Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Toán có đáp án - Đề số 17

Cho một vật đang chuyển động thẳng đều với vận tốc bằng 108 km/h thì đi vào vùng có lực cản gây ra cho vật một gia tốc a = −0,5v (m/s^2) với v là vận tốc của vật và tính bằng m/s.

14/22

 Cho một vật đang chuyển động thẳng đều với vận tốc bằng \(108\)(km/h) thì đi vào vùng có lực cản gây ra cho vật một gia tốc \(a = - 0,5v\) (m/s2) với \(v\) là vận tốc của vật và tính bằng m/s. Trong bài toán ta có vận tốc \(v > 0\) và gốc thời gian tính từ lúc vật bắt đầu đi vào vùng có lực cản.

a

\({\rm{ln}}\left| {v\left( t \right)} \right|\) đạo hàm theo biến thời gian \(t\) cho ta biểu thức là: \(\frac{{v'\left( t \right)}}{{v\left( t \right)}}\)

ĐúngSai
b

Biểu thức vận tốc của vật là: \(v\left( t \right) = {e^{ - 0,5t}}\)(m/s).

ĐúngSai
c

Quãng đường vật đi được trong 2 giây đầu tiên trong vùng lực cản là \(37,9{\rm{m}}\).

ĐúngSai
d

Với giả thiết vận tốc nhỏ hơn \(0,1\)(m/s) thì vật dừng lại. Tổng quãng đường vật đi được trong vùng lực càn tính theo mét (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị) là \(60\)m.

ĐúngSai
Giải thích

Xét mệnh đề a)
Ta có: \[{\left[ {{\rm{ln}}\left( {v\left( t \right)} \right)} \right]^\prime } = \frac{{v'\left( t \right)}}{{v\left( t \right)}}\] nên mệnh đề a) đúng
Xét mệnh đề b)
Ta có: \(a\left( t \right) = - 0,5v\left( t \right) = v'\left( t \right) \Leftrightarrow \frac{{v'\left( t \right)}}{{v\left( t \right)}} = - 0,5 \Leftrightarrow {\left[ {\ln \left( {v\left( t \right)} \right)} \right]^\prime } = - 0,5\)\( \Leftrightarrow \ln \left( {v\left( t \right)} \right) = \int { - 0,5\,{\rm{d}}t = - 0,5t + C} \)
Ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì vận tốc của vật là \(v\left( 0 \right) = 108\)(km/h)\( = 30\)(m/s)
Suy ra \(\ln \left( {v\left( 0 \right)} \right) = - 0,5.0 + C = C = \ln 30 \Rightarrow \ln \left( {v\left( t \right)} \right) = - 0,5t + \ln 30 \Leftrightarrow v\left( t \right) = {e^{ - 0,5t + \ln 30}}\)
Hay biểu thức vận tốc của vật là \(v\left( t \right) = 30.{e^{ - 0,5t}}\) nên mệnh đề b) sai
Xét mệnh đề c)
Quãng đường vẫn đi được trong khoảng hai giây đầu tiên trong vùng lực cản là:
\(\Delta s\left| \begin{array}{l}2\\0\end{array} \right. = \int\limits_0^2 {\left| {v\left( t \right)} \right|{\rm{d}}t = } \int\limits_0^2 {\left| {30.{e^{ - 0,5t}}} \right|{\rm{d}}t = 37,9} \)m nên mệnh đề c) đúng
Xét mệnh đề d)
Xét \(v\left( t \right) = 30.{e^{ - 0,5t}} = 0,1 \Leftrightarrow {e^{ - 0,5t}} = \frac{{0,1}}{{30}} \Rightarrow t = 11,407\)(s)
Tổng quãng đường vật đi được là: \(\Delta s\left| \begin{array}{l}11,407\\0\end{array} \right. = \int\limits_0^{11,407} {\left| {v\left( t \right)} \right|{\rm{d}}t = } \int\limits_0^{11,407} {\left| {30.{e^{ - 0,5t}}} \right|{\rm{d}}t = 60} \)m nên mệnh đề d) đúng