SBT Vật lí 10 Cánh diều Bài 4:Chuyển động biến đổi

Nguyễn Lê Khánh Vy Ngày: 13-01-2023 Lớp 10

663

Toptailieu biên soạn và giới thiệu giải Sách bài tập Vật lí 10 trang 12,13,14,15,16,17 Bài 4: Chuyển động biến đổi sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm các bài tập từ đó nâng cao kiến thức và biết cách vận dụng phương pháp giải vào các bài tập trong SBT Vật lí 10 Bài 4.

SBT Vật lí 10 Cánh diều Bài 4:Chuyển động biến đổi

Bài 1.35 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Các công thức về chuyển động có thể được sử dụng cho

A. chỉ chuyển động theo đường thẳng.

B. chỉ chuyển động cong.

C. chuyển động theo đường tròn.

D. tất cả các dạng chuyển động.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Các công thức về chuyển động có thể được sử dụng cho chỉ chuyển động theo đường thẳng.

Bài 1.36 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Nếu vận tốc ban đầu của một vật bằng không thì quãng đường vật đi được trong thời gian t và gia tốc là 9,8 m/s2 sẽ là

A. 2,9t². B. 3t². C. 4t². D. 4,9t².

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Quãng đường: $s = \frac{1}{2} a t^{2} = 4, 9 t^{2}$

Bài 1.37 trang 12 sách bài tập Vật lí 10: Một quả bóng được ném xuống sàn và nảy lên theo phương hợp với phương ngang một góc nào đó. Sau đó, chuyển động theo phương ngang của quả bóng

A. chịu tác dụng của trọng lực.

B. không bị ảnh hưởng bởi trọng lực.

C. bị ảnh hưởng bởi trọng lượng.

D. chịu tác dụng của lực tiếp xúc với mặt sàn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Chuyển động theo phương ngang của quả bóng không chịu tác dụng của trọng lực, là chuyển động đều với vận tốc không đổi.

Bài 1.38 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Đạn sẽ đạt được tầm xa tối đa, nếu nó được bắn ở góc

A. 30⁰. B. 47⁰. C. 90⁰. D. 45⁰.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Tầm xa lớn nhất khi góc bắn có giá trị 45⁰.

Bài 1.39 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Cuối một cuộc chạy đua, một người chạy tăng tốc với gia tốc 0,3 m/s² trong 12 s để đạt tốc độ 6,6 m/s.

Tìm vận tốc của người chạy khi bắt đầu tăng tốc.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $v = v_{0} + a t \Rightarrow v_{0} = v - a t = 6, 6 - 0, 3.12 = 3 m / s$

Bài 1.40 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô khởi hành từ lúc đứng yên, đi được quãng đường 50 m trong thời gian 6,0 s

a. Tìm vận tốc cuối cùng của ô tô.

b. Độ lớn gia tốc của ô tô là bao nhiêu?

Lời giải:

Cách 1:

Từ công thức tính độ dịch chuyển, ta có:

$d = \frac{v_{0} + v}{2} . t \Rightarrow v = \frac{2. d}{t} - v_{0}$

Vận tốc cuối cùng của ô tô là

$v = \frac{2. d}{t} - v_{0} = \frac{2.50}{6} = 16, 67 m / s$

Cách 2:

Áp dụng công thức: $s = \frac{1}{2} a t^{2} \Leftrightarrow 50 = \frac{1}{2} a {.6}^{2} \Leftrightarrow a = 2, 778 m / s^{2}$

Vận tốc cuối cùng của ô tô: $v = v_{0} + a t = 0 + 2, 778.6 = 16, 67 m / s$

b. Độ lớn gia tốc của ô tô: $a = 2, 778 m / s^{2}$

Bài 1.41 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Một người đi xe đạp đang đi với vận tốc 5,6 m/s thì bắt đầu gia tốc 0,60 m/s² trong khoảng thời gian 4,0 s.

a. Tìm quãng đường người ấy đã đi trong khoảng thời gian này.

b. Tìm vận tốc cuối cùng sau khi tăng tốc.

