Giáo án môn Vật lý 10 - Chuyển động rơi tự do

Vấn đề : Chuyển Động Rơi Tự Do A, Lý thuyết : Định nghĩa : Là chuyển động chịu tác dụng duy nhất của trọng lực ( hay là cđg trong chân không ) Lưu ý : Trong không khí sự rơi của một số vật được coi là rowi tự do nếu lực cản của kk không đáng kể ,hoặc bỏ qua sức cản của kk Vật rơi phải chịu tác dụng của trái đất . Tính chất của sự rơi : Chuyển động có phương thẳng đứng ( từ vật rơi đến tâm của Trái Đất ) Chiều từ trên xuống dưới ( chiều từ vật đến tâm Trái Đất ) Tính chất của chuyển động là chuyển động nhanh dần đều có gia tốc rơi tự do là a = g = 9,8 m/s Các công thức tính = gt ; = 2gh ; h = ; Nếu vật bị némthì v ≠ 0 , hoặc vật cđg trong hệ qui chiếu khác cđg so với hệ qui chiếu đứng yên . Dạng bài tập ở phần này thường dùng là t = t – t hoặc h = h - h B . Bài tập : Ví dụ 1 : Một vật rơi tự dotrong 2 giây cuôí cùng vật rơi được một nửa quãng đường rơi của vật .Tìm độ cao nơi vật rơi .Lấy g = 10 m/s Ví dụ 2 ; Một vật rơi tự do tại nơi có g = 10 m/s Trong 2 giây cuối cùng vật rơi được 180 m Tính thời gian rơi và độ cao nơi buông vật Cách giải : Viết công thức đường đi trong toàn bộ thời gian và trong t – 2 giây đầu rồi lập hiệu đường đi đó = 180m . Đáp số t = 10s ; h = 500m Ví dụ 3 : Khoảng thời gian để 2 giọt nước mưa rơI xuống từ máI hiên là 0,1s .Khi giọt đầu rơI đến đất thì giọt sau còn cách 0,95m .Tính h .Lấy g = 10m/s Cách giảI : Lập hiệu đường đI trong toàn bộ thời gian và trong t – 0,1 s đầu ,tìm ra t = 10s ,h = 5m Ví dụ 4 : Từ vách núi người ta thả một hòn đá xuống vực sâu . Từ lúc thả đến lúc nghe tiếng hòn đá chạm vào đáy vực hết 6,5s Tính : ThơI gian rơI của vật Khoảng cách từ vách núi đến đáy vực Lấy g =10m/s , vận tốc âm là 360m/s . Cách giải ; Ap dụng công thức : tìm hiêu thời gian rơi.GiảI phương trình bậc hai đối với h và điều kiện h < 6,5*v = 2340m.Sau đó tìm t = 6s , vực sâu 180m . Ví dụ 5 : Một hòn đá từ miệng giếng sâu h để đá rơI tự do thì chạm đất gây ra tiêng động Âm gây ra do đá va chạm với đáy giếng truyền lên tới miệng giếng và nghe thấy sau 2s kể từ lúc thả .Tính độ sâu h của giếng biết g = 10m/s vận tốc âm là v = 320m Đáp số : h = 18,8m Ví dụ 6 : Từ một mái nhà cao 16m các giọt mưa rơi liên tiếp sau những khoảng thời gian bằng nhau . Khi giọt thứ nhất chạm đất thì giọt thứ năm bắt đầu rơi . Tìm khoảng cách giửa hai giọt liên tiếp khi giọt đầu rơi chạm đất ? Ví dụ 7: Các giọt nước mưa tách ra từ một mái nhà một cách đều đặn và cùng rơi tự do .Đúng lúc giọt một chạm đất thì giọt thứ năm bắt đầu rơi và khoảng cách giửa giọt 2và 3 là 2,5m . Tìm chiều cao của mái nhà . Ví dụ 8 : Một vật rơi tự do với v = 0 .Trong giây cuối cùng cđg vật đi được quãng đường bằng 2/3 toàn bộ quãng đường S mà vật đi suốt thơi gian rơi . Tìm S ?Lấy g = 10 m/s Ví dụ 9 : Thả rơi một vật từ độ cao h = 19,6m . Tính : Quãng đường mà vật đi được trong 0,1 giây đầu và 0,1 giây cuối của thời gian rơi . Thời gian cần thiết của một vật đi hết 1m đầu tiên và 1m cuối của độ cao h đó ? Ví dụ 10 : Từ một sàn cao 40m so với đất người ta ném một vật lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 8m/s .Hãy xác định : Thời gian vật đạt độ cao cực đại Thời gian vật rơi từ độ cao cực đại tới đất Ví dụ 11 : Từ kinh khí cầu đang đi lên với vận tốc 4m/s .Người ta thả ra một vật .Lờy g = 10m/s . Hỏi sau 4s vật cách khí cầu mấy mét ? Tính quãng đường vật đi được trong 4s ? Ví dụ 12 : Cùng một lúc vật 1 được thả rơi từ độ cao h còn vật 2 được ném thẳng đứng xuống dưới từ H ( H > h ) Hỏi phải truyền cho vật 2 một vận tốc ban đầu v bằng bao nhiêu để hai vật chạm đất cùng một lúc ? Ví dụ 13 : Từ một khí cầu cách mặt đất một khoảng 15m đang hạ thấp với tốc độ đều 2m/s .Người ta phóng một vật thẳng đứng hướng lên với vận tốc ban đầu 18m/s so với mặt đất .Tìm khoảng cách lớn nhất giửa khí cầu và vật ? Ví dụ 14 : Khoảng thời gian giửa hai lần liền nhau để hai giọt mưa rơi xuống mái hiên là 0,1s .Khi giọt đầu rơi đến đất thì giọt sau còn cách 0,95m . Tìm độ cao của mái hiên ? Lấy g = 10 m/s . Ví dụ 15 : Một thang máy chuyển động lên cao với gia tốc a = 2m/s .Lúc thang máy có vận tốc 2,4m/s thì có một vật rơi từ trần xuống sàn thang .Trần và sàn cách nhau 2,47m Tìm thời gian rơi của vật , độ cao cực đại vật đạt được . Độ dịch chuyển của vật Quãng đường thang máy đã đi được . Ví dụ 16 : Một vật được thả rơi từ một khí cầu đang bay ở độ cao 300m .Bỏ qua lực cản không khí . Lờy g = 9,8m/s . Hỏi sau bao lâu thì vật rơi chạm đất ? Nếu : Khí cầu đứng yên . Khí cầu đang hạ xuống thẳng đứng với v = 4,9m/s Khí cầu đang bay lên thẳng đứng với v = 4,9m/s Ví dụ 17 ; Vật A đặt trên mặt phẳng nghiêng của một cái nêm .Hỏi phải truyền cho nêm gia tốc bao nhiêu theo phương ngang để vật A chuyển động trên mặt nêm như cđg rơi tự do . V í dụ 18 ; Một bán cầu có bán kính R trượt đều theo đường thẳng nằm ngang . Một quả cầu nhỏ cách mặt ngang một đoạn R .Ngay khi đỉnh bán cầu đi qua quả cầu thì nó được buông rơi tự do .Tìm vận tốc nhỏ nhất của bán cầu để nó không cản trở lại sự rơi tự do của quả cầu ( R = 0,4m ) Ví dụ 19 : Từ một sàn cao 40m so với mặt đất ,người ta ném một vật lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 8m/s .Hãy xác định : Thời gian của vật đạt được độ cao cực đại Thời gian vật rơi từ độ cao cực đai tới đất Ví dụ 20 :