Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 10 - Chủ đề 2: Động lực học chất điểm - Chuyên đề 4: Bài toán về chuyển động ném ngang

Nội dung text: Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 10 - Chủ đề 2: Động lực học chất điểm - Chuyên đề 4: Bài toán về chuyển động ném ngang

1. CHƯƠNG CHUYÊN ĐỀ 4: BÀI TOÁN VỀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM PHẦN 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Phương pháp giải Phối hợp các công thức để tính đại lượng mà Ví dụ: Từ độ cao 125 m ném một viên bi theo đề bài yêu cầu. phương ngang. Biết gia tốc trọng trường g 10 m/s2. Thời gian rơi của viên bi là 2h 2.125 t 5s. g 10 Chú ý: Thời gian chuyển động của vật bị ném ngang chính bằng thời gian rơi tự do ở cùng độ cao ấy. Quỹ đạo của chuyển động ném ngang có dạng parabol. Khi máy bay bay ngang với vận tốc v mà thả vật thì vật bị ném ngang với vận tốc v. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Từ độ cao h người ta ném một vật theo phương ngang thì thấy sau 8 s vật này chạm đất. Lấy g 10 m/s2. Độ cao h bằng: A. 125 m.B. 250 m.C. 320 m.D. 500 m. Trang 1
2. Hướng dẫn Thời gian chuyển động ném ngang tính bởi: 2h 1 1 t h gt2 .10.82 320m. g 2 2 Chọn C Ví dụ 2: Một viên bi đang lăn đều trên bàn cao 80 cm với vận tốc 1 m/s thì rời khỏi mép bàn. Biết gia tốc trọng trường g 10 m/s2. Viên bi rơi cách chân bàn một đoạn: A. 40 cm.B. 60 m.C. 80 cm.D. 100 cm. Hướng dẫn Vì mặt bàn nằm ngang nên viên bi đang chuyển động theo phương ngang. Khi rời khỏi mép bàn, nó chuyển động như vật bị ném ngang từ độ cao h 80 cm 0,8 m. Khi chạm đất, khoảng cách từ viên bi đến chân bàn chính là tầm bay xa của nó. Tầm bay xa của bi: 2h 2.0,8 L v 1. 0,4m 40cm. 0 g 10 Chọn A. Ví dụ 3: Từ đỉnh tháp ở nơi có gia tốc trọng trường g 10 m/s2 người ta ném một viên đá theo phương ngang với vận tốc đầu 3 m/s. Sau thời gian 0,4 s vận tốc của viên bi bằng: A. 4 m/s.B. 5 m/s.C. 8 m/s.D. 7 m/s. Hướng dẫn Viên bi được ném ngang với vận tốc đầu v0 3 m/s. Sau 0,4 s vận tốc của nó tính bởi: 2 2 2 2 v v0 gt 3 10.0,4 5m / s. Chọn B. Ví dụ 4: Một máy bay đang bay ngang với vận tốc 150 m/s ở độ cao 2 km thì phát hiện có kẻ địch. Biết gia tốc trọng trường g 10 m/s2 . Máy bay phải thả bom ở khoảng cách bao xa theo phương ngang để trúng kẻ địch? A. 1 km.B. 1,5 km.C. 2 km.D. 3 km. Hướng dẫn Khi máy bay đang bay ngang, thả bom thì quả bom chuyển động như vật bị ném ngang với vận tốc bằng vận tốc của máy bay v0 150 m / s. Khoảng các từ máy bay đến kẻ địch theo phương ngang phải bằng tầm bay xa của quả bom. Vậy ta có: Trang 2
3. 2h 2.2000 L v 150. 3000m 3km. 0 g 10 Chọn D. Ví dụ 5: Một viên đạn được bắn theo phương ngang từ một khẩu pháo đặt trên đỉnh núi ở nơi có gia tốc trọng trường g 10 m/s2 với vận tốc ban đầu 40 m/s. Sau bao lâu véctơ vận tốc của viên đạn hợp với phương ngang một góc 45°? A. 3 s.B. 2 s.C. 4 s.D. 5 s. Hướng dẫn Vận tốc của vật là tổng hợp của hai thành phần vận tốc theo phương ngang và theo phương thẳng đứng. Theo phương ngang: vx v0. Theo phương thẳng đứng: vy gt. Vận tốc của vật:   v vx vy Từ hình vẽ ta có góc hợp bởi véctơ vận tốc với phương ngang là góc α. Xét tam giác vuông ABC, ta có: BC v gt v tan 40.tan 45o tan y t 0 4s. AB vx v0 g 10 Chọn C Phần 3 BÀI TẬP TÔNG HỢP Câu 1. Một vật được ném theo phương ngang với tốc độ v0 10 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Chọn hệ trục tọa độ Oxy sao cho gốc O trùng với vị trí ném, Ox theo chiều của véctơ v 0, Oy hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc thời gian là lúc ném. Lấy g 10 m/s2 , phương trình quỹ đạo của vật là A. y 10t 5t2. B. y 10t 10t. C. y 0,05x2. D. y 0,1x2. Câu 2. Trong môn trượt tuyết, một vận động viên sau khi trượt trên đoạn đường dốc thì trượt ra khỏi dốc theo phương ngang ở độ cao 90 m so với mặt đất. Người đó bay xa được 180 m trước khi chạm đất. Hỏi tốc độ của vận động viên đó khi rời khỏi dốc là bao nhiêu? Lấy g 9,8 m/s2. A. 45 m/s.B. 60 m/s.C. 42 m/s.D. 90 m/s. Câu 3. Một vật được ném theo phương ngang ở độ cao 125 m với vận tốc đầu 20 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy g 10m/s2 . Hỏi vận tốc của vật ngay trước lúc chạm đất là bao nhiêu? A. 48,2 m/s.B. 53,9 m/s.C. 56,3 m/s.D. 60,0 m/s. Câu 4. Một hòn bi lăn dọc theo một cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật nằm ngang cao 1,25 m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn 1,50 m (theo phương ngang). Lấy g 10m/s2 . Tốc độ của viên bi lúc rơi khỏi bàn là A. 12 m/s.B. 6 m/s.C. 4 m/s.D. 3 m/s. Câu 5. Một vật được ném theo phương ngang từ độ cao 20 m so với mặt đất. Vật phải có vận tốc đầu bằng bao nhiều để trước lúc chạm đất nó có vận tốc bằng 25 m/s? Lấy g 10m/s2 . Trang 3
4. A. 15 m/s.B. 20 m/s.C. 25 m/s.D. 10 m/s. Câu 6. Một viên bi lăn từ mép bên này đến mép bên kia với vận tốc ban đầu v 0 rồi rơi xuống đất cách chân bàn 1,2 m. Chiều dài bàn là 2 m và cao 0,8 m. Hệ số ma sát của bi với bàn là 0,175. Giá trị v 0 bằng A. 3 m/s.B. 4 m/s.C. 5 m/s.D. 1 m/s. Đáp án: 1 – C 2 – C 3 – B 4 – D 5 – A 6 – B Trang 4