Người ta bắn một viên bi với vận tốc ban đầu 4 m/s theo phương xiên 450 so với phương nằm ngang. Coi sức cản của không khí là không đáng kể.
1. Tính vận tốc của viên bi theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng tại các thời điểm: bắt đầu bắn, sau 0,1 s và sau 0,2 s.
2.
a) Viên bi đạt tầm cao H vào lúc nào?
b) Tính tầm cao H.
c) Gia tốc của viên bi ở tầm cao H có giá trị bằng bao nhiêu?
3.
a) Vận tốc của viên bi có độ lớn cực tiểu ở vị trí nào?
b) Viên bi có vận tốc cực tiểu vào thời điểm nào?
4.
a) Khi nào thì viên bi chạm sàn?
b) Xác định vận tốc của viên bi khi chạm sàn.
c) Xác định tầm xa L của viên bi.
1.
+ Vận tốc ban đầu của vật tính theo phương ngang: \({v_{0x}} = {v_0}.\cos \alpha \)
+ Vận tốc ban đầu của vật tính theo phương thẳng đứng: \({v_{0y}} = {v_0}.\sin \alpha \)
+ Vận tốc theo phương ngang không thay đổi
+ Vận tốc của vật theo phương thẳng đứng sau thời gian t: \({v_y} = {v_{0y}} - gt\)
2.
+ Biểu thức tính tầm cao H: \(H = \frac{{v_{0y}^2}}{{2.g}}\)
+ Thời gian vật đạt tầm cao H: \(t = \frac{{{v_{0y}}}}{g}\)
+ Gia tốc của viên bi ở tầm cao H: a = g
3.
Vận tốc của viên bi có độ lớn cực tiểu ở vị trí tầm cao H
4.
+ Thời gian vật rơi xuống đất: \(t = \frac{{2.{v_{0y}}}}{g}\)
+ Vận tốc của viên bi khi chạm sàn: \(v_y^2 = v_{0y}^2 + 2gh\)
+ Tầm xa L: \(L = \frac{{v_0^2.{{\sin }^2}2\alpha }}{g}\)
1.
+ Vận tốc ban đầu của viên bi theo phương ngang: \({v_{0x}} = {v_0}.\cos \alpha = 4.\cos {45^0} = 2\sqrt 2 (m/s)\)
+ Vận tốc ban đầu của viên bi theo phương thẳng đứng: \({v_{0y}} = {v_0}.\sin \alpha = 4.\sin {45^0} = 2\sqrt 2 (m/s)\)
+ Vận tốc của viên bi theo phương ngang sau 0,1 s và sau 0, 2 s là \({v_{0x}} = 2\sqrt 2 m/s\)
+ Vận tốc của viên bi theo phương thẳng đứng sau 0,1 s là: \({v_y} = {v_{0y}} - gt = 2\sqrt 2 - 9,8.0,1 \approx 1,85(m/s)\)
+ Vận tốc của viên bi theo phương thẳng đứng sau 0,2 s là:
\({v_y} = {v_{0y}} - gt = 2\sqrt 2 - 9,8.0,2 \approx 0,87(m/s)\)
2.
a) Thời gian viên bi đạt tầm cao H: \(t = \frac{{{v_{0y}}}}{g} = \frac{{2\sqrt 2 }}{{9,8}} \approx 0,29(s)\)
b) Tầm cao H là: \(H = \frac{{v_{0y}^2}}{{2.g}} = \frac{{{{(2\sqrt 2 )}^2}}}{{2.9,8}} \approx 0,4(m)\)
c) Gia tốc của viên bi ở tầm cao H là: a = g = 9,8 (m/s2 )
3.
a) Vận tốc của viên bi có độ lớn cực tiểu ở vị trí tầm cao H = 0,4 m
b) Viên vi có vận tốc cực tiểu vào thời gian: t = 0,29 s
4.
a) Thời gian viên bi chạm mặt sàn là: \(t = \frac{{2.{v_{0y}}}}{g} = \frac{{2.2\sqrt 2 }}{{9,8}} \approx 0,58(s)\)
b) Vận tốc của viên bi khi chạm đất là:
\(\begin{array}{l}v_y^2 = v_{0y}^2 + 2gh\\ \Rightarrow {v_y} = \sqrt {v_{0y}^2 + 2gh} = \sqrt {{{(2\sqrt 2 )}^2} + 2.9,8.0,4} \approx 4(m/s)\end{array}\)
c) Tầm xa của viên bi là:
\(L = \frac{{v_0^2.{{\sin }^2}2\alpha }}{g} = \frac{{{{(4)}^2}.{{\sin }^2}{{90}^0}}}{{9,8}} \approx 1,63(m)\)
Các bài tập cùng chuyên đề
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 vx = v0.
1. Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra những kết luận 1 và 2.
2. Dùng thước kẻ giữ ba viên bi (sắt, thủy tinh và gỗ) trên một tấm thủy tinh đặt nghiêng trên mặt bàn rồi nâng thước lên (Hình 12.5). Hãy dự đoán tầm xa của ba viên bi và làm thí nghiệm kiểm tra.
