Giải bài tập Vật lý 10 Bài 15: Bài toán về chuyển động ném ngang

§15. BÀI TOÁN VỀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG
A. KIẾN THỨC Cơ BẢN
Xét vật M bị ném theo phương ngang với vận tốc ban đầu V,, từ một điểm o ở độ cao h so với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khi.
Chọn hệ tọa độ xOy có gốc tại o, trục hoành-Ox hướng theo vectó vận tốc V trục tung Oy hướng theo vectơ trọng lượng I’ như hinh'15.1.
Phân tích chuyển động của vặt trên các trục Ox và Oy, ta thu được các kết quả sau:
+ Theo trục Ox: M. chuyển dộng thẳng đéu + Theo trục Oy: M . chuyển động như một vật rơi tự do.
+ Phương trinh quỹ đạo. y =	*
+ Vặn tốc của vật tại thời điểm t: V = ựv^ + vị' = ựvỊ + g-f
Vectơ vận tóc luôn CÓ phương trùng với phương tiếp tuyến của quỹ đạo tại điểm đang xét. Góc lệch của vecto' vận tốc so với phương ngang tại thời điếm t được xác định bởi cõng thức: tgtì =	1 = - - .
+ Thời điểm chuyển động (tù' lúc ném đến lúc chạm đát): t =
+ Tầm xa (L) tính theo phương ngang: L = Xmax = V
B. HOẠT ĐỘNG
C1. Hãy áp dụng định luật II Niu-tơn theo mỗi trục tọa độ để tim các gia tốc a., ay của hai chuyển dộng thành phắn.
Kết hợp với điếu kiện ban dấu vế vặn tốc (vox, Vóy), hãy xác định tỉnh chất của mỗi chuyển động thành phán.
C2. Một vật được ném ngang ỏ' độ cao h = 80 m với vận tôc dầu Vo = 20m/s. Lấy g = 10 m/s",
Tính thời gian chuyển động và tám bay xa của vật.
Lặp phương trình quỹ đạo của vặt.
C3. Thi nghiệm đã xác nhận diều gi?
c. CẢU HỎI VÀ BÀI TẬP
Đề khán sát chuyên động ném ngang. Ta chọn hệ tọa (lộ Đế-các nhơ thê não là thích hợp nhất? Nén cách phan tích chuyển động ném ngang thánh hai chuyến dộng thánh phần theo hai trục cùa hệ tọạ dộ đó.
Viết các phương trình cúa hai chuyên động thành phần ctia chuyên dộng ném ngang va cho biẽt tinh chât ctia mỗi chuyến dộng thành phần.
Lập phương trình quv dạo cùa chuyên dộng ném ngang, ctíc cóng tlntc tinh thời gian chuyên dộng và tàm ném xa.
Bi A có khôi lượng lờn gãp dõi bi B. Cùng một lúc tại mai nhá. hi A dược tha rơi còn hi B được ném theo phương ngang. Bó qua sức cán cùa khừng khi.
Hãy cho biết cáu nào dưới dày lá dung'.'
A. A chạm dãt trước.	B. A chạm dãt sau.
c. Cã hai chain dãt rùng một lúc.	1). Chưa dti thong tĩu di' tra lời.
Một. máy bay bay theo phương ngang ờ dọ cao 11) km vơi tóc dộ 720 liiti li. viẹn phi cong phái thà quá bom tư xa cách mục t.ieư (theo phương ngang) hao nhiĩ'11 dê quá hom rơi trúng mục tiêu? Ixty g 10 m/sứ Vẽ mọt cách gắn dung dạng quỹ' dạo edit quá bom.
Một. hòn bi lan dọc theo một cạnh cùa một mạt. bán hĩnh chữ nhạt nám ngang cao h = 1,25 m. Khi ra khói mép bàn. 11Ó rơi xttỏng nến nhà tại diêm cách mép bàn L = 1.50 m (theo phưưng ngang)? Lấy g : 10 m/sz.
Thời gian rơi ctia hòn bi là:
A. 0,35 s	B.0.125 s	- c. 0,5 s	Đ. 0,25 s
Giài bài tập vật lí 10 - 55
Với số liệu của bài 6. hói 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.
D. LỜI GIẢI • Hoạt động
Cl. Bỏ qua lực cản không khí thì vật ném ngang chỉ chịu tác dụng của trọng .	- p mg .
lực, nên theo định luật II Niu-tơn, gia tốc của vật ả = — = —= g m m
Nên trong hệ quy chiếu đã chọn ta có
ax =0 a.v = g
Suy ra hình chiếu Mx sẽ chuyển động thẳng đều theo Ox với vận tốc vx = Vũ
Với phương trình chuyển động X = vot.
Hình chiếu My rơi tự do theo Oy với gia tốc g.
Vận tốc vOy = 0; vận tốc tức thời Vy = gt.
Phương trình chuyển động: y = 7- gt2.
2
C2. a) Khi vật chạm đất thì My cũng chạm đất nên thời gian của chuyển động ném ngang bằng thời gian rơi tự do.
2.80
10
= 4 (s)
Quãng đường vật bay được theo phương ngang - Tầm ném xa được tính theo L = Xmax = v0,t = 20.4 = 80 (m).
b) Phương trình quỹ đạo của vật là biểu thức liên hệ giữa tọa độ y và tọa độ X
Từ X = v„.t => t = —, thay vào biểu thức y = ệ t2 được phương
X2 = 737 X2 (m) 80
, ; , „ _ ,	 g 2	10
trình quỹ đạo y = .X = ——
2v2	2.20
Đồ thị của phương trình này chính là quỹ đạo chuyển động của vật ném ngang - nó có dạng một nửa đường parabol
C3. Khi gõ búa thì hai bi cùng chuyến động từ cùng một độ cao.
Bi A bị ném ngang, bi B rơi tự do.
Thí nghiệm xác nhận thời gian ném ngang bằng thời gian rơi tự do.
Câu hỏi và bài tập
Thích hợp nhất là chọn như SGK:
Cách phân tích: Trang 85 SGK
Trang 86 Sách giáo khoa
Trang 86 - 87 - SGK
c. Cả hai vật xuống đất một lúc.
Gốc o là điểm ném ra.
Ox theo V
Oy thẳng đứng, hướng xuống.
Hì.tt/i. 15.2
Bom là vật bị ném ngang với vận tốc '1
4
v„ = V.MII = 720 (km/h)'= 200(m/s>	5
Từ dộ cao h = 10km = 10'ni ta có:
Tầm ném xa của bom:
L = Vu.lẸ = 200.1—= 8944 ím)
h \ 10
Phương trình quỹ đạo của bom:
y = X- = 0,125x“ (km)
6. c. 0.5 s (t =
2.1,25
= 0,5 (s).
7. B. 3
(v„ =
1,50
0,50
= 3 (m/sứ.
2v;