Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý lớp 9

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN CƠ HỌC CẤP THCS
I- KIẾN THỨC BỔ TRỢ:
1. Chuyển động cơ – Chuyển động thẳng đều:
1.1 Chuyển động cơ:
- Định nghĩa: Chuyển động cơ của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với vật khác theo thời gian. 
- Quĩ đạo: Quĩ đạo của chuyển động cơ là tập hợp các vị trí của vật khi chuyển động tạo ra.
- Hệ qui chiếu: Để khảo sát chuyển động của một vật ta cần chọn hệ qui chiếu thích hợp. Hệ qui chiếu gồm:
O
O
x
x
y
+ Vật làm mốc, hệ trục tọa độ. (một chiều Ox hoặc hai chiều Oxy) gắn với vật làm mốc.
+ Mốc thời gian và đồng hồ.
1.2 Chuyển động thẳng đều:
- Định nghĩa: Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quĩ đạo là đường thẳng và có vận tốc trung bình như nhau trên mọi quãng đường.
- Đặc điểm: Vận tốc của vật không thay đổi theo thời gian (v = const).
- Các phương trình chuyển động thẳng đều:
+ Vận tốc: v = Const
+ Quãng đường: s = 
+ Tọa độ: x = x0+v(t – t0)
0
x0
x
x
S
O
t
v
v
v>0
Đồ thị vận tốc - thời gian
S
Với x là tọa độ của vật tại thời điểm t; x0 là tọa độ của vật tại thời điểm t0 (Thời điểm ban đầu).
O
t
x
x0
v>0
v<0
Đồ thị tọa độ - thời gian
Đồ thị chuyển động thẳng đều: 
2. Chuyển động thẳng không đều:
2.1. Định nghĩa:
- Chuyển động thẳng không đều là chuyển động có quĩ đạo là đường thẳng và có vận tốc luôn thay đổi (tăng, giảm) theo thời gian. 
- Khi vận tốc của vật tăng dần theo thời gian, đó là chuyển động nhanh dần đều.
- Khi vận tốc của vật giảm dần theo thời gian, đó là chuyển động chậm dần đều.
2.2. Đặc điểm:
Trong chuyển động không đều, vận tốc của vật luôn thay đổi. Vận tốc của vật trên một quãng đường nhất định được giọi là vân tốc trung bình trên quãng đường đó:
Nói trung trên các quãng đường khác nhau thì vận tốc trung bình khác nhau.
3. Tính tương đối của chuyển động:
3.1. Tính tương đối của chuyển động:
Trạng thái chuyển động hay đứng yên của một vật có tính tương đối, nó phụ thuộc vào hệ qui chiếu mà ta chọn. 
3.2. Công thức cộng vận tốc:
- Công thức: 
Với: là vận tốc của vật (1) so với vật (2); là vận tốc vật (1) so với vật (3); là vận tốc vật (2) so với vật (3). 
- Các trường hợp riêng:
+ vuông góc với thì: 
+Khi: cùng hướng với thì: v13 = v12 + v23
+Khi: ngược hướng với thì: v13 = v12 - v23
4. Các loại lực cơ học:
4.1. Lực hấp dẫn:
- Lực hút giữa các vật với nhau.
- Trọng lực là trường hợ riêng của lực hấp dẫn, đó là lực hút của Trái Đất lên vật. Trọng lực có:
+ Điểm đặt: Tại trọng tâm của vật.
+ Phương: Thẳng đứng; Chiều: Hướng về Trái Đất.
+ Độ lớn: P = mg (thường lấy g = 10 (m/s2)). Được gọi là trọng lượng của vật.
4.2. Lực đàn hồi:
Xuất hiện khi vật đàn hồi bị biến dạng.
+ Điểm đặt: Tại vật gây ra biến dạng.
+ Phương: Cùng phương với lực gây biến bạng vật; Chiều: Ngược chiều lực gây biến dạng.
+ Độ lớn: Fđh = kx (K là độ cứng của lò xo, x là chiều dài khi lò xo biến dạng). 
4.3. Lực ma sát: 
Là lực xuất hiện cản trở chuyển động của vật (ma sát trượt, ma sát lăn, ma sát nghỉ)
+ Điểm đặt: Tại vật, chỗ tiếp xúc giữa vật và mặt tiếp xúc.
+ Phương: Cùng phương chuyển động của vật; Chiều: Ngược chiều với chuyển động của vật.
+ Độ lớn: Fms = μN(μ là hệ số ma sát, N là áp lực của vật lên mặt tiếp xúc). 
4.4. Biểu diễn lực:
Biểu diễn véctơ lực người ta dùng một mũi tên có:
- Gốc là điểm mà lực tác dụng lên vật (gọi là điểm đặt).
- Phương, chiều là phương chiều của lực.
- Độ dài mũi tên biểu diễn độ lớn của lực theo tỉ xích cho trước.
5. Công và năng lượng:
5.1. Công – công suất:
5.1.1. Công cơ học:
- Khi lực tác dụng cùng phương với phương chuyển động của vật: A = F.s
- Khi lực tác dụng có phương hợp với phương chuyển động của vật một góc α:
 A = F.s.cosα.
- Khi lực tác dụng có phương vuông góc với phương chuyển động của vật: A = 0
5.1.2. Công suất:
Công suất được xác định bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian:
 	v vận tốc của vật.
