Bài 10. Sự rơi tự do trang 44, 45, 46 Vật Lí 10 Kết nối tri thức


Các thí nghiệm (TN) sau đây sẽ giúp chúng ta kiểm tra dự đoán của mình về sự rơi trong không khí. Trong TN 1, tại sao quả bóng rơi nhanh hơn chiếc lá. Trong TN 2, hai tờ giấy giống nhau, nặng như nhau, tại sao tờ giấy vo tròn lại rơi nhanh hơn. Trong TN 3, trọng lượng bi sắt lớn hơn bi thủy tinh, tại sao hai viên bi rơi nhanh như nhau. Theo em, nếu loại bỏ được sức cản của không khí, các vật sẽ rơi như thế nào. Trong các chuyển động sau, chuyển động nào được coi là rơi tự do. Tại sao. Hãy thực

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

Câu hỏi tr 44

1. Hoạt động

Các thí nghiệm (TN) sau đây sẽ giúp chúng ta kiểm tra dự đoán của mình về sự rơi trong không khí.

TN 1: Thả rơi một quả bóng và một chiếc lá.

TN 2: Thả rơi tờ giấy giống nhau, nhưng một tờ được vo tròn, một tờ để nguyên.

TN 3: Thả rơi hai viên bi có cùng kích thước, một bằng sắt và một bằng thủy tinh.

Từ những thí nghiệm trên, rút ra nhận xét về sự rơi trong không khí.

 Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm và rút ra kết luận

Lời giải chi tiết:

Các thí nghiệm trên cho thấy sự rơi nhanh hay chậm của vật phụ thuộc vào độ lớn của lực cản không khí tác dụng lên vật. Lực cản càng nhỏ so với trọng lực tác dụng lên vật thì vật sẽ rơi càng nhanh và ngược lại.

2. Câu hỏi

Theo em, nếu loại bỏ được sức cản của không khí, các vật sẽ rơi như thế nào?

Phương pháp giải:

Dựa vào thí nghiệm về sự rơi tự do của nhà bác học Newton

Lời giải chi tiết:

Nhà bác học Newton đã làm thí nghiệm cho viên bi chì và lông chim rơi trong ống hút chân không, kết quả là hai vật rơi nhanh như nhau.

Vì vậy, nếu loại bỏ được sức cản của không khí, các vật sẽ rơi nhanh như nhau.

3. Câu hỏi

Câu 1. Trong TN 1, tại sao quả bóng rơi nhanh hơn chiếc lá?

Phương pháp giải:

Sự rơi nhanh hay chậm của vật phụ thuộc vào độ lớn của lực cản không  khí tác dụng lên vật. Lực cản càng nhỏ so với trọng lực tác dụng lên vật thì vật sẽ rơi càng nhanh và ngược lại

Lời giải chi tiết:

Trong TN 1, ta thấy quả bóng có lực cản nhỏ hơn trọng lực của quả bóng, còn chiếc lá có lực cản lớn hơn rất nhiều so với trọng lực của chiếc lá, nên quả bóng rơi xuống trước chiếc lá

Câu 2. Trong TN 2, hai tờ giấy giống  nhau, nặng như nhau, tại sao tờ giấy vo tròn lại rơi nhanh hơn?

Phương pháp giải:

Sự rơi nhanh hay chậm của vật phụ thuộc vào độ lớn của lực cản không  khí tác dụng lên vật. Lực cản càng nhỏ so với trọng lực tác dụng lên vật thì vật sẽ rơi càng nhanh và ngược lại

Lời giải chi tiết:

Trong TN 2, hai tờ giấy có khối lượng như nhau, như tờ giấy vo tròn có lực cản không khí ít hơn tờ giấy không vo tròn nên tờ giấy vo tròn rơi xuống trước tờ giấy không vo tròn

Câu 3. Trong TN 3, trọng lượng bi sắt lớn hơn bi thủy tinh, tại sao hai viên bi rơi nhanh như nhau?