Lời giải:

a. Quãng đường:s=v0t+12at2=5,6.4+12.0,6.42=27,2m

b. Vận tốc cuối cùng sau khi tăng tốc: $v = v_{0} + a t = 5, 6 + 0, 6.4 = 8 m / s$

Bài 1.42 trang 12 sách bài tập Vật lí 10:Một xe ô tô đang đi với tốc độ 22 m/s thì người lái xe nhận thấy biển báo hạn chế tốc độ ở phía trước. Anh ta giảm dần tốc độ của xe đến 14m/s. Trong quá trình giảm tốc độ, người đó đi được quãng đường 125 m.

a. Tìm gia tốc của xe.

b. Người lái xe đã mất bao lâu để thay đổi vận tốc?

Lời giải:

a. Áp dụng công thức: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \Leftrightarrow a = \frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2 s} = \frac{14^{2} - 22^{2}}{2.125} = - 1, 152 m / s^{2}$

b. Thời gian thay đổi vận tốc là

$t = \frac{v - v_{0}}{a} = \frac{14 - 22}{- 1, 152} = 6, 9 s$

Bài 1.43 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô đang đi trên đường thẳng với tốc độ không đổi 24 m/s. Ô tô này đã chạy quá tốc độ và vượt qua một cảnh sát giao thông đang ngồi trên một xe mô tô đứng yên. Người cảnh sát ngay lập tức đuổi theo ô tô với gia tốc 2,1 m/s². Kể từ thời điểm ô tô vượt qua xe cảnh sát:

a. Sau bao lâu thì xe cảnh sát đuổi kịp ô tô?

b. Các xe sẽ đi được quãng đường bao nhiêu mét trong thời gian đó?

Lời giải:

a. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của ô tô. Ô tô và người cảnh sát trong trường hợp này chuyển động cùng chiều dương.

Gọi thời gian từ thời điểm ô tô bắt đầu vượt đến thời điểm cảnh sát đuổi kịp ô tô là t.

Quãng đường ô tô đi được từ thời điểm bắt đầu vượt qua cảnh sát đến thời điểm gặp nhau được xác định là:

Quãng đường cảnh sát đuổi đến khi gặp ô tô là:

$s_{2} = \frac{1}{2} a t^{2} = \frac{1}{2} .2, 1. t^{2} = 1, 05 t^{2}$

Khi gặp nhau, quãng đường xe ô tô và cảnh sát đi được bằng nhau:

$s_{1} = s_{2} \Leftrightarrow 24 t = 1, 05 t^{2} \Leftrightarrow t = 22, 9 s$ (vì $t \neq 0$ )

b. Quãng đường đi được trong khoảng thời gian trên là:

$s = s_{1} = s_{2} = 24.22, 9 = 549, 6 m$

Bài 1.44 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một học sinh đang đứng ở chỗ đợi tàu trên sân của một nhà ga, nhận thấy rằng hai toa đầu tiên của một đoàn tàu đến vượt qua mình trong 2,0 giây và hai toa tiếp theo trong 2,4 giây. Tốc độ của đoàn tàu đang giảm đều; mỗi toa tàu dài 20 m. Khi tàu dừng thì học sinh đó đứng đối diện với toa cuối cùng. Đoàn tàu có bao nhiêu toa?

Lời giải:

Gọi vận tốc của tàu khi bắt đầu đi ngang qua học sinh là v₀.

Theo đề bài cho, tốc độ của đoàn tàu đang giảm đều $\Rightarrow$ tàu chuyển động chậm dần đều

Quãng đường 2 toa đầu tiên đi qua người là:

Quãng đường 4 toa đầu tiên đi qua người là: $s_{2} = v_{0} t_{2} + \frac{1}{2} a t_{2}^{2} = 80 (m)$ $s_{1} = v_{0} t_{1} + \frac{1}{2} a t_{1}^{2} = 40 (m)$

Với thời gian tương ứng là: $t_{1} = 2 s; t_{2} = 4, 4 s$

Từ đây ta giải hệ phương trình:

$(\begin{matrix} 40 = 2 v_{0} + 2 a \\ 80 = 4, 4 v_{0} + 9, 68 a \end{matrix})$

$\Rightarrow v_{0} = \frac{710}{33} m / s; a = - \frac{50}{33} m / s^{2}$

Khi tàu dừng lại, người quan sát ở đối diện với vị trí của toa tàu cách vị trí đầu tiên một đoạn:

$S = - \frac{v_{0}^{2}}{2 a} = - \frac{{(\frac{710}{33})}^{2}}{2 (- \frac{50}{33})} = 153 m$

Vậy đoàn tàu có 8 toa.