5.1.3. Hiệu suất:
5.2. Năng lượng:
- Động năng: 
- Thế năng:
Hấp dẫn: Wthd= mgh
	Đàn hồi: Wđh = 
- Cơ năng: W = Wđ + Wt
5.3. Máy cơ đơn giản:
RÒNG RỌC CỐ ĐỊNH
RÒNG RỌC ĐỘNG
ĐÒN BẢY
MẶT PHẲNG NGHIÊNG
CẤU TẠO
S2
S1
h1
S2
S1
l2
l1
h2
h
l
TÁC DỤNG
BIẾN ĐỔI LỰC
Chỉ có tác dụng biến đổi phương chiều của lực:
F = P
Biến đổi về độ lớn của lực:
Biến đổi về phương, chiều và độ lớn của lực.
CÔNG
CÓ ÍCH
Aich = P.S1
Aich = P.S1
Aich = P.h1
Aich = P.h
CÔNG TOÀN PHẦN
Atp = F.S2
Atp = F.S2
Atp = F.h2
Atp = Fl
TÍNH CHẤT CHUNG
Asinh ra = Anhận được
( Khi công hao phí không đáng kể)
HIỆU SUẤT
5.4. Định luật về công:
Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
II – MỘT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP:
1. Bài toán 1: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU CỦA CÁC VẬT.
1.1. Phương pháp đại số:
Bước 1: Chọn hệ qui chiếu thích hợp (thường dựa vào các dữ kiện đặc biệt của đề bài) gồm:
- Gốc tọa độ: O
- Trục tọa độ: chiều (+)
- Gốc thời gian.
Bước 2: Xác lập mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho với các đại lượng cần xác định bằng các công thức:
- Đường đi: 
- Vận tốc: 
- Tọa độ: x = x0 + v(t - t0)
- Khoảng cách giữa hai vật: Tùy dữ kiện của bài cụ thể.
Bước 3: Biến đổi và thực hiện tính toán dựa vào các dữ kiện đã cho.
Bước 4: Kiểm tra kết quả dựa vào đề bài và ý nghĩa vật lí của đại lượng cần tính và trả lời. (Biện luận bài toán)
Lưu ý: Đổi đơn vị sang đơn vị hợp pháp; Khi hai vật gặp nhau thì X1 = X2.
1.2. Phương pháp đồ thị:
1.2.1. Với loại bài toán: “Vẽ đồ thị dựa vào các dữ kiện đã cho”
- Xác định các điểm đặc biệt.
- Vẽ đồ thị, Chú ý giới hạn đồ thị (t>0).
1.2.2. Với loại bài toán “ Xác định các thông tin từ đồ thị”
- Xác định loại chuyển động:
+ Đồ thị v – t: Đồ thị song song với trục Ot (chuyển động thẳng đều); Đồ thị không song song với trục Ot (chuyển động không đều).
+ Đồ thị x – t: Đồ thị là đường thẳng đi qua gốc tọa độ O (chuyển động thẳng đều); Đồ thị là đường cong ( chuyển động không đều).
- Tính vận tốc:
+ Đồ thị v – t: Vận tốc là giá trị tại giao điểm đồ thị với trục Ov.
+ Đồ thị x – t: Xác định hai điểm trên đồ thị (x1;t1) và (x2;t2) vận tốc của vật là:
- Tính quãng đường:
+ Đồ thị v – t: Là diện tích hình chữ nhật giới hạn bởi đồ thị và hai đường thẳng giới hạn bởi t = t1 và t = t2.
+ Đồ thị x – t: s = x2 – x1
- Viết công thức đường đi: Xác định v, t0 từ đồ thị, từ đó s = v(t – t0)
2. Bài toán 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG KHÔNG ĐỀU CỦA CÁC VẠT.
2.1. Vận tốc trung bình của các vật:
2.1.1. Cho vận tốc trung bình v1, v2 trên các quãng đường s1, s2 tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường s. 
Cách giải: 
- Tính chiều dài quãng đường s: s = s1 + s2
- Tính thời gian của vật trên quãng đường s: t = t1 + t2. Với: .
- Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường s: .
2.1.2. Cho vận tốc trung bình v1, v2 trên các khoảng thời gian t1, t2 tính vận tốc trung bình trong khoảng thời gian t. 
- Tính chiều dài quãng đường vật đi được: s = s1 + s2 = v1t1 + v2t2.
- Tính thời gian của vật: t = t1 + t2. 
- Tính vận tốc trung bình trong khoảng thời gian t: .
2.2. Vận tốc tương đối của các vật:
- Đặt tên các vật liên quan đến chuyển động của vật bằng các số 1, 2, 3.
- Viết công thức vận tốc theo tên gọi của các vật: 
- Xác định hướng của véctơ vận tốc thành phần và .
+ vuông góc với thì: 
+Khi: cùng hướng với thì: v13 = v12 + v23
+Khi: ngược hướng với thì: v13 = v12 - v23
Chú ý: ; s = vt; các hệ thức trong tan giác  khi cần thiết để giải.
3. Bài toán 3: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC VẬT:
Các bước giải bài toán dạng này như sau:
- Xác định đầy đủ các lực tác dụng vào vật.
- Xác định góc hợp bởi hướng của các lực tác dụng và hướng của đường đi.
- Sử dụng công thức tính công cơ học và công suất để tính toán.
4. Bài toán 4: BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM TRONG CƠ HỌC:
Các bước giải bài toán dạng này như sau:
- Xác định tác dụng cụ thể của các dụng cụ đo: Dùng để đo đại lượng nào?
- Xác định phương án sử dụng dụng cụ đo để đo các đại lượng tương ứng: Đo như thế nào?
- Xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng đo được và đại lượng cần xác định qua các công thức cơ học đã biết từ đó suy ra các giá trị của các đại lượng cơ cần xác định.
III – MỘT SỐ BÀI TẬP MẪU:
1. Các bài toán về chuyển động:
1.1. Đề bài tập:
Bài 1: Hai ôtô chuyển động đều ngược chiều nhau từ 2 địa điểm cách nhau 150km. Hỏi sau bao nhiêu lâu thì chúng gặp nhau biết rằng vận tốc xe thứ nhất là 60km/h và xe thứ 2 là 40km/h.
Bài 2: Xe thứ nhất khởi hành từ A chuyển động đều đến B với vận tốc 36km/h. Nửa giờ sau xe thứ 2 chuyển động đều từ B đến A với vận tốc 5m/s. Biết quãng đường AB dài 72km. Hỏi sau bao lâu kể từ lúc xe 2 khởi hành thì:
a. Hai xe gặp nhau
b. Hai xe cách nhau 13,5km.
Bài 3: Một người đi xe đạp với vận tốc v1 = 8km/h và 1 người đi bộ với vận tốc v2 = 4km/h khởi hành cùng một lúc ở cùng một nơi và chuyển động ngược chiều nhau. Sau khi đi được 30’, người đi xe đạp dừng lại, nghỉ 30’ rồi quay trở lại đuổi theo người đi bộ với vận tốc như cũ. Hỏi kể từ lúc khởi hành sau bao lâu người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ?
Bài 4: Một người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc v1 = 12km/h nếu người đó tăng vận tốc lên 3km/h thì đến sớm hơn 1h.
a. Tìm quãng đường AB và thời gian dự định đi từ A đến B.
b. Ban đầu người đó đi với vận tốc v1 = 12km/h được quãng đường s1 thì xe bị hỏng phải sửa chữa mất 15 phút. Do đó trong quãng đường còn lại người ấy đi với vận tốc v2 = 15km/h thì đến nơi vẫn sớm hơn dự định 30’. Tìm quãng đường s1.
Bài 5: Một viên bi được thả lăn từ đỉnh dốc xuống chân dốc. Bi đi xuống nhanh dần và quãng đường mà bi đi được trong giây thứ i là (m) với i = 1; 2; ....;n
a. Tính quãng đường mà bi đi đợc trong giây thứ 2; sau 2 giây.
b. Chứng minh rằng quãng đường tổng cộng mà bi đi được sau n giây (i và n là các số tự nhiên) là L(n) = 2 n2(m).
Bài 6: Người thứ nhất khởi hành từ A đến B với vận tốc 8km/h. Cùng lúc đó người thứ 2 và thứ 3 cùng khởi hành từ B về A với vận tốc lần lượt là 4km/h và 15km/h khi người thứ 3 gặp người thứ nhất thì lập tức quay lại chuyển động về phía người thứ 2. Khi gặp người thứ 2 cũng lập tức quay lại chuyển động về phía người thứ nhất và quá trình cứ thế tiếp diễn cho đến lúc ba người ở cùng 1 nơi. 
Hỏi kể từ lúc khởi hành cho đến khi 3 người ở cùng 1 nơi thì người thứ ba đã đi được quãng đường bằng bao nhiêu? Biết chiều dài quãng đường AB là 48km.
Bài 7: Một học sinh đi từ nhà đến trường, sau khi đi đợc 1/4 quãng đường thì chợt nhớ mình quên một quyển sách nên vội trở về và đi ngay đến trường thì trễ mất 15’
a. Tính vận tốc chuyển động của em học sinh, biết quãng đường từ nhà tới trường là s = 6km. Bỏ qua thời gian lên xuống xe khi về nhà.
b. Để đến trường đúng thời gian dự định thì khi quay về và đi lần 2 em phải đi với vận tốc bao nhiêu?
Bài 8:
Ba người đi xe đạp từ A đến B với các vận tốc không đổi. Người thứ nhất và người thứ 2 xuất phát cùng một lúc với các vận tốc tương ứng là v1 = 10km/h và v2 = 12km/h. Người thứ ba xuất phát sau hai người nói trên 30’, khoảng thời gian giữa 2 lần gặp của người thứ ba với 2 người đi trước là . Tìm vận tốc của người thứ 3.
Bài 9: Một ô tô vợt qua một đoạn đường dốc gồm 2 đoạn: Lên dốc và xuống dốc, biết thời gian lên dốc bằng nửa thời gian xuống dốc, vận tốc trung bình khi xuống dốc gấp hai lần vận tốc trung bình khi lên dốc. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường dốc của ô tô. Biết vận tốc trung bình khi lên dốc là 30km/h.
Bài 10: Một người đi từ A đến B. quãng đường đầu người đó đi với vận tốc v1, thời gian còn lại đi với vận tốc v2. Quãng đường cuối cùng đi với vận tốc v3. tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường.
Bài 11: 
Ba người đi xe đạp đều xuất phát từ A về B. Người thứ nhất khởi hành lúc 6 giờ đi với vận tốc v1= 8(km/ h), người thứ hai khở hành lúc 6 giờ 15 phút đi với vận tốc v2=12(km/h), người thứ ba xuất phát sau người thứ 30 phút. Sau khi người thứ ba gặp người thứ nhất, người thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì ở cách đều người thứ nhất và người thứ hai. Tìm vận tốc của người thứ ba.
