Giải Vật Lí 10 Bài 15: Bài Toán Về Chuyển động Ném Ngang

[toc:ul]

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Xét một vật có khối lượng m, được ném theo phương ngang từ độ cao h so với mặt đất với vận tốc ban đầu là $\overrightarrow{v_{0}}$.

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ, gốc O tại vị trí ban đầu của vật.

Mốc thời gian là thời điểm ném vật.

Bỏ qua sức cản không khí, vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

Phân tích chuyển động của vật theo phương Ox và Oy:

Theo phương Ox:

ax = 0

vx = v0 : Vật chuyển động đều theo phương ngang;

x = v0.t

Theo phương Oy:

ay = g

vy = g.t

$y = \frac{1}{2}.g.t^{2}$

Từ các phương trình trên, ta có phương trình chuyển động của vật là:

$y = \frac{g}{2v_{0}^{2}}.x^{2}$

Vậy chuyển động của vật bị ném theo phương ngang khi bỏ qua lực cản không khí có quỹ đạo là một phần của parabol.

Thời gian chuyển động của vật là: $t = \sqrt{\frac{2.h}{g}}$.

Tầm ném xa: L = xmax = v0.t = v0.$ \sqrt{\frac{2.h}{g}}$.

II. GIẢI BÀI TẬP

Giải câu 1: Để khảo sát chuyển động ném ngang...

Để khảo sát chuyển động ném ngang, ta chọn tọa độ đề - các như thế nào là thích hợp nhất? Nêu cách phân tích chuyển động ném ngang thành hai chuyển động thành phần theo hai trục của hệ tọa độ đó.

Bài giải:

Để khảo sát chuyển động ném ngang, ta chọn hệ trục tọa độ Đề - các như sau là hợp lí nhất:

Gốc O tại bị trí vật được ném ra.

Trục Ox nằm theo phương ngang, chiều dương là chiều chuyển động theo phương ngang của vật.

Trục Oy theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới.

Cách phân tích chuyển động ném ngang thành hai chuyển động thành phần:

Chiếu vị trí của vật M lên các trục tọa độ, ta được các vị trí của vật theo các phương Ox, Oy. Đây chính là các chuyển động thành phần của vật.

Giải câu 2: Viết các phương trình của hai chuyển động...

Viết các phương trình của hai chuyển động thành phần của chuyển động ném ngang và cho biết tính chất của mỗi chuyển động thành phần.

Bài giải:

Theo phương Ox:

ax = 0

vx = v0 : Vật chuyển động đều theo phương ngang;

x = v0.t

Theo phương Oy:

ay = g

vy = g.t

$y = \frac{1}{2}.g.t^{2}$.

Giải câu 3: Lập phương trình quỹ đạo của chuyển...

Lập phương trình quỹ đạo của chuyển động ném ngang, các công thức tính thời gian chuyển động thành phần.

Bài giải:

Từ các phương trình chuyển động của các vật theo các phương Ox và Oy, ta có:

$t = \frac{x}{v_{0}}$ thay vào phương trình của y

$\Rightarrow $ $y = \frac{g}{2v_{0}^{2}}.x^{2}$

Thời gian chuyển động là: $t = \sqrt{\frac{2.h}{g}}$.

Giải câu 4: Bi A có khối lượng lớn gấp đôi bi B...

Bi A có khối lượng lớn gấp đôi bi B. cùng một lúc tại mái nhà, bi A được thả rơi còn bi B được ném theo phương ngang. Bỏ qua sức cản của không khí

Hãy cho biết câu nào dưới đây là đúng?

A. A chạm đất trước

B. A chạm đất sau

C. Cả hai chạm đất cùng một lúc

D. Chưa đủ thông tin để trả lời.

Bài giải:

Chọn đáp án C.

Giải thích: Từ công thức tính thời gian rơi của sự rơi tự do và thời gian chuyển động của vật bị ném ngang, ta thấy thời gian chuyển động đều không phụ thuộc vào khối lượng.

Giải câu 5: Một máy bay bay theo phương ngang...

Một máy bay bay theo phương ngang ở cùng độ cao 10km với tốc độ 720km. Viên phi công phải thả quả bom từ xa cách mục tiêu (theo phương ngang) bao nhiêu để thả quả bom rơi trúng mục tiêu? Lấy g = 10m/s2. Vẽ một cách gần đúng dạng quỹ đạo của quả bom.

Bài giải:

Quả bom được xem như ném ngang có vận tốc ban đầu là: v0 = 720 km/h = 200m/s

Đổi h = 10 km = 1000 m

Tầm bay xa của bom là:

L = xmax = v0.t = v0.$ \sqrt{\frac{2.h}{g}}$ = 200. $\sqrt{\frac{2.1000}{10}}$ $\approx 8944$ (m).

Phương trình quỹ đạo của vật ném ngang:

$y = \frac{g}{2v_{0}^{2}}.x^{2}$ = $\frac{10}{2.200^{2}}.x^{2} = \frac{x^{2}}{8000}$

Giải câu 6: Một hòn bi lăn dọc theo một cạnh của...

Một hòn bi lăn dọc theo một cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật nằm ngang cao h = 1,25m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn L = 1,50m (theo phương ngang) ? Lấy g = 10m/s2

Thời gian hòn bi rơi là:

A. 0,35s

B. 0,125s

C. 0,5s

D. 0,25s

Bài giải:

Chọn đáp án C.

Giải thích:

Thời gian rơi của vật là: $t = \sqrt{\frac{2.h}{g}}$ = $\sqrt{\frac{2.1,25}{10}} = 0,5$ (s).

Giải câu 7: Với số liệu bài 6, hỏi tốc độ của viên...

Với số liệu bài 6, hỏi tốc độ của viên bi lúc rời khỏi bàn ?

A. 4,28 m/s;

B. 3 m/s;

C. 12 m/s;

D. 6 m/s;

Bài giải:

Chọn đáp án B.

Giải thích:

Tầm ném xa của vật là:

L = xmax = v0.t = v0.$ \sqrt{\frac{2.h}{g}}$ $\Rightarrow $ $v_{0} = L.\sqrt{\frac{g}{2.h}} = 1,5.\sqrt{\frac{10}{2.1,25}} = 3$ (m/s).