Giải SBT Vật lí 10 Kết nối bài 12 Chuyển động ném
Lời giải bài tập sách 10 Kết Nối Tri Thức của Trang tài liệu được chi tiết theo từng bài nhạc, từng chủ đề. Cùng với đó là hướng dẫn giải Ôn tập cuối năm môn 10 giúp các em hệ thống lại kiến thức đã học trong năm hiệu quả. Sử dụng tài liệu giải bài tập Vật lí của Giaibaitapsgk sẽ giúp các em có thêm nhiều khám phá thú vị với môn học năng khiếu này.
Hướng dẫn giải bài 12: Chuyển động ném SBT vật lí 10. Đây là vở bài tập nằm trong bộ sách "Kết nối tri thức" được biên soạn theo chương trình đổi mới của Bộ giáo dục. Hi vọng, với cách hướng dẫn cụ thể và giải chi tiết học sinh sẽ nắm bài học tốt hơn.
12.1 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 bị 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.
Thời gian rơi của bi A và bi B bằng nhau và bằng t = $\sqrt{\frac{2h}{g}}$
Vận tốc chạm đất của bi A là: $v_{A}=gt=\sqrt{2gh}$
Vận tốc chạm đất của bi B là: $v_{B}=\sqrt{v_{x}^{2}+v_{y}^{2}}=\sqrt{v_{o}^{2}+(gt)^{2}}$
12.2 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?
Đáp án B
A loại vì mũi tên hướng xuống dưới chỉ chuyển động theo phương thẳng đứng.
C, D loại vì khi vật đã rời mép bàn thì quỹ đạo rơi của vật phải được thể hiện theo hai phương thẳng đứng và nằm ngang.
B đúng vì quả bóng được coi như một chuyển động ném ngang. Hình B mô tả đúng nhất.
12.3 Một vật được ném từ độ cao H với vận tốc ban đầu v$_{o}$ theo phương nằm ngang. Nếu bỏ qua sức cản của không khí thì tầm xa L
A. tăng 4 lần khi v$_{o}$ 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 v$_{o}$ giảm 4 lần.
Đáp án C
Tầm xa của vật ném ngang từ độ cao H với vận tốc ban đầu v$_{o}$:
$L=v_{o}\sqrt{\frac{2H}{g}}$
$\Rightarrow L\sim v_{o}; L\sim \sqrt{H}$
12.4 Một viên đạn được bắn 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$^{2}$.
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?
a) Thời gian từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi chạm đất của viên đạn:
$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2.45}{9,8}}=3,03s$
b) Tầm xa: $L=v_{o}t=250.3,03=757,5m$
c) Vận tốc của viên đạn khi chạm đất có 2 thành phần:
Thành phần theo phương thẳng đứng: $v_{y}=gt=9,8.3,03=29,7m/s$
Thành phần theo phương ngang: $v_{x}=v_{o}=250m/s$
Vận tốc khi chạm đất: $\sqrt{v_{x}^{2}+v_{y}^{2}}=\sqrt{29,7^{2}+250^{2}}\approx 252m/s$
12.5 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/s$^{2}$.
a) Tính vận tốc ban đầu.
b) Viết phương trình chuyển động và vẽ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian.
c) Xác định vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất.
a) Tầm xa: $L=v_{o}\sqrt{\frac{2h}{g}}\Rightarrow v_{o}=L\sqrt{\frac{g}{2h}}=5\sqrt{\frac{9,8}{2.4,9}}=5m/s$
b) Muốn xác định được quỹ đạo chuyển động của vật ta phải xác định được mối quan hệ giữa độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng y và độ dịch chuyển theo phương nằm ngang x:
x = v$_{o}$t $\Rightarrow $ t = $\frac{x}{v_{o}}$ thay vào phương trình y ta được:
$y=h-\frac{gt^{2}}{2}=4,9-\frac{gx^{2}}{2v_{o}^{2}}=4,9-0,196x^{2}$
Lập bảng biến thiên với 6 giá trị của x và y:
x (m) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
y (m) | 4,9 | 4,7 | 4,1 | 3,1 | 1,8 | 0 |
Quỹ đạo là đường parabol.
c) Thành phần vận tốc theo phương ngang: v$_{x}$ = v$_{o}$ = 5 m/s
Thành phần vận tốc theo phương thẳng đứng:
$v_{y}=gt=\sqrt{2gh}=\sqrt{2.9,8.4,9}=9,8m/s$
Vận tốc khi chạm đất: $v=\sqrt{v_{x}^{2}+v_{y}^{2}}$ = 11 m/s
$tan\alpha =\frac{v_{y}}{v_{x}}=1,96\Rightarrow \alpha \approx 63^{o}$
Vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất có độ lớn là 11 m/s, hướng xuống dưới 63$^{o}$ so với phương nằm ngang.