1.2 Hướng dẫn giải:
Bài 1: 
Giả sử sau thời gian t(h) thì hai xe gặp nhau
Quãng đường xe 1đi được là 
Quãng đường xe 2 đi được là 
Vì 2 xe chuyển động ngược chiều nhau từ 2 vị trí cách nhau 150km 
nên ta có: 60.t + 40.t = 150 => t = 1,5h
Vậy thời gian để 2 xe gặp nhau là 1h30’
Bài 2: 
a. Giải sử sau t (h) kể từ lúc xe 2 khởi hành thì 2 xe gặp nhau:
Khi đó ta có quãng đường xe 1 đi đợc là: 	 S1 = v1(0,5 + t) = 36(0,5 +t)
Quãng đường xe 2 đi đợc là: 	 S2 = v2.t = 18.t
Vì quãng đường AB dài 72 km nên ta có:
36.(0,5 + t) + 18.t = 72 => t = 1(h)
Vậy sau 1h kể từ khi xe hai khởi hành thì 2 xe gặp nhau
Trường hợp 1: Hai xe chưa gặp nhau và cách nhau 13,5 km
Gọi thời gian kể từ khi xe 2 khởi hành đến khi hai xe cách nhau 13,5 km là t2
	Quãng đường xe 1 đi được là: S1’ = v1(0,5 + t2) = 36.(0,5 + t2)
	Quãng đường xe đi được là: S2’ = v2t2 = 18.t2
Theo bài ra ta có: 36.(0,5 + t2) + 18.t +13,5 = 72 => t2 = 0,75(h)
Vậy sau 45’ kể từ khi xe 2 khởi hành thì hai xe cách nhau 13,5 km
Trường hợp 2: Hai xe gặp nhau sau đó cách nhau 13,5km
Vì sau 1h thì 2 xe gặp nhau nên thời gian để 2 xe cách nhau 13,5km kể từ lúc gặp nhau là t3. Khi đó ta có:
18.t3 + 36.t3 = 13,5 => t3 = 0,25 h
Vậy sau 1h15’ thì 2 xe cách nhau 13,5km sau khi đã gặp nhau.
Bài 3: 
Quãng đường người đi xe đạp đi trong thời gian t1 = 30’ là:
s1 = v1.t1 = 4 km
Quãng đường người đi bộ đi trong 1h (do người đi xe đạp có nghỉ 30’)
s2 = v2.t2 = 4 km
Khoảng cách hai người sau khi khởi hành 1h là:
S = S1 + S2 = 8 km
Kể từ lúc này xem như hai chuyển động cùng chiều đuổi nhau.
Thời gian kể từ lúc quay lại cho đến khi gặp nhau là: 
 Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, người đi xe đạp kịp người đi bộ.
Bài 4: 
a. Giả sử quãng đường AB là s thì thời gian dự định đi hết quãng đường AB là 
Vì người đó tăng vận tốc lên 3km/h và đến sớm hơn 1h nên.
Thời gian dự định đi từ A đến B là:	 
b. Gọi t1’ là thời gian đi quãng đường s1: 	
Thời gian sửa xe: 	
Thời gian đi quãng đường còn lại:	 
Theo bài ra ta có:	
Từ (1) và (2) suy ra 	
Hay 	
Bài 5: 
a. Quãng đường mà bi đi được trong giây thứ nhất là: S1 = 4-2 = 2 m.
Quãng đường mà bi đi được trong giây thứ hai là: 	 S2 = 8-2 = 6 m.
Quãng đường mà bi đi được sau hai giây là: 	 S2’ = S1 + S2 = 6 + 2 = 8 m.
b. Vì quãng đờng đi được trong giây thứ i là S(i) = 4i – 2 nên ta có:
S(i) = 2
S(2) = 6 = 2 + 4
S(3) = 10 = 2 + 8 = 2 + 4.2
S(4) = 14 = 2 +12 = 2 + 4.3
..............
S(n) = 4n – 2 = 2 + 4(n-1)
Quãng đường tổng cộng bi đi được sau n giây là:
L(n) = S(1) +S(2) +.....+ S(n) = 2[n+2[1+2+3+.......+(n-1)]]
Mà 1+2+3+.....+(n-1) = nên L(n) = 2n2 (m)
Bài 6: 
Vì thời gian người thứ 3 đi cũng bằng thời gian ngời thứ nhất và người thứ 2 đi là t và ta có:	 8t + 4t = 48 
 Vì người thứ 3 đi liên tục không nghỉ nên tổng quãng đường người thứ 3 đi là S3 = v3 .t = 15.4 = 60km.
Bài 7: 
a. Gọi t1 là thời gian dự định đi với vận tốc v, ta có: (1)
Do có sự cố để quên sách nên thời gian đi lúc này là t2 và quãng đường đi là (2)
Theo đề bài: 
Từ đó kết hợp với (1) và (2) ta suy ra v = 12km/h
b. Thời gian dự định 
Gọi v’ là vận tốc phải đi trong quãng đường trở về nhà và đi trở lại trường 
Để đến nơi kịp thời gian nên: 
Hay v’ = 20km/h
Bài 8:
Khi người thứ 3 xuất phát thì người thứ nhất cách A 5km, người thứ 2 cách A là 6km. Gọi t1 và t2 là thời gian từ khi người thứ 3 xuất phát cho đến khi gặp người thứ nhất và người thứ 2.
Ta có: 
Theo đề bài nên
 =	 
Giá trị của v3 phải lớn hơn v1 và v2 nên ta có v3 = 15km/h.
