Giải SGK Vật Lí 10 Bài 12 (Kết nối tri thức): Chuyển động ném

Giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 12: Chuyển động ném

Video bài giảng Chuyển động ném – Kết nối tri thức

Giải vật lí 10 trang 49 Tập 1 Kết nối tri thức

I. Chuyển động ném ngang

Câu hỏi trang 49 Vật Lí 10: Hai viên bi có chạm đất cùng một lúc không?

Phương pháp giải:

Quan sát thí nghiệm và đưa ra dự đoán.

Lời giải:

Thông qua thí nghiệm, ta thấy quãng đường viên bi A chuyển động dài hơn quãng đường của viên bi B nên hai viên bi không rơi xuống cùng một lúc, viên bi B sẽ rơi xuống trước viên bi A.

Câu hỏi trang 49 Vật Lí 10: Hãy nhận xét về sự thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng của hai viên bi sau những khoảng thời gian bằng nhau.

Phương pháp giải:

Quan sát ảnh chụp trong sách giáo khoa Vật lí 10 và đưa ra nhận xét.

Lời giải:

Qua ảnh chụp hoạt nghiệm chuyển động của hai viên bi A và B, ta thấy rằng sau những khoảng thời gian bằng nhau, tọa độ theo phương Oy của hai viên bi không thay đổi, nhưng tọa độ theo phương Ox của viên bi B thay đổi (lớn dần lên), của viên A trong suốt quá trình chuyển động không thay đổi.

Giải vật lí 10 trang 50 Tập 1 Kết nối tri thức

Câu hỏi trang 50 Vật Lí 10: 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 v_x = v₀.

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ.

Lời giải:

Thông qua quan sát, ta thấy tọa độ tính theo phương ngang của hai viên bi A và viên bi B đều không thay đổi, và đều trong cùng một khoảng thời gian

Mặt khác, ta có $v=\frac{s}{t}=\frac{x}{t}$ (do vật không đổi chiều chuyển động). Tọa độ x không đổi, thời gian như nhau, nên vận tốc không thay đổi

=> v_x = v₀ 

Giải vật lí 10 trang 51 Tập 1 Kết nối tri thức

Phương pháp giải:

Tự thực hiện thí nghiệm.

Lời giải:

 Kết luận 2 và 3 là:

+ Nếu từ cùng một độ cao đồng thời ném các vật khác nhau với vận tốc khác nhau thì vật nào có vận tốc ném lớn hơn sẽ có tầm xa lớn hơn

+ Nếu từ các độ cao khác nhau ném ngang các vật với cùng vận tốc thì vật nào được ném ở độ cao lớn hơn sẽ có tầm xa lớn hơn

Phương án thí nghiệm: Lấy một viên bi và một quả bóng, cùng ném từ một độ cao, ném viên bi với vận tốc lớn hơn khi ném quả bóng, sau khi ném xong hai vật thì ta đo khoảng cách từ chỗ ta đang đứng đến vật.

Hoạt động 2 trang 51 Vật Lí 10: 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.

Phương pháp giải:

Tự thực hiện thí nghiệm

Lời giải:

Tầm xa của ba viên bi là như nhau

Học sinh tự làm thí nghiệm kiểm tra.

Câu hỏi 1 trang 51 Vật Lí 10: 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?

Phương pháp giải:

Thời gian rơi của vật: $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Biểu thức tính tầm xa: $L=v_0.t=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Lời giải:

a) Từ biểu thức tính thời gian rơi của vật $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$, ta có t² tỉ lệ thuận với h, mà h₁ < h₂

=> $t_1<t_2$

=> Quả bóng ném ở độ cao h₁ chạm đất trước

b) Từ biểu thức tính tầm xa $L=v_0.t=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}$, vận tốc ban đầu của hai quả bóng như nhau, $t_1<t_2$

=> $L_1<L_2$

=> Quả bóng ném ở độ cao h₂ có tầm xa lớn hơn.

Câu hỏi 2 trang 51 Vật Lí 10: 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.

Phương pháp giải:

+ Thời gian rơi của vật đến khi chạm đất: $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

+ Biểu thức tính tầm xa: $L=v_0.t=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}$

+ Vận tốc của vật khi chạm đất: $v^2=v_0^2+2gh$

Lời giải:

a) Thời gian gói hàng chạm đất là:

$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2.490}{9,8}}=10(s)$

b) Tầm xa của gói hàng là:

$L=v_0.t=100.10=1000(m)$

c) Vận tốc của gói hàng khi chạm đất là:

$\begin{array}{l}{v}^2=v_0^2+2gh\\ \Rightarrow v=\sqrt{v_0^2+2gh}=\sqrt{{100}^2+2.9,8.490}\approx 140(m/s)\end{array}$

II. Chuyển động ném xiên 

Câu hỏi trang 51 Vật Lí 10: Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động ném xiên trong đời sống.

Phương pháp giải:

Liên hệ thực tế.

Lời giải:

Ví dụ về chuyển động ném xiên trong đời sống:

+ Ném bóng rổ

+ Ném bóng khi học thể dục môn bóng ném

+ Đánh bóng tennis…

Giải vật lí 10 trang 53 Tập 1 Kết nối tri thức

Câu hỏi trang 53 Vật Lí 10: 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.

Phương pháp giải:

+ 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: $v_y=v_{0y}-gt$

Lời giải:

+ 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)  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?

Phương pháp giải:

+ 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

Lời giải:

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 nào?

b) Viên bi có vận tốc cực tiểu vào thời điểm nào?

Phương pháp giải:

Vận tốc của viên bi có độ lớn cực tiểu ở vị trí tầm cao H

Lời giải:

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) 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.

Phương pháp giải:

+ 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: $L=\frac{v_0^2.{\sin }^{2}2\alpha }{g}$

Lời giải:

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:

$L=\frac{v_0^2.{\sin }^{2}2\alpha }{g}=\frac{{(2\sqrt{2})}^2.{\sin }^2{90}^0}{9,8}\approx 0,82(m)$

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 11: Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do

Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

Bài 14: Định luật 1 Newton

Bài 15: Định luật 2 Newton