Phương pháp giải:

Sự rơi nhanh hay chậm của vật phụ thuộc vào độ lớn của lực cản không  khí tác dụng lên vật. Lực cản càng nhỏ so với trọng lực tác dụng lên vật thì vật sẽ rơi càng nhanh và ngược lại

Lời giải chi tiết:

Hai viên bi có cùng kích thước nên lực cản không khí so với trọng lực của hai viên bi bằng nhau nên hai viên bi rơi nhanh như nhau.

Câu hỏi tr 45

1. Câu hỏi

Trong các chuyển động sau, chuyển động nào được coi là rơi tự do? Tại sao?

A. Chiếc lá đang rơi

B. Hạt bụi chuyển động trong không khí

C. Quả tạ rơi trong không khí

D. Vận động viên đang nhảy dù

 Phương pháp giải:

Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực

Nếu vật rơi trong không khí mà độ lớn của lực cản không khí không đáng kể so với trọng lượng của vật thì cũng coi là rơi tự do.

Lời giải chi tiết:

Trong câu A, lực cản không khí và trọng lượng chiếc lá gần như nhau nên chiếc lá đang rơi không được coi là rơi tự do.

Trong câu B, ta thấy lực cản không khí lớn hơn rất nhiều so với trọng lượng của hạt bụi, nên hạt bụi chuyển động trong không khí không được coi là rơi tự do

Trong câu D, vận động viên đang nhảy dù có trọng lượng gần bằng lực cản không khí nên vận động viên đang nhảy dù không được coi là sự rơi tự do

Trong câu C, quả tạ có trọng lượng lớn hơn rất nhiều so với lực cản không khí nên quả tạ rơi trong không khí được coi là sự rơi tự do.

Chọn C.

 2. Hoạt động

Câu 1. Hãy thực hiện thí nghiệm (Hình 10.2) để kiểm tra dự đoán về phương và chiều của sự rơi tự do.

 Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm.

Lời giải chi tiết:

Học sinh tự thực hiện thí nghiệm

Phương và chiều của sự rơi tự do:

+ Phương: thẳng đứng

+ Chiều: từ trên xuống dưới

Câu 2. Dựa vào đặc điểm về phương của sự tự do, hãy tìm cách kiểm tra bề mặt của bức tường trong lớp học có phải là mặt phẳng thẳng đứng không.

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm.

Lời giải chi tiết:

Để kiểm tra bề mặt của bức tường trong lớp học, chúng ta có thể lấy bất kì một vật nào đó, thả rơi vật đó từ một độ cao bất kì của bức tường, nếu vật đó rơi theo phương thẳng đứng thì bề mặt bức tường là mặt phẳng thẳng đứng, còn vật rơi không theo phương thẳng đứng thì bề mặt của bức tường không phẳng

Câu 3. Hãy nghĩ cách dùng êke tam giác vuông cân và dây dọi để kiểm tra xem sàn lớp mình có phẳng hay không.

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm.

Lời giải chi tiết:

Dùng dây dọi để kiểm tra bức tường có phẳng hay không

Đặt êke ở góc vuông của mặt sàn với bức tường, do bề mặt bức tường là mặt phẳng thẳng đứng nên nếu để được êke ở góc vuông đó thì mặt sàn phẳng, nếu không để được thì mặt sàn không phẳng.

3. Câu hỏi

Hãy căn cứ vào số liệu trong bảng 10.1 để:

Câu 1. Chứng tỏ chuyển động rơi tự do là nhanh dần đều.