1. Nếu đồng thời ném hai quả bóng giống nhau với những vận tốc bằng nhau theo phương nằm ngang từ hai độ cao h1 và h2 khác nhau (h1 < h2) thì:
a) Quả bóng ném ở độ cao nào chạm đất trước?
b) Quả bóng ném ở độ cao nào có tầm xa lớn hơn?
2. Một máy bay chở hàng đang bay ngang ở độ cao 490 m với vận tốc 100 m/s thì thả một gói hàng cứu trợ xuống một làng đang bị lũ lụt. Lấy g = 9,8 m/s2 và bỏ qua sức cản của không khí.
a) Sau bao lâu thì gói hàng chạm đất?
b) Tầm xa của gói hàng là bao nhiêu?
c) Xác định vận tốc của gói hàng khi chạm đất.
Chuyển động ném là một chuyển động thường gặp trong cuộc sống như: máy bay trực thăng thr những thùng hàng cứu trợ (Hình 9.1a), vận động viên đẩy tạ (Hình 9.1b). Trong cả hai trường hợp, vật đều được ném từ một độ cao h so với mặt đất và có vận tốc đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) hợp với phương ngang một góc α ( 0 ≤ α ≤ 900 ). Để thùng hàng rơi trúng vị trí cần thiết, quả tạ bay đi được quãng đường xa nhất, cần phải có những điều kiện gì?
Quan sát kết quả thí nghiệm trong Hình 9.2 và nhận xét về chuyển động của hai viên bi.
Lập luận để rút ra các phương trình mô tả quỹ đạo chuyển động, thời gian rơi và tầm xa của vật được ném ngang.
Phân biệt phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo
Từ một vách đá cao 10 m so với mặt nước biển, một bạn ném ngang một hòn đá nhỏ với tốc độ 5 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí và lấy g = 9,81 m/s2 .
a) Lập các phương trình chuyển động của hòn đá.
b) Xác định tọa độ của hòn đá sau 1 giây.
c) Xác định vị trí và tốc độ của hòn đá ngay trước khi hòn đá chạm mặt nước biển.
Dựa vào kinh nghiệm trong đời sống và các phương trình chuyển động ném ngang, em hãy nêu những yếu tố ảnh hưởng đến tầm xa. Từ đó, phân tích cách thức tăng tầm xa khi ném ngang một vật.
Bi A có khối lượng lớn gấp 4 lần bi B. Tại cùng một lúc và ở cùng một độ cao, bi A được thả rơi còn bi B được ném theo phương nằm ngang. Nếu coi sức cản của không khí là không đáng kể thì
A. bi A rơi chạm đất trước bi B.
B. bi A rơi chạm đất sau bi B.
C. cả hai bi đều rơi chạm đất cùng một lúc với vận tốc bằng nhau.
D. cả hai bi đều rơi chạm đất cùng một lúc với vận tốc khác nhau.
Một quả bóng đặt trên mặt bàn được truyền một vận tốc theo phương nằm ngang. Hình nào dưới đây mô tả đúng quỹ đạo của quả bóng khi rời khỏi mặt bàn?
Một vật được ném từ độ cao H với vận tốc ban đầu v0 theo phương nằm ngang. Nếu bỏ qua sức cản của không khí thì tầm xa L
A. tăng 4 lần khi v0 tăng 2 lần.
B. tăng 2 lần khi H tăng 2 lần.
C. giảm 2 lần khi H giảm 4 lần.
D. giảm 2 lần khi v0 giảm 4 lần.
Một viên đạn được bán theo phương nằm ngang từ một khẩu súng đặt ở độ cao 45,0 m so với mặt đất. Vận tốc của viên đạn khi vừa ra khỏi nòng súng có độ lớn là 250 m/s. Lấy g = 9,8 m/s.
a) Sau bao lâu thì viên đạn chạm đất?
b) Viên đạn rơi xuống đất cách điểm bắn theo phương nằm ngang bao
nhiêu mét?
c) Ngay trước khi chạm đất, vận tốc của viên đạn có độ lớn bằng bao nhiêu?
Một vật được ném theo phương nằm ngang từ độ cao 4,9 m, có tầm xa trên mặt đất L= 5 m. Lấy g= 9,8 m/s2
a) Tính vận tốc ban đầu.
b) Viết phương trình chuyển động và vẽ đồ thị độ dịch chuyền – thời gian.
c) Xác định vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất.
Một máy bay đang bay theo phương nằm ngang ở độ cao 100 m với vận tốc 720 km/h. Muốn thả một vật trúng mục tiêu trên mặt đất thì phải thả khi máy bay còn cách mục tiêu theo phương nằm ngang là bao nhiêu mét?
Một cầu thủ bóng rổ cao 2m đứng cách xa rổ 10 m theo phương nằm ngang để tập ném bóng vào rổ. Biết miệng rổ ở độ cao 3,05 m. Hỏi người đó phải ném bóng từ độ cao ngang đầu với vận tốc theo phương 45° có độ lớn bằng bao nhiêu đề bóng rơi vào rổ? Lấy g= 9,8 m/s.