Bài 1.45 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một viên bi bay với tốc độ 25,0 m/s vuông góc với một bức tường và bật ngược lại với tốc độ 22,0 m/s. Nếu viên bi tiếp xúc với tường trong thời gian 3,50 ms thì gia tốc trung bình của nó trong khoảng thời gian này là bao nhiêu? Biết 1 ms = 10^-3 s.

Lời giải:

Chọn chiều dương hướng ra ngoài, vuông góc với tường.

Ta có công thức: $v = v_{0} + a t$

$\Rightarrow a = \frac{22, 0 - (- 25, 0)}{3, {5.10}^{- 3}} = 1, {34.10}^{4} m / s^{2}$

Bài 1.46 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô chuyển động chậm dần đều, trong 8,50 s đi được quãng đường 40,0 m với vận tốc cuối cùng là 2,80 m/s.

a. Tìm độ lớn vận tốc ban đầu của xe.

b. Tìm gia tốc của xe.

Lời giải:

a. Áp dụng công thức: $d = \frac{1}{2} (v + v_{0}) . t$

$\Rightarrow 40 = \frac{1}{2} (v_{0} + 2, 80) .8, 5$

b. Gia tốc: $a = \frac{2, 8 - 6, 61}{8, 50} = - 0, 448 m / s^{2}$

Bài 1.47 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô đang đi với tốc độ 25 m/s thì tăng tốc với gia tốc có giá trị 1,8 m/s². Sau bao lâu ô tô đạt đến tốc độ 31 m/s?

Lời giải:

Thời gian để ô tô đạt đến tốc độ 31 m/s là:

$t = \frac{v - v_{0}}{a} = \frac{31 - 25}{1, 8} = 3, 3 s$

Bài 1.48 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô tăng tốc độ từ 25 m/s lên 31 m/s với gia tốc không đổi là 1,8 m/s². Ô tô đi được bao xa khi đang tăng tốc?

Lời giải:

Quãng đường ô tô đi được khi đan tăng tốc là:

$s = \frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2. a} = \frac{31^{2} - 25^{2}}{2.1, 8} = 93, 3 m$

Bài 1.49 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Gia tốc trung bình của một vận động viên chạy nước rút từ khi xuất phát đến khi đạt tốc độ tối đa 9,0 m/s và 6,0 m/s². Người ấy tăng tốc trong bao lâu?

Lời giải:

Thời gian để vận động viên đạt tốc độ tối đa 9 m/s là:

$t = \frac{v - v_{0}}{a} = \frac{9 - 0}{6} = 1, 5 s$

Bài 1.50 trang 13 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô tăng tốc từ 5,0 m/s đến 20 m/s trong 6,0 s. Giả sử gia tốc đều, tính quãng đường ô tô đi được trong thời gian này.

Lời giải:

Quãng đường ô tô đi được trong thời gian trên là:

$s = \frac{1}{2} (v + v_{0}) . t = \frac{1}{2} . (20 + 5) .6 = 75 m$

Bài 1.51 trang 14 sách bài tập Vật lí 10:Một máy bay đạt vận tốc 110 m/s mới có thể cất cánh. Nếu chiều dài của đường băng là 2,4 km và máy bay tăng tốc đều từ điểm dừng ở một đầu đến khi rời mặt đất ở đầu kia thì gia tốc tối thiểu phải có để cất cánh là bao nhiêu?

Lời giải:

Gia tốc tối thiểu phải có để cất cánh là:

$a = \frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2. s} = \frac{110^{2} - 0^{2}}{2.2, 4.1000} = 2, 52 m / s^{2}$

Bài 1.52 trang 14 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô chuyển động trên đường thẳng. Đồ thị vận tốc – thời gian của nó được biểu diễn ở hình 1.7

(ảnh 2)

a. Tính độ lớn dịch chuyển tổng hợp từ t = 0 s đến t = 50 s.

b. Tính độ lớn độ dịch chuyển trong khoảng thời gian từ t = 10 s đến t = 40 s.

c. Tìm gia tốc của xe trong các khoảng thời gian: từ 0 s đến 15 s; từ 15 s đến 40 s và từ 40 s đến 50 s.

d. Viết biểu thức liên hệ thời gian và khoảng cách từ vị trí xuất phát đến vật cho mỗi giai đoạn của chuyển động: OA, AB và BC.

e. Tìm vận tốc trung bình của ô tô trong khoảng thời gian từ t = 0 s đến t = 50 s.

