A là 20m. Nếu 2 tàu đi cùng chiều thì tàu A sẽ vượt tàu B trong khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B là 62 giây. Nếu 2 tàu đi ngược chiều thì từ lúc đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B là 17 giây. Các em hãy tính vận tốc của mỗi tàu?

Như vậy, qua bài viết này các em có thể hiểu rõ hơn về chất điểm là gì? Điều kiện cân bằng của chất điểm cũng như các ví dụ về chất điểm và chuyển động cơ mà các em sẽ được học trong chương trình lớp 10. Hy vọng rằng những thông tin mà Monkey chia sẻ sẽ giúp các em hoàn thành tốt bài học trên lớp và áp dụng những kiến thức trên vào đời sống. Hãy thường xuyên truy cập vào chuyên mục kiến thức cơ bản để có thể tìm  hiểu thêm nhiều thông tin thú vị về các môn học nhé!