Bài 9: 
Gọi S1 và S2 là quãng đường khi lên dốc và xuống dốc
Ta có: ; mà , 
Quãng đường tổng cộng là:	 S = 5S1
Thời gian đi tổng cộng là: 	
Vận tốc trung bình trên cả dốc là:
Bài 10: 
Gọi S1 là quãng đường đi với vận tốc v1, mất thời gian t1
S2 là quãng đường đi với vận tốc v2, mất thời gian t2
S3 là quãng đường cuối cùng đi với vận tốc v3 trong thời gian t3
S là quãng đường AB.
Theo bài ra ta có: (1)
Và 
Do t2 = 2t3 nên (2)
(3)
Từ (2) và (3) suy ra 
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
Bài 11:
 Khi người thứ ba xuất phát thì người thứ nhất đó đi được l1= v1.t01= 8.0,75= 6 km; người thứ hai đi được l2= v2 t02= 12.0,5= 6 km.
- Gọi t1 là thời gian người thứ ba đi đến gặp người thứ nhất.
V3 t1 = l1 + v1 t1 = l1/ v3 – v1 = 6/ v3 – 8 ( 1)
Sau t2 = t1 + 0,5 (h) thỡ:
- Quãng đường người thứ nhất đi được là:
S1 = l1 + v1 t2 = 6 + 8 ( t1 + 0,5 )
-Quãng đường người thứ hai đi được là:
S2 = l2 + v1 t2 = 6 + 12 ( t1 + 0,5 )
- Quãng đường người thứ ba đi được là:
S3 = v3 t2 =v3 ( t1 + 0,5 )
Theo đề bài s2 – s3 = s3 – s1 hay S1 + S2 = 2 S3
 Suy ra : 
6 + 8 ( t1 + 0,5 ) + 6 + 12 ( t1 + 0,5 ) =2 v3 ( t1 + 0,5 ) ( 2)
Thay (1) vào (2) ta được: V32 - 18 V3 + 56 = 0; giải phương trình bậc hai với ẩn V3
V3 = 4 km/h ( loại vì V3 < V1 , V2 )
v3 ( t1 + 0,5 )
V3 = 14km/h ( thừa nhận)
1.3. Một số bài toán tự giải:
Bài 1: ( Đề thi chọn HS giỏi NH 03-04, vật lí 9)
A
B
M
N
Một người xuất phát từ A tới bờ sông để lấy nước rồi từ đó mang nước đến B. A cách bờ sông một khoảng AM= 60m; B cách bờ sông một khoảng BN= 300m. Khúc sông MN dài 480m và coi là thẳng. Từ A và B tới bất kì điểm nào của bờ sông MN đều có thể đi theo các đường thẳng (hình vẽ). Hỏi muốn quãng đường cần đi là ngắn nhất thì người đó phải đi theo con đường như thế nào và tính chiều dài quãng đường ấy? Nếu người ấy chạy với vận tốc v =6m/s thì thời gian phải chạy hết bao nhiêu? 
Ba
Bài 2: ( Kỳ thi chọn HS giỏi Vật Lý 9 NH 02-03)
A
B
.
.
.
.
120
100
80
60
40
20
.
.
.
.
.
.
.
.
Hình bên là đồ thị biểu diễn chuyển động của hai đoàn tàu A và B trên cùng một tuyến đường. Căn cứ vào đồ thị em biết được những điều gì về chuyển động của mỗi đoàn tàu?
t (h)
10
9
8
7h
0
Bài 3: (Kỳ thi chọn HS giỏi Vật Lí 9 NH 02-03)
Lúc 7h có một xe đạp khởi hành từ A đến B. Sau đó 90 phút có một xe máy khởi hành từ B đi về A. Hai xe sau khi gặp nhau tại C và tiếp tục cuộc hành trình, tính từ lúc gặp nhau xe đạp chạy thêm 2h nữa thì đến B còn xe máy chỉ cần 30 phút thì về đến A . Tìm thời điểm xe đạp đến B và xe máy đến A. (vận tốc hai xe không thay đổi trong suốt cuộc hành trình).
Bài 4: ( Thi chọn HS giỏi PTCS NH 98-99, vật lí 9)
Giả sử các vận động viên thể thao chạy cùng chiều, theo một hàng dọc chiều dài l với cùng vận tốc v như nhau. Huấn luyện viên của họ chạy theo chiều ngược lại với vận tốc u< v
Mỗi vận động viên sẽ quay lại chạy cùng chiều với huấn luyện viên khi gặp ông ta, cũng với vận tốc v như trước. Hỏi khi tất cả các vận động viên đã chạy ngược trở lại thì hàng của họ sẽ dài bao nhiêu? Muốn cho hàng của họ vẫn có chiều dài l như cũ thì vận tốc của mỗi vận động viên khi chạy trở lại phải như thế nào?
Bài 5: (Kì thi chọn HS giỏi TP Nha Trang NH 01-02, vật lí 9)
Trên đoạn đường AB dài 180km có hai xe chạy ngược chiều và khởi hành cùng một lúc. Xe ô tô khởi hành từ A đi về B ; xe mô tô khởi hành từ B đi về A, sau khi hai xe gặp nhau thì xe mô tô chạy thêm 4 giờ nữa thì tới A còn xe ô tô chạy thêm 1 giờ nữa thì đến b. Tìm vận tốc của mỗi xe?