Lời giải:

a. Độ dịch chuyển từ t = 0 s đến t = 50 s bằng diện tích của phần bên dưới đồ thị v – t: $d_{0 - 50} = \frac{1}{2} . (50 + 50 - 15 - 10) .50 = 1875 m$

b. Độ dịch chuyển từ t = 10 s đến t = 40 s là:

$d_{10 - 40} = \frac{1}{2} (50 - 33) . (15 - 10) + 50. (40 - 15) = 1292, 5 m$

c. Gia tốc của xe trong khoảng $0 \leq t \leq 15 s$ là:

$a_{0 - 15} = \frac{50 - 0}{15} = 3, 3 m / s^{2}$

Gia tốc của xe trong khoảng $15 s \leq t \leq 40 s$ là

$a_{15 - 40} = 0$ (do xe chuyển động thẳng đều)

Gia tốc của xe trong khoảng $40 s \leq t \leq 50 s$ là:

$a_{40 - 50} = \frac{0 - 50}{50 - 40} = - 5, 0 m / s^{2}$

Gia tốc có độ lớn 5,0 m/s² và ngược chiều chuyển động.

d. Trong đoạn OA, $0 \leq t \leq 15 s$

$x_{O A} = 0 + \frac{1}{2} (a_{0 - 15} t^{2}) = \frac{1}{2} .3, 3. t^{2} = 1, 65 t^{2}$

Trong đoạn AB, $15 s \leq t \leq 40 s$

$x_{A B} = \frac{1}{2} (15 s) (50 m / s - 0) + (50 m / s) (t - 15 s)$

Trong đoạn BC, $40 \leq t \leq 50 s$

$x_{B C} = 375 m + 1250 m + \frac{1}{2} (a_{40 - 50}) {(t - 40 s)}^{2} + (50 m / s) (t - 40 s)$

$x_{B C} = 250. t - 2, 5 t^{2} - 4375$

e. Vận tốc trung bình: $v = \frac{1875}{50} = 37, 5 m / s$ .

Bài 1.53 trang 14 sách bài tập Vật lí 10:Cảnh sát giao thông có thể ước tính tốc độ của các xe ô tô liên quan đến vụ tai nạn bằng độ dài của vết trượt do lốp xe trượt và để lại trên mặt đường. Biết rằng độ giảm tốc tối đa mà ô tô có thể đạt được khi hãm phanh trên mặt đường bình thường là khoảng 9 m/s². Trong một vụ tai nạn, vết lốp được tìm thấy dài 125 m. Ước tính tốc độ của xe trước khi hãm phanh.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Khi ô tô hãm phanh thì gia tốc ngược hướng chuyển động nên a = - 9 m/s².

Áp dụng công thức: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \Leftrightarrow 0^{2} - v_{0}^{2} = 2. (- 9) .125 \Leftrightarrow v_{0} = 47, 4 m / s$

Vậy ước tính tốc độ của xe trước khi hãm phanh là 47,4 m/s.

Bài 1.54 trang 14 sách bài tập Vật lí 10:Một ô tô đang đi trên đường thẳng với tốc độ v thì trước mặt ô tô đột ngột xuất hiện một mối nguy hiểm. Trong khoảng thời gian từ khi mối nguy xuất hiện đến khi phanh hoạt động, ô tô chuyển động được quãng đường 29,3 m. Khi phanh hoạt động làm bánh xe ngừng quay, các bánh xe của ô tô để đạt vết trượt dài 12,8m trên đường, như minh họa trong hình 1.8.

(ảnh 1)

Người ta ước tính rằng trong quá trình trượt, ô tô giảm tốc với gia tốc có độ lớn là 0,85g, trong đó g là gia tốc rơi tự do.

a. Xác định:

- Tốc độ v của ô tô trước khi hãm phanh.