12.6 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?
Đổi 720 km/h = 720.$\frac{1000}{3600}$ = 200 m/s
Nếu bỏ qua sức cản của không khí thì:
$L=v_{o}t=v_{o}\sqrt{\frac{2h}{g}}=200\sqrt{\frac{2.100}{9,8}}$ = 903,5 m
Thực tế, do có sức cản của không khí nên L có giá trị nhỏ hơn 903,5 m.
12.7 Trong chuyển động của vật được ném xiên từ mặt đất thì đại lượng nào sau đây không đổi?
A. Gia tốc của vật.
B. Độ cao của vật.
C. Khoảng cách theo phương nằm ngang từ điểm vật được ném tới vật.
D. Vận tốc của vật.
Đáp án A
- Vật ném xiên có các đại lượng thay đổi:
- Độ cao của vật.
- Khoảng cách theo phương nằm ngang từ điểm vật được ném tới vật.
- Vận tốc của vật.
12.8 Hai vật được đồng thời ném từ mặt đất lên với vận tốc ban đầu vẽ như Hình 12.1. Nếu bỏ qua sức cản của không khí thì
A. vật 1 chạm đất trước.
B. hai vật chạm đất cùng một lúc.
C. hai vật có tầm bay cao như nhau.
D. vật 1 có tầm bay cao hơn.
Đáp án A
Hai vật được ném xiên với các góc khác nhau nên tầm cao, tầm xa, vận tốc chạm đất của hai vật khác nhau.
Vật 1 có góc ném nhỏ hơn nên thời gian từ khi chuyển động đến khi chạm đất ít hơn so với thời gian chuyển động của vật 2 và tầm bay cao thấp hơn so với vật 2.
12.9 Hai vật được đồng thời ném từ mặt đất lên với vận tốc ban đầu như Hình 12.2. Nếu bỏ qua sức cản của không khí thì câu nào sau đây không đúng?
A. Hai vật chạm đất cùng một lúc.
B. Hai vật cùng có tầm bay xa.
C. Vật 2 có tầm bay xa lớn hơn.
D. Hai vật có cùng tầm bay cao.
Đáp án B
Từ hình vẽ ta thấy:
- Hai vật có $v_{o1y}=v_{o2y}$ nên tầm bay cao và thời gian chạm đất của 2 vật như nhau.
- $v_{o1x}<v_{o2x}$ nên vật 2 có tầm bay xa lớn hơn.
12.10 Một vật được ném xiên từ mặt đất với vận tốc ban đầu có độ lớn v$_{o}$ = 50 m/s. Khi lên tới điểm cao nhất, vận tốc của vật có độ lớn là 40 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy g = 10 m/s$^{2}$.
a) Xác định góc ném .
b) Vẽ quỹ đạo chuyển động của vật.
c) Tính tầm cao và tầm xa của vật.
a) Tại điểm cao nhất thì vận tốc theo phương thẳng đứng v$_{y}$ = 0, suy ra v$_{x}$ = 40 m/s.
Mà $v_{x}=v_{o}cos\alpha \Rightarrow cos\alpha =36,87^{o}$
b) Quỹ đạo của vật ném xiên có hình dạng parabol.
c) Tầm cao: $H=\frac{v_{o}^{2}sin^{2}\alpha }{2g}=\frac{50^{2}sin^{2}36,87^{o}}{2.10}=45m$
Tầm xa: $L=\frac{v_{o}^{2}sin2\alpha }{g}=\frac{50^{2}sin(2.36,87^{o})}{10}\approx 240m$
12.11 Một cầu thủ bóng rổ cao 2 m 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$^{o}$ có độ lớn bằng bao nhiêu để bóng rơi vào rổ? Lấy g = 9,8 m/s$^{2}$.
Chọn hệ trục toạ độ Oxy như hình dưới.
Ta có:
Theo phương Ox: $x=v_{o}tcos45^{o}=\frac{\sqrt{2}}{2}v_{o}t$ m
Theo phương Oy: $y=v_{o}tsin45^{o}-\frac{1}{2}gt^{2}=\frac{\sqrt{2}}{2}v_{o}t-4,9t^{2}$ m
Để bóng rơi trúng rổ thì x = 10 m; y = 3,05 – 2 = 1,05 m.
Giải ra tìm được t = 1,35 s; v$_{o}$ = 10,46 m/s.
12.12 Một diễn viên biểu diễn mô tô bay đang phóng xe trên mặt dốc nằm nghiêng 30$^{o}$ để bay qua các ô tô như trong Hình 12.3. Biết vận tốc của xe mô tô khi rời khỏi đỉnh dốc là 14 m/s. Chiều cao của ô tô bằng chiều cao của dốc, chiều dài của ô tô là 3,2 m. Lấy g = 10 m/s$^{2}$.
a) Tính thời gian từ khi xe rời đỉnh dốc tới khi đạt độ cao cực đại.
b) Mô tô có thể bay qua được nhiều nhất là bao nhiêu ô tô?
