Độ dịch chuyển trên trục Ox
\[\Delta x=x_2-x_1\](1)
Đại lượng: \(x_1\): tọa độ đầu; \(x_2\): tọa độ cuối; \(\Delta x\): độ dịch chuyển đại số (m).
Điều kiện: cùng một hệ trục và đơn vị; dấu của \(\Delta x\) thể hiện chiều.
HAT Physics Learning · VẬT LÍ THPT
Bài 04. Độ dịch chuyển và quãng đường đi được
Phân biệt quãng đường và độ dịch chuyển qua trục tọa độ, hình vẽ và mô phỏng hai chặng.
Mục tiêu học tập
01 · ĐỊNH HƯỚNG
Mục tiêu học tập
Kiến thức
Phân biệt vị trí, quãng đường và độ dịch chuyển; xác định độ dịch chuyển theo vị trí đầu và cuối, dùng trục tọa độ với chiều dương đã chọn.
Năng lực
Vẽ đường đi và vectơ độ dịch chuyển; tính độ dịch chuyển tổng hợp, nhận xét sự khác biệt giữa quãng đường và độ lớn độ dịch chuyển trong các tình huống đi-về.
Khởi động: Từ nhà đi 300 m về phía Đông rồi quay lại 100 m. Em đã đi bao nhiêu mét và đang ở cách nhà bao xa, về phía nào?
Kiến thức trọng tâm và công thức
02 · KHÁM PHÁ
Kiến thức trọng tâm
1. Vị trí, quỹ đạo và hệ quy chiếu
Muốn xác định vị trí của vật cần chọn vật làm mốc, hệ tọa độ và mốc thời gian khi khảo sát chuyển động. Trong chuyển động một chiều, tọa độ x mang dấu theo chiều dương đã chọn.
2. Quãng đường và độ dịch chuyển
Quãng đường s là tổng độ dài thực tế vật đã đi, là đại lượng vô hướng, luôn không âm. Độ dịch chuyển mô tả sự thay đổi vị trí có hướng từ điểm đầu đến điểm cuối; trên một trục, thành phần đại số có thể dương, âm hoặc bằng 0.
Tổng hợp độ dịch chuyển
\[\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}\](2)
Các vectơ biểu diễn độ dịch chuyển từng chặng, cùng đơn vị độ dài (m).
Áp dụng quy tắc nối đuôi vectơ cho các chặng liên tiếp.
So sánh quãng đường và độ lớn độ dịch chuyển
\[s\geq |\Delta x|\](3)
\(s\) là tổng quãng đường (m); \(|\Delta x|\) là độ lớn độ dịch chuyển trên trục (m).
Trong chuyển động một chiều, đẳng thức khi vật không đổi chiều trên đoạn khảo sát. Với đường đi bất kỳ, tổng độ dài đường đi luôn không nhỏ hơn khoảng cách thẳng từ điểm đầu đến điểm cuối.
3. Ví dụ đi-về
Đi từ x = 0 m tới x = 300 m rồi lùi về x = 200 m: \(s=300+100=400\,\mathrm{m}\), \(\Delta x=200-0=+200\,\mathrm{m}\). Quãng đường 400 m; độ dịch chuyển 200 m theo chiều dương.
Tránh nhầm: Nếu vật quay về điểm xuất phát, độ dịch chuyển bằng 0 nhưng quãng đường nói chung không bằng 0. Không dùng \(s=x_2-x_1\) cho vật đổi chiều.
Quan sát thí nghiệm và mô phỏng
03 · QUAN SÁT
Thí nghiệm và mô phỏng
Mô phỏng HAT
Hai chặng chuyển động trên trục tọa độ
Dự đoán: Khi đổi chiều quay lại, quãng đường tăng hay giảm? Độ dịch chuyển có nhất thiết tăng không?
Thao tác: Kéo thanh điều chỉnh hai chặng; quan sát ba điểm A, B, C và hai đường đi; ghi kết quả.
Giới hạn: Mô phỏng xem vật chuyển động thẳng lần lượt qua hai chặng, chiều dương về bên phải, không xét thời gian hay vận tốc.
Kết luận: Quãng đường là tổng độ dài các chặng; độ dịch chuyển chỉ phụ thuộc vị trí đầu và cuối.
Quan sát thực tế
Đi bộ dọc hành lang có đánh dấu
Dụng cụ: thước dây, băng dính đánh dấu A, B, C. Chọn A tại 0 m; đánh dấu B và C, đo độ dài từng chặng và xác định chiều.
Ghi số liệu: lập bảng tọa độ đầu/cuối, độ dài hai chặng, tổng s, \(\Delta x\). Đo thật và phân tích sai số thước, không dùng số liệu giả lập như số liệu thực đo.
Câu hỏi: Nhóm nào có cùng độ dịch chuyển nhưng quãng đường khác nhau?
Video tham khảo: Tìm video Bài 04 trên YouTube (mở ngoài, tránh lỗi nhúng 153).
Luyện tập theo cấu trúc đề mới
04 · Luyện tập
Luyện tập Bài 04 – Độ dịch chuyển và quãng đường đi được
8ABCD · 2,00 điểm
4Đúng/Sai · 4,00 điểm
8Trả lời ngắn · 2,00 điểm
2Tự luận · 2,00 điểm
Nguyên tắc: Đúng/Sai bốn ý: đúng 0/1/2/3/4 ý được 0/0,10/0,25/0,50/1,00 điểm. Trắc nghiệm ABCD và trả lời ngắn tự chấm; tự luận đánh giá riêng theo tiêu chí.
Bản đồ tư duy bài học
05 · SƠ ĐỒ TƯ DUY
Bản đồ tư duy Bài 04
Hệ thống hóa cách xác định vị trí, đường đi, độ dịch chuyển và ứng dụng.
Xem sơ đồ dạng danh sách
Em có biết?
06 · MỞ RỘNG
Em có biết?
Quãng đường khác độ dịch chuyển
Ứng dụng bản đồ có thể báo quãng đường đã di chuyển dọc theo các con đường; vị trí đầu và cuối lại quyết định độ dịch chuyển. Hai thông tin này dùng cho những mục đích khác nhau.
Chạy một vòng sân
Hoàn thành một vòng khép kín: độ dịch chuyển bằng 0 trong khi quãng đường bằng chu vi quỹ đạo. Đây là ví dụ đơn giản giúp phân biệt hai đại lượng.