Buzz
1. Lý thuyết chuyển động trên dòng nước cho lớp 5
- Khi một vật di chuyển trong nước, sự tương tác với môi trường nước ảnh hưởng đến chuyển động của nó. Nếu di chuyển ngược dòng, lực cản từ dòng nước làm giảm tốc độ và yêu cầu nhiều năng lượng hơn.
- Ngược lại, khi di chuyển theo dòng nước, vật có thể tận dụng tốc độ của dòng nước để tăng tốc độ của chính nó, giúp di chuyển nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
- Các công thức quan trọng cần nhớ:
1) Vận tốc xuôi dòng = vận tốc của vật cộng với vận tốc của dòng nước.
2) Vận tốc ngược dòng = vận tốc của vật trừ đi vận tốc của dòng nước.
3) Vận tốc của vật = (vận tốc xuôi dòng cộng vận tốc ngược dòng) chia 2.
4) Vận tốc dòng nước = (vận tốc xuôi dòng trừ vận tốc ngược dòng) chia 2.
5) Vận tốc xuôi dòng - vận tốc ngược dòng = vận tốc dòng nước x 2.
Chú ý:
Vận tốc thực của một vật được đo bằng đơn vị đường kính của quả cầu, tức là vận tốc của vật khi nước yên lặng, không có sự tác động nào từ các yếu tố bên ngoài. Đây là một khái niệm cơ bản trong vật lý, giúp chúng ta hiểu vận động của các vật trên mặt đất hoặc trong không gian.
Khi xét trên cùng một quãng đường, ta thấy rằng vận tốc và thời gian di chuyển của vật có mối quan hệ tỉ lệ nghịch. Điều này có nghĩa là nếu vận tốc tăng lên, thì thời gian cần để di chuyển qua một quãng đường cố định sẽ giảm đi. Ngược lại, nếu vận tốc giảm, thời gian di chuyển sẽ tăng lên. Điều này thể hiện mối liên hệ chặt chẽ giữa hai đại lượng này trong quá trình vận động của các vật, và nó có ứng dụng rộng rãi trong thực tế và nghiên cứu khoa học.
Ví dụ: Vận tốc ca nô khi nước lặng là 25 km/giờ. Vận tốc dòng nước là 3 km/giờ. Tính:
a) Tốc độ của ca nô khi di chuyển theo dòng nước.
b) Tốc độ của ca nô khi di chuyển ngược dòng nước.
Giải quyết:
a) Tốc độ của ca nô khi đi xuôi dòng được tính là:
25 cộng 3 bằng 28 (km/giờ)
b) Vận tốc ca nô khi đi xuôi dòng là:
25 - 3 = 22 (km/h)
Kết quả: a) 28 km/h;
b) 22 km/h.
2. Các dạng bài tập về chuyển động trên dòng nước cho học sinh lớp 5
Dạng 1: Tính toán vận tốc khi đi xuôi dòng, vận tốc khi đi ngược dòng, hoặc vận tốc thực và vận tốc dòng nước.
Cách giải: Sử dụng các công thức đã nêu ở trên.
Dạng 2: Xác định thời gian di chuyển xuôi dòng hoặc ngược dòng.
Cách giải: Áp dụng các công thức sau:
Thời gian đi xuôi dòng = quãng đường / vận tốc xuôi dòng;
Thời gian đi ngược dòng = quãng đường / vận tốc ngược dòng.
Dạng 3: Xác định độ dài quãng đường.
Cách giải: Sử dụng các công thức sau đây:
Quãng đường = vận tốc xuôi dòng x thời gian đi xuôi dòng;
Quãng đường = vận tốc ngược dòng x thời gian đi ngược dòng.
3. Bài tập ứng dụng về chuyển động trên mặt nước
Ví dụ: Một con thuyền có vận tốc khi nước lặng là 7,5 km/h. Vận tốc dòng nước là 2,5 km/h. Quãng đường từ A đến B dài 15 km. Hãy tính:
a) Thời gian thuyền đi xuôi dòng từ A đến B là bao lâu?
b) Thời gian thuyền đi ngược dòng từ B đến A là bao lâu?
Lời giải:
a) Vận tốc của thuyền khi đi xuôi dòng là:
7,5 + 2,5 = 10 (km/h)
Thời gian thuyền đi xuôi dòng là:
15 / 10 = 1,5 (giờ)
b) Vận tốc của thuyền khi đi ngược dòng là:
7,5 – 2,5 = 5 (km/h)
Thời gian thuyền đi ngược dòng là:
15 / 5 = 3 (giờ)
Kết quả: a) 1,5 giờ
b) 3 giờ
Ví dụ: Hai bến sông A và B cách nhau 32km. Một thuyền khởi hành từ A đến B và một thuyền khác từ B đến A. Tính thời gian để hai thuyền gặp nhau, biết vận tốc mỗi thuyền trong nước yên lặng là 16km/giờ và vận tốc dòng nước là 2km/giờ.