Bài 6: ( Đề thi HS giỏi THCS NH 01-02, vật lí 9)
Ba người cùng khởi hành từ A lúc 8 giờ để đến B (AB = s = 8 km). Do chỉ có một xe đạp nên người thứ nhất chở người thứ hai đến B với vận tốc v1 = 16km/h, rồi quay lại đón người thứ ba. Trong lúc đó người thứ ba đi bộ đến B với vận tốc v2 = 4km/h.
a) Người thứ ba đến B lúc mấy giờ? Quãng đường phải đi bộ là bao nhiêu km?
b) Để đến B lúc 9 giờ, người thứ nhất bỏ người thứ hai tại điểm nào đó rồi quay lại đón người thứ ba. Tìm quãng đường đi bộ của người thứ hai và thứ ba. Người thứ hai đến B lúc mấy giờ?
Bài 7: (Kì thi HS giỏi THCS NH 06-07, vật lí)
Một cốc nhựa hình trụ thành mỏng có đáy dày 1cm. Nếu thả cốc này vào trong một bình nước lớn thì cốc nổi ở vị trí thẳng đứng và chìm 3cm trong nước. Nếu đổ vào cốc một chất lỏng chưa biết có độ cao 3cm thì cốc chìm trong nước 5cm. Hỏi phải đổ thêm vào cốc bao nhiêu chất lỏng nói trên để mức chất lỏng trong cốc ngang bằng mức nước ngoài cốc?
Bài 8: (Kì thi HS giỏi THCS NH 06-07, vật lí)
Vào lúc 6 giờ sáng có hai xe cùng khởi hành. Xe 1 chạy từ A với vận tốc không đổi v1 = 7m/s và chạy liên tục nhiều vòng
trên chu vi hình chữ nhật ABCD. Xe 2 chạy từ D với vận tốc không đổi v2 = 8m/s và chạy liên tục nhiều vòng trên chu vi hình tam giác DAC (hình vẽ). Biết AD= 3km, AB= 4km và khi gặp nhau các xe có thể vượt qua nhau.
a) Lúc mấy giờ (ở thời điểm nào) xe 2 chạy được số vòng nhiều hơn xe 1 là một vòng?
B
A
b) Tìm thời điểm mà xe 1 đến C và xe 2 đến D cùng một lúc? Biết rằng các xe chạy đến 9h30phút thì nghỉ.
D
C
Bài 9: ( Kì thi chọn HS giỏi cấp Tỉnh, vật lí 9)
A
B
Có hai xe khởi hành từ A. Xe thứ nhất khởi hành lúc 9 giờ sáng, đi theo hướng AB đường kính của đường tròn, với vận tốc không đổi v1=10km/h (hình vẽ). Xe thứ hai chuyển động trên đường tròn trong thời gian đầu với vận tốc không đổi v. Khi tới B xe thứ hai nghỉ 5 phút vẫn chưa thấy xe thứ nhất tới, xe thứ hai lại tiếp tục chuyển động với vận tốc bằng 1,5v. Lần này tới B xe thứ hai nghỉ 10 phút vẫn chưa gặp xe thứ nhất. Xe thứ hai lại tiếp tục chuyển động với vận tốc 2v thì sau đó hai xe đến B cùng lúc.
a) Tính các vận tốc của xe thứ hai.
b) Hỏi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ.
Biết rằng xe thứ hai khởi hành lúc 
10 giờ sáng cùng ngày. Vòng tròn có 
bán kính R = 45km. Lấy = 3,14.
Bài 10: ( Đề thi chọn HS giỏi NH 05-06, vật lí 9)
Trên quãng đường AB dài 121km có hai chiếc xe cùng khởi hành từ A lúc 8h để đi đến B. Xe thứ nhất chạy với vận tốc 30km/h còn xe thứ hai cứ sau a km thì vận tốc lại giảm đi một nửa so với vận tốc trước đó. Đoạn đường còn lại cuối cùng 1 km (1km<a) xe 2 đi hết 12phút. Biết rằng vận tốc của xe thứ 2 không vượt quá 90km/h và hai xe có gặp nhau tại một điểm trên đường đi.
a) Tính vận tốc của xe thứ 2 trên đoạn a km đầu tiên và vận tốc trung bình VTB trên AB (của xe 2).
b) Xác định vị trí và thời điểm 2 xe gặp nhau.
Bài 11: ( Kì thi chọn HS giỏi NH 06-07, vật lí 9)
Một ghe máy có vận tốc khi nước yên lặng là 6km/h đi xuôi dòng từ bến A đến bến B cách nhau 12km. Cùng lúc đó có một thuyền máy ngược dòng từ B đến A, vận tốc thuyền máy khi nước yên lặng là 10km/h, sau khi gặp nhau chúng quay lại và trở về bến xuất phát của mình. Hỏi rằng vận tốc của dòng chảy ít nhất là bao nhiêu để cho ghe máy về lại bến A không sớm hơn một giờ sau khi thuyền máy về đến bến B.
Bài 12: ( Kì thi chọn HS giỏi NH 06-07, vật lí 9)
Trên quãng đường từ A đến B có một người đi xe đạp. Đầu tiên họ đi 1/3 quãng đường với vận tốc 20km/h; trên 2/3 quãng đường còn lại: nửa thời gian đầu đi với vận tốc16km/h, nửa thời gian sau đi với vận tốc 14km/h. Tìm vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên quãng đường AB.
Bài 13: (Thi chọn HS giỏi cấp PTCS Thành Phố Nha Trang NH 01-02)
Xét ba chuyển động có đồ thị chuyển động như hình vẽ: Xe 1 là DEC; xe 2 là HC; xe 3 là BEFD.
1) Nêu đặc điểm chuyển động của ba xe.