- Khoảng thời gian từ khi nguy hiểm xuất hiện đến khi phanh hoạt động.

b. Trên một con đường có giới hạn tốc độ cho phép là 60 km/h, sử dụng kết quả ở câu hỏi a) để thảo luận về việc tuân thủ quy định về tốc độ cho phép khi lái ô tô.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Khi xe hãm phanh thì gia tốc ngược chiều chuyển động nên có giá trị âm.

a. Áp dụng công thức cho quá trình xe trượt:

$v_{1}^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \Leftrightarrow 0^{2} - v^{2} = 2. (- 0, 85.9, 8) .12, 8 \Leftrightarrow v = 14, 6 m / s$

Khoảng thời gian kể từ khi xuất hiện đến khi phanh hoạt động:

$t = \frac{s}{v} = \frac{29, 3}{14, 6} \approx 2 s$

b. Đổi 60 km/h = 16,7 m/s

Tốc độ giới hạn cho phép có ý nghĩa cực kì quan trọng đối với sự an toàn khi tham gia giao thông. Nếu phương tiện vượt quá tốc độ giới hạn cho phép thì có thể xảy ra những hậu quả cực kì nghiêm trọng.

Bài 1.55 trang 15 sách bài tập Vật lí 10:Nếu một hạt mưa rơi từ độ cao 1 km, nó sẽ chạm đất với tốc độ nào nếu không có lực cản của không khí?

Lời giải:

Nếu không có lực cản của không khí thì hạt mưa có thể được coi như một vật rơi tự do.

Vận tốc chạm đất: $v = \sqrt{2 g h} = \sqrt{2.9, 8.1000} = 140 m / s$

Bài 1.56 trang 15 sách bài tập Vật lí 10:Một vận động viên ném một quả bóng theo phương thẳng đứng lên trên với tốc độ ban đầu là 18,0 m/s.

a. Quả bóng lên cao bao nhiêu?

b. Sau thời gian bao lâu nó trở về điểm ném?

Lời giải:

Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng.

Chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng khi được ném lên trên.

Gốc tọa độ tại vị trí ném.

a. Khi quả bóng lên đến độ cao cực đại thì vận tốc tại đó bằng 0.

Gia tốc trọng trường có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống

$\Rightarrow$ ngược chiều chuyển động của quả bóng khi ném lên

$\Rightarrow$ a = - g

Ta có: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \Leftrightarrow 0 - 18^{2} = 2. (- 9, 8) . s \Leftrightarrow s = 16, 5 m$

Quả bóng lên tới độ cao 16,5m so với vị trí ném.

b. Thời gian quả bóng trở về vị trí ném ban đầu bằng 2 lần thời gian bóng rơi từ độ cao 16,5 m xuống vị trí ném (thời gian rơi bằng thời gian vật rơi tự do từ độ cao 16,5 m).

$\Rightarrow t = 2 t_{2} = 2. \sqrt{\frac{2 s}{g}} = 2. \sqrt{\frac{2.16, 5}{9, 8}} = 3, 67 s$

Bài 1.57 trang 15 sách bài tập Vật lí 10:Trong công trường xây dựng, một chiếc lồng thang máy chở vật liệu đang di chuyển thẳng đứng lên trên với tốc độ không đổi. Khi sàn lồng thang máy đi qua bên cạnh mặt sàn tầng 3, một con vít (A) bị rơi qua sàn lồng. Cùng lúc đó, một con vít (B) bị rơi khỏi mặt sàn.

a. Con vít nào chạm đất trước?

b. Con vít nào có tốc độ chạm đất lớn hơn?

Lời giải:

a. Con vít A rơi với vận tốc ban đầu v (bằng vận tốc của sàn thang máy). Vận tốc v có phương thẳng đứng, chiều hướng lên.

Con vít B rơi tự do không vận tốc đầu.

Nên con vít B sẽ chạm đất trước con vít A.

b. Con vít A chạm đất có tốc độ lớn hơn do nó có vận tốc ban đầu khác không.

Bài 1.58 trang 15 sách bài tập Vật lí 10:Một nhà du hành vũ trụ trên Mặt Trăng thả một chiếc búa từ độ cao 1,2 m. Búa chạm bề mặt Mặt Trăng sau 1,2 s tính từ khi được thả. Tính độ lớn gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng.

Lời giải:

Độ lớn gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng:

$g = \frac{2 s}{t^{2}} = \frac{2.1, 2}{1, 2^{2}} = 1, 67 m / s^{2}$

Bài 1.59 trang 15 sách bài tập Vật lí 10:Một viên đạn được bắn theo phương ngang từ độ cao 1,2m. Viên đạn rời súng với tốc độ 280 m/s.

a. Mô tả đường đi của viên đạn.

b. Giả sử mặt đất bằng phẳng. Tính:

- Thời gian để viên đạn chạm đất.

- Khoảng cách mà viên đạn đi được theo phương ngang đến khi chạm đất.