Chuyển động của mô tô bay được coi như chuyển động ném xiên góc 30$^{o}$ so với phương nằm ngang, với vận tốc ban đầu v$_{o}$ = 14 m/s.
a) Thời gian từ khi xe rời đỉnh dốc tới khi đạt độ cao cực đại:
$t=\frac{v_{o}sin\alpha }{g}=\frac{14.sin30^{o}}{10}=0,7s$
b) Tầm xa của mô tô bay tính từ vị trí xe rời đỉnh dốc:
$L=\frac{v_{o}^{2}sin2\alpha }{g}=\frac{14^{2}sin(2.30^{o})}{10}\approx 16,97m$
Vậy mô tô có thể bay qua nhiều nhất 5 xe ô tô (vì mỗi xe ô tô dài 3,2 m).
12.13 Hình 12.4 vẽ đồ thị vận tốc - thời gian của chuyển động của một quả bóng được thả rơi không vận tốc ban đầu.
1. a) Hãy mô tả chuyển động của quả bóng từ A đến B và từ D đến E.
b) Tại sao độ dốc của đường AB bằng độ dốc của đường DE?
c) Độ lớn của diện tích hình ABC bằng độ lớn của đại lượng nào của chuyển động?
d) Tại sao diện tích hình ABC lớn hơn diện tích hình CDE?
2. Quả bóng được thả từ độ cao 1,2 m. Sau khi chạm đất, nó nảy lên tới độ cao 0,8 m. Thời gian bóng tiếp xúc với mặt đất giữa B và D là 0,16 s (Vì thời gian này quá nhỏ nên trong hình vẽ đã bỏ qua). Coi sức cản của không khí là không đáng kể, lấy g = 10 m/s$^{2}$.
a) Tính vận tốc của quả bóng ngay trước khi tiếp đất và ngay sau khi nảy lên.
b) Tính gia tốc của quả bóng trong thời gian tiếp xúc với đất.
1. a) Mô tả chuyển động của quả bóng:
Từ A đến B: Tại A là vị trí bóng được thả rơi (v$_{A}$ = 0), bóng chuyển động nhanh dần đều theo chiều từ trên xuống dưới và chạm đất tại B.
Từ D đến E: Sau khi chạm đất, bóng đổi chiều chuyển động, rồi chuyển động chậm dần đều theo chiều từ dưới lên trên. Bóng đạt độ cao cực đại tại E (v$_{E}$ = 0).
b) Vì trong quá trình bóng rơi xuống và bay lên thì nó có cùng gia tốc g, nên đồ thị vận tốc - thời gian của hai quá trình này có độ dốc như nhau.
c) Độ lớn của diện tích hình ABC bằng quãng đường chuyển động của quả bóng từ lúc bắt đầu thả rơi đến lúc nó chạm đất.
d) Vì độ lớn vận tốc của bóng ngay sau khi chạm đất nhỏ hơn độ lớn vận tốc của bóng ngay trước khi chạm đất, tức là đã có sự hao phí năng lượng trong quá trình bóng chạm đất, nên quãng đường chuyển động khi bóng rơi xuống (A đến B) lớn hơn quãng đường chuyển động khi bóng nảy lên (D đến E) dẫn tới diện tích hình ABC lớn hơn diện tích hình CDE.
2. a) Vận tốc của quả bóng ngay trước khi tiếp đất:
$v_{1}=\sqrt{\frac{2h_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{2.1,2}{10}}=0,49m/s$
Vận tốc của quả bóng ngay sau khi tiếp đất:
$v_{2}=-\sqrt{\frac{2h_{2}}{g}}=-\sqrt{\frac{2.0,8}{10}}=-0,4m/s$
b) Gia tốc của quả bóng trong thời gian tiếp xúc với đất:
$a=\frac{v_{2}-v_{1}}{t}=\frac{-0,4-0,49}{0,16}=-5,56m/s^{2}$
Xem thêm ôn tập cuối kì môn 10 kèm lời giải bài tập sách 10 Kết Nối Tri Thức chi tiết. Luyện tập theo đề cương giúp các em nắm bắt kiến thức trọng tâm và hoàn thiện những kỹ năng, sẵn sàng cho kì thi sắp tới.
Mong rằng đáp án và lời giải bài tập sách 10 Kết Nối Tri Thức sẽ mở ra cánh cửa mới giúp các em tìm thấy niềm vui khi học âm nhạc. Đồng thời cũng khám phá thêm nhiều kiến thức mới hữu ích để có thể vận dụng linh hoạt vào cuộc sống. Chúc các em học tập tốt và đạt điểm số cao trong những kì thi sắp tới.