2) Chuyển động của xe 3, thời điểm, vị trí xuất phát và chiều chuyển động của hai xe 1 và 2 không đổi.
	a) Để xe 1 và xe 2 có thể gặp xe 3 lúc xe 3 dừng lại thì vận tốc của xe 1 và xe 2 là bao nhiêu?
	b) Xe 1 và xe 2 cùng lúc gặp xe 3 (khi xe 3 đang dừng lại) lúc mấy giờ? Vận tốc của xe 1 và xe 2 là bao nhiêu, biết rằng lúc này vận tốc xe 2 bằng 2,5 lần vận tốc xe 1?
250
200
150
100
50
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
C
F
G
E
D
H
S(km)
t (h)
2
5
4
3
1
6
Bài 14: (Kì thi chọn HS giỏi môn Vật Lí 9 NH 03-04)
Trên quãng đường từ A đến B lúc 7 giờ có hai xe đạp khởi hành cùng một lúc đi từ A đến B, xe đạp 1 có vận tốc 15km/h; xe đạp 2 có vận tốc 20km/h. Sau đó 1 giờ có một xe máy khởi hành từ A cũng đi về B, xe máy đuổi kịp xe đạp 1 và sau đó 1 giờ đuổi kịp xe đạp 2. Khi đuổi kịp xe đạp 2 xe máy dừng lại 10 phút rồi quay về A. Hỏi rằng trên đường quay về A xe máy gặp lại xe đạp 1 lúc mấy giờ? Giả sử rằng trong suốt cuộc hành trình vận tốc các xe không thay đổi.
Bài 15: ( Đề thi HS giỏi THCS vật lí NH 96-97)
Một người đi xe đạp, vận tốc 20km/h và một người đi bộ vận tốc 4km/h, cùng khởi hành từ A đi đến B theo đường thẳng AB.
Sau khi đi một khoảng thời gian t, người đi xe đạp quay lại đón và chở người đi bộ về B. Vận tốc xe đạp khi có chở người vẫn bằng 20km/h và thời gian chở cũng bằng t.
a) Vẽ đồ thị chuyển động của 2 người trên cùng một hệ tọa độ.
b) Tính vận tốc trung bình của mỗi người trên đoạn đường AB.
Bài 16: (Đề thi vào lớp 10 chuyên Vật lí)
Hai chiếc tàu chuyển động cùng chiều trên một đoạn sông thẳng, khởi hành cùng lúc từ A và B với AB = 36km. Các vận tốc của tàu là v1 = v2 = 6km/h.
A
.
.
B
Một tàu thứ ba khởi hành cùng lúc với tàu thứ hai từ B nhưng chuyển động ngược chiều với vận tốc 18km/h. Khi gặp tàu thứ nhất thì tàu thứ ba quay lại đuổi theo tàu thứ hai với vận tốc như trước.
a) Viết phương trình tọa độ của mỗi tàu .
b) Xác định vị trí mà tàu thứ ba đuổi kịp tàu thứ hai
( Trong cả bài toán, coi vận tốc chảy của nước không đáng kể).
2. Các bài toán về công – công suất – năng lượng:
2.1. Bài tập có hướng dẫn giải:
Bài 1: Tấm ván OB có khối lượng không đáng kể, đầu O đặt trên 1 dao cứng tại O, đầu B được treo bằng 1 sợi dây vắt qua ròng rọc cố định R (ván quay được quanh O).Một người có khối lượng 60kg đứng trên tấm ván
Lúc đầu, người đó đứng tại điểm A sao cho OA = 2/3 OB (Hình 1)
Tiếp theo thay ròng rọc cố định R bằng 1 palăng gồm 1 ròng rọc cố định R và 1 ròng rọc động R/ đồng thời di chuyển vị trí đứng của người đó về điểm I sao cho OI = 1/2 OB (Hình 2)
Sau cùng palăng ở câu b được mắc theo cách khác nhưng vẫn có OI = 1/2 OB (Hình 3)
Hỏi trong mỗi trường hợp a), b), c) người đó phải tác dụng vào dây 1 lực F bằng bao nhiêu để tấm ván nằm ngang thăng bằng?Tính lực F/ do ván tác dụng vào điểm tựa O trong mỗi trường hợp (bỏ qua ma sát ở các ròng rọc và trọng lượng của dây, của ròng rọc)
O
I
B
R/
F
R
P
F
F
R
R/
B
I
O
P
R
F
B
A
O
P
 Hình 1 Hình 2 Hình 3
Hướng dẫn giải: 
Ta có : (P - F).OA = F.OB suy ra : F = 240N
 Lực kéo do tấm ván tác dụng vào O: F/ = P - F - F = 120N
Ta có FB = 2F và (P - F).OI = FB.OB suy ra : F = 120N
 Lực kéo do tấm ván tác dụng vào O: F/ = P - F - 2F = 240N
Ta có FB = 3F và (P + F).OI = FB.OB suy ra : F = 120N
 Lực kéo do tấm ván tác dụng vào O: F/ = P + F - 3F = 360N
Bài 2: Một người có trọng lượng P1 đứng trên tấm 
ván có trọng lượng P2 để kéo đầu một sợi dây vắt qua hệ 
ròng rọc ( như hình vẽ). Độ dài tấm ván giữa hai điểm 
treo dây là l. bỏ qua trọng lượng của ròng rọc, sợi dây
 và mọi ma sát.
Người đó phải kéo dây với một lực là bao 
nhiêu và người đó đứng trên vị trí nào của tấm ván 
để duy trì tấm ván ở trạng thái nằm ngang?