Bài 1.60 trang 15 sách bài tập Vật lí 10: Một người thợ xây ở mặt đất tung một viên gạch lên cho người thợ xây đang ở trên giàn giáo, người này sẽ bắt được nó. Đồ thị ở hình 1.9 thể hiện vận tốc của viên gạch từ khi nó rời khỏi tay người thợ xây ở mặt đất đến khi người thợ xây ở trên giàn giáo bắt được nó.

a. Chứng tỏ rằng viên gạch chuyển động với gia tốc có độ lớn là 9,8 m/s².

(ảnh 2)

b. Độ dốc của đồ thị vận tốc – thời gian là âm nói lên điều gì?

c. Người thợ xây ở trên giàn giáo bắt được viên gạch sau 1,04 giây từ khi người thợ xây ở mặt đất tung nó lên.

Tính khoảng cách giữa hai người thợ xây.

d. Người thợ xây ở trên giàn giáo thả một viên gạch để người thợ xây trên mặt đất bắt được. Tại sao việc bắt viên gạch này khó hơn nhiều so với viên gạch trong trường hợp tung viên gạch lên.

Lời giải:

a. Gia tốc:

Chứng tỏ viên gạch chuyển động với gia tốc có độ lớn 9,8 m/s².

b. Độ dốc của đồ thị (v – t) cho biết vận tốc đang giảm dần về độ lớn, chiều vẫn giữ nguyên, gia tốc và vận tốc ngược chiều nhau.

c. Người thợ xây ở trên giàn giáo bắt được viên gạch sau 1,04 giây từ khi người thợ xây ở mặt đất tung nó lên.

(ảnh 3)

Mà viên gạch đi lên đến hết 0,9 s, chứng tỏ viên gạch sau đó đi xuống trong thời gian 0,14 s mới đến được tay người thợ xây.

d. Việc bắt viên gạch này khó hơn nhiều so với viên gạch trong trường hợp tung viên gạch lên vì khi đi xuống đến tay người thợ xây ở mặt đất viên gạch có tốc độ lớn hơn viên gạch khi đến tay người thợ xây trên giàn giáo (gần như đứng yên khi tiếp cận người đứng trên giàn giáo).

Bài 1.61 trang 16 sách bài tập Vật lí 10:Một nhóm học sinh thử nghiệm sự rơi của vật. Đầu tiên, họ thả một quả bóng rơi tự do không tốc độ ban đầu từ độ cao nhất định. Quả bóng chạm mặt sàn với tốc độ là 4 m/s.

a. Tiếp theo, quả bóng được ném thẳng đứng xuống với tốc độ ban đầu 3 m/s từ cùng độ cao. Trong thử nghiệm này, tốc độ của nó khi chạm vào mặt sàn là bao nhiêu?

b. Nếu quả bóng được ném thẳng đứng lên trên với tốc độ ban đầu 3 m/s từ cùng độ cao. Tốc độ của nó khi chạm mặt sàn trong thử nghiệm này là bao nhiêu?

Lời giải:

Rơi từ trạng thái nghỉ, ta có vận tốc khi chạm sàn: $v = \sqrt{2 g h} = 4 m / s$ .

a. Chọn chiều dương hướng xuống.

Ta có: $v'^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s = 2 g h$

Vận tốc khi chạm sàn: $v' = \sqrt{v_{0}^{2} + 2 g h} = \sqrt{3^{2} + 4^{2}} = 5 m / s$ .

Do đó tốc độ khi chạm sàn là v’ = 5 m/s.

b. Chọn chiều dương hướng xuống.

Vận tốc khi chạm sàn: $v'' = \sqrt{v_{0}^{2} + 2 g h} = \sqrt{{(- 3)}^{2} + 4^{2}} = 5 m / s$ .

Do đó tốc độ khi chạm sàn là v’’ = 5 m/s.

Bài 1.62 trang 16 sách bài tập Vật lí 10:Một nhóm học sinh làm thí nghiệm vật rơi. Đầu tiên, họ thả một quả bóng từ một độ cao xác định. Nó chạm đất với tốc độ v. Sau đó, họ lặp lại việc thả quả bóng này đồng thời với một quả bóng khác được ném từ mặt đất thẳng đứng lên trên với tốc độ ban đầu cũng là v. Trong quá trình chuyển động, có một vị trí hai quả bóng đi ngang qua nhau. Vị trí này nằm ở

A. điểm M là chính giữa điểm thả và điểm ném.

B. phía trên điểm M

C. phía dưới điểm M.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Chọn chiều dương hướng xuống.

Ta có: $s_{1} = \frac{1}{2} g t^{2}$

$s_{2} = (- v t - \frac{1}{2} g t^{2})$

Ta thấy $s_{2} > s_{1}$

Vì vậy, quả bóng thả rơi đi được một quãng đường nhỏ hơn quả bóng được ném lên.