Phương pháp giải:

+ Chuyển động nhanh dần đều là chuyển động trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường vật rơi càng nhiều

+ Biểu thức tính gia tốc trong rơi tự do: \(a = \frac{{2s}}{{{t^2}}}\)

Lời giải chi tiết:

Dựa vào bảng 10.1, ta thấy rằng

+ Trong 0,1 s đầu tiên, vật đi được quãng đường là 0,049 m

+ Trong 0,1 s tiếp theo, vật đi được quãng đường là 0,197 – 0,049 = 0,148 m

+ Từ 0,2 s đến 0,3 s, vật đi được quãng đường là 0,441 – 0,197 = 0,244 m

+ Từ 0,3 s đến 0,4 s, vật đi được quãng đường là 0,785 – 0,441 = 0,344 m

+ Từ 0,4 s đến 0,5 s, vật ssi được quãng đường là 1,227 – 0,785 = 0,442 m

Thông qua các số liệu trên, ta thấy cùng trong một khoảng thời gian, quãng đường vật rơi được càng dài, chứng tỏ vật rơi tự do

Câu 2. Tính gia tốc của chuyển động rơi tự do.

Phương pháp giải:

+ Chuyển động nhanh dần đều là chuyển động trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường vật rơi càng nhiều

+ Biểu thức tính gia tốc trong rơi tự do: \(a = \frac{{2s}}{{{t^2}}}\)

Lời giải chi tiết:

Gia tốc của chuyển động rơi tự do

\(a = \frac{{2s}}{{{t^2}}} = \frac{{2.0.049}}{{0,{1^2}}} = 9,8(m/{s^2})\)

Câu hỏi tr 46

1. Câu hỏi

Câu 1. Tại sao độ dịch chuyển và quãng đường đi được trong sự rơi tự do có cùng độ lớn?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết trong bài 8.

Lời giải chi tiết:

Độ dịch chuyển và quãng đường đi được trong sự rơi tự do có cùng độ lớn vì rơi tự do là chuyển động thẳng, không đổi chiều chuyển động

Câu 2. Hãy nêu cách đo gần đúng độ sâu của một cái giếng mỏ cạn. Coi vận tốc truyền âm trong không khí là không đổi và đã biết.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết trong bài 8.

Lời giải chi tiết:

Thả một hòn sỏi xuống giếng, dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian rơi của hòn sỏi

+ Bước 1: Thả hòn sỏi rơi xuống giếng và bắt đầu bấm đồng hồ

+ Bước 2: Khi nghe thấy tiếng hòn sỏi rơi xuống đáy thì kết thúc, cho đồng hồ dừng lại

Thời gian rơi của hòn sỏi bằng thời gian rơi của hòn sỏi từ miệng giếng xuống đấy giếng cộng với thời gian hòn sỏi vọng từ đáy giếng đến tai ta

+ Gọi giếng sâu có chiều dài s (m)

+ Thời gian rơi của hòn sỏi từ miệng giếng xuống đáy giếng: \({t_1} = \sqrt {\frac{{2.s}}{g}} \)

+ Thời gian hòn sỏi vọng từ đáy giếng lên đến tai: \({t_2} = \frac{s}{v}\)

+ \(t = {t_1} + {t_2}\), ta đã đo được t, lấy g = 10 m/s2, v đã cho, từ đây ta sẽ tính được độ sâu của giếng.

2. Bài tập vận dụng

Một người thả rơi một hòn bi từ trên cao xuống đất và đo được thời gian rơi là 3,1 s. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 9,8 m/s.

a) Tính độ cao của nơi thả hòn bi so với mặt đất và vận tốc lúc chạm đất.

b) Tính quãng đường rơi được trong 0,5 s cuối trước khi chạm đất.

