Giải Vật Lý 10 Bài 15. Bài toán về chuyển động ném ngang
hạt nước bay ra ngoài theo các lỗ thủng nhỏ của thùng quay. Bài 15. BÀI TOÁN CHUYEN động ném ngang A. KIẾN THỨC CẦN NAM vững 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 khí. Chọn hệ tọa độ xOy có gốc tại o, trục hoành Ox hướng theo vectơ vận tqc V,) trục tung Oy hướng theo vectơ trọng lượng P như hình 15. Phân tích chuyển động cúa vật trên các trục Ox và Oy, ta thu được các kết quả sau: + Theo trục Ox: Mx chuyển động thẳng đều. + Theo trục Oy: My chuyến động như một vật rơi tự do. + Phương trình quỹ đạo: y = —Ụ X2 2v0 + Vận tốc của vật tại thời điểm t: V = ựv2 + V2 = Ựvq + g2t2 Vectơ vận tốc luôn có phương trùng với phương tiếp tuyến của quỹ đạo tại điểm đang xét. Góc lệch của vectơ vận tốc so với phương ngang . V crfc tại thời điêrn t được xác định bởi công thức: tg0 = —h = — vx v0 + Thời gian chuyển động (từ lúc ném đến lúc chạm đất): t = + Tầm xa (L) tính theo phương ngang: L - Xmax = B. TRẢ LỜI CÂU HỎI Cl. Hãy áp dụng định luật II Newton theo mỗi trục tọa độ để tìm các gia tốc ax, ay của hai chuyển động thành phần. Kết hợp với điều kiện ban đầu về vận tốc (vOx, vOy), hãy xác định tính chất mỗi chuyến động thành phần. Tra lời Các phương trình của chuyến động thành phần theo trục Ox là: ax = 0; vx = v0; X = vot Các phương trình của chuyến động thành phần theo trục Oy là: ay = g; Vv = gt; y = - gt2 Chuyển động theo phương Ox là chuyển động đều. Chuyến động theo phương Oy là chuyến động nhanh dần đều. C2. Một vật được ném ngang ở độ cao h = 80m, với vận tốc ban đầu Vo = 20m/s. Lây g - 10m/s2. Tính thời gian chuyến động và tầm bay xa của vật. Lập phương trình quỹ đạo của vật. Trả lời Thời gian chuyển động của vật là: 2.80 _ A r.A ——- = 4 (s) Tầm bay xa cúa vật là: L = vot = 20.4 = 80 (m) Phương trình quỹ đạo của vật: đất cùng một lúc. Suy ra: y = -g-y 2 vj Thay số ta có: y = — X2. 80 C3. Thí nghiệm đã xác nhận điều gì? Hĩnh bèn: Bi B được thanh thép đàn hồi ép vào vật dỡ. Khi dùng búa đập vào thanh thép, thanh thép gạt bi A rời khỏi vật đỡ, đồng thời không ép vào bi B nữa làm bi B rơi. Trả lời Thí nghiệm xác định thời gian rơi tự do thời gian ném ngang có bằng nhau hay không nếu cùng một độ cao ném vật và thả vật. GIẢI BÀI TẬP Bi A có khôi lượng 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 cán của không khí. Hãy cho biết câu nào dưới đây đúng? A chạm đát trước. A chạm đất sau. Cả hai chạm đất cùng một lúc. D. Chưa đủ thông tin để trả lời. Giả Thời gian rơi và bay cua hai hòn bi là t = /2h" V g nên cả hai chạm Vậy chọn đáp án c. Một máy bay theo phương ngang ở độ cao 10km với tốc độ 720km/h. Viên phi công phải thả quả bom từ xa cách mục tiêu (theo phương ngang) bao nhiêu đê’ quả bom rơi trúng mục tiêu? (g = 10m/s2). Vẽ một cách gần đúng dạng quỹ đạo của quả bom. Giải Thời gian rơi của quả bom từ lúc thả cho đến khi đến mục tiêu là: t = 2.1 o4 -222 = 44,72 (s) 10 Phải thả bom cách mục tiêu là: L = vot = 200.44,72 = 8944 (m) Quỹ đạo của quả bom bay là một hình parapol: y = X 0 1 2 y 0 1,25.10'4 5.10'4 sau: 2 < Suy ra: y = l,25.10“4.x2, ta có bảng 3. Một hòn bi lăn dọc theo một cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật nằm ngang cao h = l,25m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn L = l,5m (theo phương ngang). Lấy g = 10m/s2. Hỏi thời gian rơi của bi. A. 0,35s. B. 0,125s. c. 0,5s. Giải Thời gian rơi của viên bi từ mặt bàn xuống đất là: D. 0,25s t = 2.1,25 —2-2— = 0,5 (s) 10 Vậy chọn đáp án c. 4. Với các số liệu của bài 3 trên, hỏi tốc độ của viên bi khi rơi khỏi bàn? A. 4,28m/s. B. 3m/s. Giải c. 12m/s. D. 6m/s. Theo công thức độ bay xa ta có: Vận tốc của viên bi khi rời khỏi bàn là: Vo = = 3 (m/s) Vậy chọn đáp án B.