Bài 1.63 trang 17 sách bài tập Vật lí 10: Một hòn đá được ném từ đỉnh của một vách đá thẳng đứng, cao 45 m so với mặt đất, với vận tốc ban đầu có độ lớn 15 m/s theo phương ngang (hình 1.10). Mất bao lâu để hòn đá đến mặt đất? Nó cách chân vách đá bao xa khi chạm đất?

(ảnh 1)

Lời giải:

Thời gian để hòn đá chạm đất: $t = \sqrt{\frac{2 h}{g}} = \sqrt{\frac{2.45}{9, 8}} = 3, 03 s$

Tầm xa: $L = v_{0} t = 15.3, 03 = 45, 45 m$

Bài 1.64 trang 17 sách bài tập Vật lí 10:Một quả bóng được ném theo phương ngang từ đỉnh tháp cao 30 m và chạm đất cách chân tháp 15 m. Tốc độ ban đầu của quả bóng là bao nhiêu?

Lời giải:

Áp dụng công thức: $L = v_{0} t = v_{0} \sqrt{\frac{2 h}{g}} \Rightarrow v_{0} = L \sqrt{\frac{g}{2 h}} = 15. \sqrt{\frac{9, 8}{2.30}} = 6, 1 m / s$

Bài 1.65 trang 17 sách bài tập Vật lí 10: Từ mặt đất, một quả bóng được đá đi với vận tốc 15 m/s hợp với phương ngang góc 30⁰ (hình 1.11). Nó chạm đất cách điểm được đá bao xa?

(ảnh 1)

Lời giải:

Thành phần theo phương ngang của vận tốc quả bóng là:

$v_{x} = v_{0} \cos 30 ° = \frac{v_{0} \sqrt{3}}{2}$

Thành phần theo phương thẳng đứng của vận tốc quả bóng là:

$v_{y} = v_{0} \sin 30 ° = \frac{v_{0}}{2}$

Quả bóng chạm đất khi:

$h = v_{0} \sin 30 ° t - \frac{1}{2} g t^{2} = 0 \Rightarrow t = \frac{2 v_{0} \sin 30^{0}}{g}$

Tầm bay xa của quả bóng:

$L = s = v_{0} \cos 30 ° t = \frac{2 v_{0}^{2} s i n 30 ° \cos 30 °}{g} = \frac{v_{0}^{2} . \sin 60^{0}}{g}$

Bài 1.66 trang 17 sách bài tập Vật lí 10:Một quả bóng được ném với tốc độ 8,2 m/s theo phương ngang từ đỉnh của một tòa nhà, như trong hình 1.12. Mặt bên của tòa nhà là thẳng đứng. Tại một điểm Đ trên đường đi của mình, quả bóng cách mặt bên tòa nhà một khoảng x, có vận tốc hợp với phương ngang góc 60⁰. Bỏ qua lực cản của không khí.

a. Đối với quả bóng tại điểm đang xét, xác định:

- Độ lớn thành phần thẳng đứng của vận tốc.

- Khoảng cách mà quả bóng đã rơi theo phương thẳng đứng.

- Khoảng cách x theo phương nằm ngang.

(ảnh 1)

b. Đường đi của quả bóng với tốc độ ban đầu theo phương ngang là 8,2 m/s, được biểu diễn lại trong hình 1.13. Dựa trên hình 1.13, hãy vẽ phác thảo đường đi mới của quả bóng có tốc độ ngang ban đầu

- lớn hơn 8,2 m/s và bỏ qua lực cản không khí.

- bằng 8,2 m/s và có tính đến lực cản của không khí.

Lời giải:

a. Độ lớn thành phần nằm ngang của vận tốc:

$v_{x} = v_{0} = 8, 2 m / s$

Độ lớn thành phần thẳng đứng của vận tốc:

$v_{y} = v_{0} \tan 60^{0} = 8, 2. \tan 60^{0} = 14, 2 m / s$