Ve quỹ đạo chuyển động ném xiên trong trong trường bỏ qua lực cản
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10: tại đây
Giải Bài Tập Vật Lí 10 Bài 18: Chuyển động của vật bị ném (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: Câu c1 (trang 80 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Từ (18.2) và (18.3) hãy cho biết hình chiếu của vật trên trục Ox và Oy chuyển động như thế nào? Lời giải: Theo trục Ox, hình chiếu của vật chuyển động thẳng đều, ax = 0. Theo trục Oy, hình chiếu của vật chuyển động chậm dần đều với gia tốc ay = -g. Câu c2 (trang 81 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Cho biết ý nghĩa của dấu trừ trong biểu thức của ay. Phải chăng nó diễn tả chuyển động chậm dần? Lời giải: Trong chuyển động ném xiên, chọn chiều dương của trục Oy hướng lên thì : vận tốc dương nên gia tốc phải âm (chuyển động chậm dần đều v.a < 0). Câu c3 (trang 81 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Làm thế nào để có hệ thức liên hệ giữa x và y? Lời giải: Muốn có hệ thức liên hệ giữa y và x ta rút t từ công thức (18.6): x = (v0.cosα).t Thay vào công thức (18.7): Ta được: Câu 1 (trang 83 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Khi luyện tập các môn như: đẩy tạ, nhảy xa,em có thể vận dụng những kiến thức gì trong bài này để nâng cao thành tích của mình? Lời giải: Từ công thức tính tầm xa: ta thấy: L = Lmax khi sin2α = 1 2α = 90o α = 45o Khi đẩy tạ cũng như xảy ra thì hướng tạ bay và hướng người nhảy trên không gian phải đạt góc xiên 45o so với phương ngang. Khi đó tầm bay xa là lớn nhất ( thành tích đạt cao nhất). Câu 2 (trang 83 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Từ một máy bay chuyển động đều theo phương nằm ngang, người ta thả một vật xuống đất. Người đứng ở mặt đất nhìn thấy vật có quỹ đạo như thế nào? Người ở trên máy bay nhìn thấy vật có quỹ đạo như thế nào? Khi vật rơi tới đất thì máy bay ở đâu? Bỏ qua lực cản của không khí. Lời giải: * Người đứng ở mặt đất nhìn thấy vật có quỹ đạo là một đường cong (một nhánh parabol). * Người ở trên máy bay thấy vật rơi theo quỹ đạo là một đường thẳng đứng. * Khi vật rơi tới đất thì máy bay nằm trên đường thẳng đứng đi qua điểm chạm đất. Bài 1 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một vật khối lượng m, được ném ngang từ độ cao h với vận tốc ban đầu v0. Tầm bay xa của nó phụ thuộc vào những yếu tố nào? A. m và v0 B. m và h C. v0 và h D. m,h và v0 Lời giải: Đáp án : C, vì theo công thức : Bài 2 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hãy chọn câu đúng. Trong hình 18.2, gia tốc của vật tại điểm đỉnh I A. Hướng ngang từ trái sang phải B. Hướng ngang từ phải sang trái C. Hướng thẳng đứng xuống dưới D. Bằng 0 Lời giải: Đáp án C Tại mọi điểm trên quỹ đạo, gia tốc của vật luôn là vectơ g vì trong suốt thời gian chuyển động, vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực P có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới. Bài 3 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một vật được ném lên từ mặt đất với vận tốc v0= 10m/s và góc ném α. Tính toán và điền kết quả vào bảng sau đây. Lấy g= 10m/s2.
Hãy nhận xét kết quả. Lời giải:
Nhận xét: Với góc ném α = 45o thì tầm bay xa là lớn nhất Bài 4 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Vẽ quỹ đạo của vật trong bài tập trên cho trường hợp α = 45o. Lời giải: Phương trình quỹ đạo của vật ứng với α = 45o, v0 = 10m/s; g = 10m/s2: Vẽ quỹ đạo của vật: Bài 5 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Từ độ cao 15m so với mặt đất, một vật được ném chếch lên với vectơ vận tốc đầu 20m/s hợp với phương ngang một góc 30o. Hãy tính: a) Thời gian từ lúc ném đến lúc vật chạm đất. b) Độ cao lớn nhất (so với mặt đất) mà vật đạt tới. c) Tầm bay xa của vật (khoảng cách từ hình chiếu của điểm ném trên mặt đất đến điểm rơi). Lấy g = 10m/s2. Lời giải: a) Chọn hệ tọa độ như hình vẽ, Ox là mặt đất, H là điểm ném vật, HO = h = 15 m vx = v0.cosα = 17,32m/s vy = v0.sinα g.t = 10-10.t x = vx.t = 17,32.t y = h + v0.sinα.t g.t2/2 = 15 + 10t 5.t2 Khi vật tới chạm đất y = 0 hay -5t2 + 10t +15 = 0 suy ra t = 3s. Vậy thời gian từ lúc ném đến lúc vật chạm đất là t = 3. b) Khi vật đạt độ cao cực đại thì vy = 0 hay 10 10t2 = 0 t = 1s. Thay t vào công thức của y, ta được: H = 15 + 10.1 5.12 = 20m. c) Thay t vào công thức của x, ta được: L = 17,32.3 = 52m. Bài 6 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một vật được ném ngang với vận tốc v0 = 30m/s, ở độ cao h = 80m. a) Vẽ quỹ đạo chuyển động. b) Xác định tầm bay xa của vật. c) Xác định vận tốc của vật lúc chạm đất. Lời giải: a) Vật ném ngang v0 = 30 m/s; h = 80m. Chọn Ox tại mặt đất, Oy hướng lên đi qua điểm ném. Phương trình quỹ đạo: Vẽ quỹ đạo chuyển động: b) Tầm bay xa: Khi y = 0 thì L = xmax = (180.80) = 120 (m) c) Thời gian chạm đất: Vận tốc chạm đất: Hướng vận tốc chạm đất: tgα = vy/v0 = 40/30 = 4/3 α 53o. Bài 7 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một máy bay theo phương ngang ở độ cao 5km với vận tốc không đổi 720km/h. Người trên máy bay muốn thả một vật rơi trúng một đích nào đó trên mặt đất thì phải thả từ cách đích bao xa theo phương nằm ngang? Bỏ qua lực cản của không khí. Lời giải: Vật coi như được ném theo phương ngang từ độ cao 5km với vận tốc bằng vận tốc máy bay. Áp dụng công thức tầm xa của chuyển động bằng ném ngang: Bài 8 (trang 84 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một vật được ném ngang ở độ cao 20m phải có vận tốc đầu là bao nhiêu để trước lúc chạm đất vận tốc của nó là 25m/s? Lời giải: Ta có: Vận tốc của vật tại thời điểm chạm đất thỏa mãn công thức: v2 = v02 + vy2 = v02 + 2.g.h Vậy, vật được ném ngang ở độ cao 20 m phải có vận tốc đầu là 15 (m/s). |