Vật A có khối lượng gấp hai lần vật B. Ném hai vật theo phương ngang với cùng tốc độ đầu ở cùng một vị trí. Nếu bỏ qua mọi lực cản thì
A. vị trí chạm đất của vật A xa hơn vị trí chạm đất của vật B.
B. vị trí chạm đất của vật B xa hơn vị trí chạm đất của vật A.
C. vật A và vật B rơi cùng vị trí.
D. chưa đủ dữ kiện để đưa ra kết luận về vị trí của hai vật.
Chọn từ/cụm từ thích hợp trong bảng dưới đây để điền vào chỗ trống.
|
rơi tự do |
parabol |
thẳng đứng |
ngang |
bằng nhau |
độ |
|
vận tốc |
khác nhau |
ném thẳng đứng |
thẳng đều |
đường thẳng |
nằm ngang |
- Đối với vật chuyển động ném ngang: Chuyển động của vật trên phương ngang là chuyển động (1) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được những đoạn đường (2) … Chuyển động của vật trên phương thẳng đứng là chuyển động (3) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được những đoạn đường (4) … Qũy đạo chuyển động của vật ném ngang là một nhánh của đường (5) ….
- Đối với chuyển động ném xiên: Chuyển động của vật trên phương ngang là (6) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được đoạn đường (7) … Chuyển động của vật trên phương thẳng đứng là chuyển động (8) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được những đoạn đường (9) … Qũy đạo chuyển động của vật ném xiên có dạng (10) … Vật đạt độ cao cực đại khi (11) … trên phương (12) … bằng không.
Trong tiết học Vật lí, ba bạn Mi, Hiếu và Đức tranh luận về thời gian rơi của vật chuyển động ném ngang so với vật thả rơi tự do khi ở cùng một độ cao và bỏ qua mọi lực cản. Bạn Mi cho rằng: “Khi ném một vật theo phương ngang thì vật sẽ chuyển động lâu hơn so với việc thả vật rơi tự do vì khi ném ngang, vật sẽ đi quãng đường dài hơn”. Bạn Hiếu lại có ý kiến khác: “Thời gian rơi của hai vật là bằng nhau vì trong cả hai trường hợp, tính chất chuyển động của vật theo phương thẳng đứng là như nhau”. Còn bạn Đức thì cho rằng: “Thời gian rơi khi vật chuyển động ném ngang còn phụ thuộc vào vận tốc ban đầu nên không thể kết luận về thời gian rơi trong hai trường hợp”. Theo em, bạn nào đã đưa ra ý kiến đúng?
A. Bạn Mi. B. Bạn Hiếu.
C. Bạn Hiếu. D. Cả ba bạn đều không chính xác.
Một diễn viên đóng thế phải thực hiện một pha hành động khi điều khiển chiếc mô tô nhảy khỏi vách đá cao 50 m. Xe máy phải rời khỏi vách đá với tốc độ bao nhiêu để tiếp đất tại vị trí cách chân vách đá 90 m. Lấy g = 9,8 m/s2, bỏ qua lực cản không khí và xem chuyển động của mô tô khi rời vách đá là chuyển động ném ngang.
A. v0 = 11,7 m/s. B. v0 = 28,2 m/s.
C. v0 = 56,3 m/s. D. v0 = 23,3 m/s.
Một vận động viên sút một quả bóng bầu dục ba lần theo các quỹ đạo a, b và c như Hình 9.1. Qũy đạo nào tương ứng với thời gian chuyển động trong không khí của quả bóng là lâu nhất nếu bỏ qua mọi lực cản?
A. (a). B. (b).
C. (c). D. Cả ba trường hợp có thời gian chuyển động như nhau.
Khi phân tích chuyển động ném ngang của một vật trong trường hợp bỏ qua mọi lực cản, tính chất chuyển động của vật như nào theo phương thẳng đứng?
Trong chuyển động ném ngang, độ lớn vecto vận tốc của vật khi chạm đất lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng với vecto vận tốc ban đầu? Tại sao?
Quỹ đạo chuyển động của vật ném ngang là một
Ném một vật nhỏ theo phương ngang với vận tốc ban đầu là 12,5 m/s, từ độ cao h0 = 45 m. Lấy g = 10 m/s2. Coi sức cản không khí không đáng kể. Tầm bay xa của vật là bao nhiêu mét?
Một cầu thủ bóng đá thực hiện cú ném biên với vận tốc ban đầu là 10 m/s ở độ cao 2 m so với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s2, bỏ qua lực cản của không khí, khoảng cách mà quả bóng sẽ rơi xuống đất theo phương ngang tính từ vị trí ném là
Một vật được ném ngang từ độ cao \(h = 20\,{\rm{m,}}\) với vận tốc ban đầu \({v_0} = 20\,{\rm{m/s}}{\rm{.}}\) Bỏ qua mọi lực cản. Lấy \(g = 10\,{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}.\)Vận tốc vật khi chạm đất bằng bao nhiêu m/s? (Kết quả lấy đến số thập phân thứ nhất sau dấu phẩy)