 Phương pháp giải:

+ Biểu thức tính độ cao của vật: \(h = \frac{1}{2}g{t^2}\)

+ Vận tốc vật chạm đất: v = g.t

+ Quãng đường vật đi được trong n giây cuối: \({S_n} = S - {S_{t - n}}\)

Lời giải chi tiết:

a) Độ cao của nơi thả hòn bi so với mặt đất là: \(h = \frac{1}{2}g{t^2} = \frac{1}{2}.9,8.3,{1^2} = 47,089(m)\)

Vận tốc vật lúc chạm đất là: v = g.t = 9,8.3,1 = 30,38 (m/s)

b) Quãng đường vật rơi trong 3,1 – 0,5 = 2,6 s đầu là: \({S_{2,6}} = \frac{1}{2}.9,8.2,{6^2} = 33,124(m)\)

=> Quãng đường vật rơi được trong 0,5 s cuối là: 47,089 – 33,124 = 13,965 (m)

 


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu
  • Bài 11. Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do trang 47, 48 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Thảo luận về phương án thí nghiệm dựa trên hoạt động sau: Thả trụ thép rơi qua cổng quang điện trên mảng đứng và trả lời câu hỏi. Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của phép đo gia tốc rơi tự do. Tại sao lại dùng trụ thép làm vật rơi trong thí nghiệm? Có thể dùng viên bi thép được không. Giải thích tại sao. Vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2 trên hệ tọa độ (s – t2). Nhận xét chung về dạng của đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2 rồi rút ra kết l

  • Bài 12. Chuyển động ném trang 49, 50, 51, 52, 53, 54 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Hai viên bi có chạm đất một lúc không. Hãy nhận xét về sự thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng của hai viên bi sau những khoảng thời gian bằng nhau. Hãy quan sát ảnh chụp hoạt nghiệm ở Hình 12.2 để chứng tỏ chuyển động thành phần theo phương nằm ngang là chuyển động thẳng đều với vận tốc. Hãy đè xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra những kết luận 2 và 3. . Dùng thước kẻ giữ ba viên bi (sắt, thủy tinh và gỗ) trên một tấm thủy tinh đặt nghiêng. Nếu đồng thời ném hai quả bóng giống nhau với nhữn

  • Bài 9. Chuyển động thẳng biến đổi đều trang 40, 41, 42, 43 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Tính gia tốc của các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài. Các chuyển động trong hình vẽ ở đầu bài có phải là chuyển động thẳng biến đổi đều hay không. Từ các đồ thị trong hình 9.1. Hãy viết công thức về mối liên hệ giữa v với a và t của từng chuyển động ứng với từng đồ thị trong hình 9.1. Chuyển động nào là chuyển động nhanh dần đều, chậm dần đều. Hình 9.2 là đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động của một bạn đang đi trong siêu thị. Hãy dựa vào đồ thị để mô tả bằng lời chuyển động của bạn

  • Bài 8. Chuyển động biến đổi. Gia tốc trang 37, 38, 39 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động biến đổi trong cuộc sốngXác định độ biến thiên vận tốc sau 8 s của chuyển động trên. Xác định độ biến thiên của vận tốc sau mỗi giây của chuyển động trên trong 4 s đầu và trong 4 s cuối. Các đại lượng xác định được ở câu 2 cho ta biết điều gì về sự thay đổi vận tốc của chuyển động trên. Hãy chứng tỏ khi cùng chiều với (a.v>0) thì chuyển động là nhanh dần, khi ngược chiều với (a.v<0) thì chuyển động là chậm dần). Tính gia tốc của ô tô trên 4 đoạn đường tr

  • Bài 7. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trang 34, 35, 36 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Hãy tính quãng đường đi được, độ dịch chuyển, tốc độ, vận tốc của bạn A khi đi từ nhà đến trường và khi đi từ trường đến siêu thị (Hình 7.1). Coi chuyển động của bạn A là chuyển động đều và biết cứ 100 m bạn A đi hết 25 s. Hãy vẽ đồ thị dịch chuyển – thời gian trong chuyển động của bạn A nêu ở trên theo trình tự sau đây. Hình 7.2 là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của một người đang bơi trong một bể bơi dài 50 m. Đồ thị này cho biết những gì về chuyển động của người đó. Số liệu về độ dịch chuy

>> Xem thêm