Tính trọng lượng lớn nhất của tấm ván để người
 đó còn đè lên tấm ván.
Hướng dẫn giải:
 a/ Gọi T1 là lực căng dây qua ròng rọc cố định.
 T2 là lực căng dây qua ròng rọc động, Q là áp lực của 
người lên tấm ván. Ta có: Q = P1 - T2 và T1 = 2T2 (1)
Để hệ cân bằng thì trọng lượng của người và ván cân 
bằng với lực căng sợi dây. Vậy: T1 + 2T2 = P1 + P2 
 Từ (1) ta có: 2T2 + 2T2 = P1 + P2 hay T2 = 
Vậy để duy trì trạng thái cân bằng thì người phải tác dụng một lực lên dây có độ lớn là
 F = T2 = 
Gọi B là vị trí của người khi hệ cân bằng, khoảng cách từ B đến đầu A của tấm ván là l0. Chọn A làm điểm tựa. để tấm ván cân bằng theo phương ngang thì 
 T2l0 + T2l = P1l0 + Þ (T2 - 0,5P2)l = (P1 - T2)l0 
 Vậy: l0 = Thay giá trị T2 ở trên và tính toán được: l0 = 
Vậy vị trí của người để duy trì ván ở trạng thái nằm ngang là cách đầu A một khoảng
 l0 = 
 b/ Để người đó còn đè lên tấm ván thì Q ³ 0 Þ P1 - T2 ³ 0 Þ P1 - ³ 0
 hay: 3P1 ³ P2
Vậy trọng lượng lớn nhất của ván để người đó còn đè lên tấm ván là: P2max = 3P1
Bài 3: Một miếng gỗ mỏng, đồng chất hình tam giác 
vuông có chiều dài 2 cạnh góc vuông : AB = 27cm, AC = 36cm
và khối lượng m0 = 0,81kg; đỉnh A của miếng gỗ được treo bằng
một dây mảnh, nhẹ vào điểm cố định 0.
Hỏi phải treo một vật khối lượng m nhỏ nhất bằng bao nhiêu
tại điểm nào trên cạnh huyển BC để khi cân bằng cạnh huyền BC
nằm ngang?
Bây giờ lấy vật ra khỏi điểm treo(ở câu a)Tính góc hợp bởi
cạnh huyền BC với phương ngang khi miếng gỗ cân bằng
Hướng dẫn giải: 
Để hệ cân bằng ta có :P.HB = P0.HK hay m.HB = m0.HK 
I
P0
G
H
A
C
K
B
O
+Mà HB = AB2/BC = 272/45 = 16,2cm
+HK = 2/3.HI = 2/3.(BI - BH) = 2/3(45/2 - 16,2) = 4,2cm
+m = 4,2/16,2 . 0,81 = 0,21kg
Vậy để cạnh huyền BC nằm ngang thì vật m phải đặt tại B
O
P
và có độ lớn là 0,21kg
Khi bỏ vật, miếng gỗ cân bằng thì trung tuyến AI có 
phương thẳng đứng
G
I
A
C
D
B
H
+Ta có : Sin BIA/2 = = 27/45 = 0,6 Suy ra BIA = 73,740
+Do BD//AI Suy ra DBC = BIA = 73,740
+Góc nghiêng của cạnh huyền BC so với phương ngang
a = 900 - DBC = 900 - 73,740 = 16,260
Bài 4: Hai quả cầu bằng kim loại có khối lượng bằng nhau được treo vào hai đĩa của một cân đòn. Hai quả cầu có khối lượng riêng lần lượt là D1 = 7,8g/cm3; D2 = 2,6g/cm3. Nhúng quả cầu thứ nhất vào chất lỏng có khối lượng riêng D3, quả cầu thứ hai vào chất lỏng có khối lượng riêng D4 thì cân mất thăng bằng. Để cân thăng bằng trở lại ta phải bỏ vào đĩa có quả cầu thứ hai một khối lượng m1 = 17g. Đổi vị trí hai chất lỏng cho nhau, để cân thăng bằng ta phải thêm m2 = 27g cũng vào đĩa có quả cầu thứ hai. Tìm tỉ số hai khối lượng riêng của hai chất lỏng.
Hướng dẫn giải: 
Do hai quả cầu có khối lượng bằng nhau. Gọi V1, V2 là thể tích của hai quả cầu, ta có
	D1. V1 = D2. V2 hay 
	Gọi F1 và F2 là lực đẩy Acsimet tác dụng vào các quả cầu. Do cân bằng ta có:
(P1- F1).OA = (P2+P’ – F2).OB
 Với P1, P2, P’ là trọng lượng của các quả cầu và quả cân; OA = OB; P1 = P2 từ đó suy ra:
P’ = F2 – F1 hay 10.m1 = (D4.V2- D3.V1).10
Thay V2 = 3 V1 vào ta được: m1 = (3D4- D3).V1 (1)
 Tương tự cho lần thứ hai ta có;
(P1- F’1).OA = (P2+P’’ – F’2).OB
Þ P’’ = F’2 - F’1 hay 10.m2=(D3.V2- D4.V1).10
 Þ m2= (3D3- D4).V1 	 (2)
 	 Þ m1.(3D3 – D4) = m2.(3D4 – D3)
 Þ ( 3.m1 + m2). D3 = ( 3.m2 + m1). D4
	 Þ = 1,256
Bài 5: Hai quả cầu giống nhau được nối với nhau bởi một 
sợi dây nhẹ không dãn vắt qua ròng rọc cố định. Một