Giải:
Vận tốc thuyền đi từ A đến B là:
16 + 2 = 18 (km/giờ)
Vận tốc thuyền đi từ B đến A là:
Vận tốc thuyền đi từ B đến A là: 16 – 2 = 14 (km/giờ)
Mỗi giờ, quãng đường hai thuyền đi được là:
18 + 14 = 32 (km)
Thời gian để hai thuyền gặp nhau là:
32 : 32 = 1 (giờ)
Kết quả: 1 giờ
Ví dụ: Hai bến A và B cách nhau 40km. Một thuyền đi từ A đến B mất 2 giờ. Xác định vận tốc thuyền trong nước yên lặng, biết vận tốc dòng nước là 2km/giờ.
Giải:
Vận tốc thuyền khi đi xuôi dòng là:
40 : 2 = 20 (km/giờ)
Vận tốc thuyền trong nước yên lặng là:
20 – 2 = 18 (km/giờ)
Kết quả: 18 km/giờ
Bài 2: Vào lúc 6 giờ sáng, một chuyến tàu thuỷ bắt đầu từ A, đi xuôi dòng đến B, dừng lại 2 giờ để trả và đón khách, sau đó trở ngược về A lúc 3 giờ 20 phút chiều cùng ngày. Tính khoảng cách giữa hai bến A và B, biết rằng thời gian xuôi dòng ngắn hơn thời gian ngược dòng 40 phút và vận tốc dòng nước là 50m/phút.
Giải:
Tổng thời gian đi xuôi dòng và ngược dòng (không tính thời gian nghỉ) là:
15 giờ 20 phút - 6 giờ - 2 giờ = 7 giờ 20 phút
Chuyển 7 giờ 20 phút thành 22/3 giờ; 40 phút thành 2/3 giờ
Chuyển 40 giờ thành 2400 phút
Khoảng cách giữa hai bến A và B là: 50 x 2400 = 120000 (m)
Chuyển 120000m thành 120km
Kết quả: 120km
Bài 6: Một ca nô đi xuôi dòng từ A đến B mất 32 phút và ngược dòng từ B về A mất 48 phút. Tính thời gian một cụm bèo trôi từ A đến B.
Phân tích 1
+ Trên cùng một quãng đường, vận tốc và thời gian có mối quan hệ tỉ lệ nghịch.
+ Thời gian bèo trôi từ A đến B bằng thời gian dòng nước chảy từ A đến B
+ Vận tốc xuôi dòng trừ vận tốc ngược dòng
= Vận tốc ca nô cộng với vận tốc dòng nước trừ vận tốc ca nô trừ vận tốc dòng nước
= 2 lần vận tốc của dòng nước
Phương pháp giải 1
+ Trên cùng một quãng đường AB, vận tốc và thời gian tỉ lệ nghịch, nên tỉ số giữa vận tốc xuôi dòng và ngược dòng là: 3/2
Sơ đồ như sau:
Từ sơ đồ ta có: Vxuôi = 3 x 2Vnước = 6 x Vnước
Trên cùng một quãng đường, thời gian tỉ lệ nghịch với vận tốc
Vì vậy, thời gian để cụm bèo trôi là: 6 x thời gian xuôi dòng = 6 x 32 phút = 192 phút
Kết quả: 192 phút
Giải thích:
Tỉ lệ thời gian ca nô đi xuôi dòng và ngược dòng là:
32 : 48 = 2/3
Tỉ lệ giữa vận tốc xuôi dòng và ngược dòng của ca nô là:
1 : 2/3 = 3/2
Thời gian cụm bèo trôi được tính là:
32 x 6 = 192 phút
Kết quả: 192 phút
Phân tích 2:
+ Xác định số phần của quãng đường AB mà ca nô đi được mỗi giờ khi xuôi dòng.
+ Xác định số phần của quãng đường AB mà ca nô đi được mỗi giờ khi ngược dòng.
+ Tính số phần của quãng sông AB mà một cụm bèo trôi qua mỗi giờ
Giải pháp:
Mỗi giờ, ca nô xuôi dòng được:
1 : 32 = 1/32 (Quãng sông AB)
Mỗi giờ, ca nô đi ngược dòng được:
1 : 48 = 1/48 (Quãng sông AB)
Do sự chênh lệch giữa vận tốc xuôi và ngược dòng gấp hai lần vận tốc dòng nước, mỗi giờ cụm bèo trôi được:
Thời gian để cụm bèo trôi từ A đến B là:
1 : 1/192 = 192 (phút)
Kết quả: 192 phút
