Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta khảo sát về dạng bài chuyển động ném từ đơn giản đến phức tạp thông qua nội dung Bài 12: Chuyển động ném môn Vật Lý 10 chương trình SGK Kết nối tri thức.
Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung được DapAnHay trình bày chi tiết bên dưới đây.
a. Khái niệm chuyển động ném ngang
- Chuyển động ném ngang là chuyển động có vận tốc ban đầu theo phương nằm ngang và chuyển động dưới tác dụng của trọng lực.
b. Thí nghiệm
Hình 12.1. Thí nghiệm về chuyển động nằm ngang
Bi B được thanh thép đàn hồi ép vào vật đỡ. Khi dùng búa đập nhẹ vào thanh thép, thanh thép không ép vào bi B nữa làm bi B rơi tự do, đồng thời đẩy bi A theo phương nằm ngang khỏi giá đỡ với vận tốc \(\text{v}_0\). Cả hai viên bi đều chạm đất cùng một lúc.
Hình 12.2. Ảnh chụp hoạt nghiệm chuyển động của hai viên bi A và B
Phân tích ảnh chụp hoạt nghiệm trên giúp so sánh chuyển động rơi tự do của bi B (sự thay đổi vị trí của bi B theo phương thẳng đứng) với vận tốc ban đầu \(\text{v}_{0y}\) với sự thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng của viên bi A bị ném ngang với vận tốc ban đầu theo phương nằm ngang \(\text{v}_{0x}=\text{v}_0\).
c. Phân tích kết quả thí nghiệm
- Phân tích chuyển động của vật bị ném ngang thành hai chuyển động thành phần: chuyển động thành phần theo phương thẳng đứng và chuyển động thành phần theo phương nằm ngang. Hai chuyển động thành phần này độc lập với nhau.
- Thành phần chuyển động theo phương thẳng đứng
+ Nếu bỏ qua sức cản của không khí thì chuyển động thành phần theo phương thẳng đứng của vật là chuyển động rơi tự do với vận tốc ban đầu bằng 0.
+ Nếu chọn chiều dương là chiều từ trên xuống và gọi H là độ cao của vật khi bị ném ngang thì: \(H=\dfrac{1}{2}.g.t^2\Rightarrow t=\sqrt{\dfrac{2H}{g}}\)
+ Công thức trên cho thấy:
- Thành phần chuyển động theo phương nằm ngang
+ Nếu chọn chiều dương là chiều ném viên bi thì độ dịch chuyển trong chuyển động thành phần nằm ngang là: \(d_x=v_x.t=v_0.t\)
+ Giá trị cực đại của độ dịch chuyển trong chuyển động thành phần nằm ngang được gọi là tầm xa L của chuyển động ném ngang: \(L=d_{xmax}=v_0.t_{max}\), với \(t_{max}\) là thời gian rơi của vật,
+ Do đó: \(L=\text{v}_0\sqrt{\dfrac{2.H}{g}}\)
+ Công thức trên cho thấy:
- Khi đá một quả bóng lên cao theo phương xiên góc với phương nằm ngang, người ta thấy quả bóng bay lên rồi rơi xuống theo một quỹ đạo có dạng hình parabol. Chuyển động của quả bóng trong trường hợp này gọi là chuyển động của vật bị ném xiên, gọi tắt là chuyển động ném xiên.
a. Phân tích chuyển động ném xiên
- Phân tích chuyển động ném xiên thành hai chuyển động thành phần: chuyển động thành phần theo phương thẳng đứng và chuyển động thành phần theo phương nằm ngang.
b. Công thức xác định tầm cao và tầm xa của chuyển động ném xiên
- Tầm cao: \(H=d_{ymax}=\dfrac{v_0^2sin^2\alpha}{2.g}\)
- Tầm xa: \(L=d_{xmax}=\dfrac{v_0^2.sin2\alpha}{g}\)
Bài 1: Một người nhảy xa với vận tốc ban đầu 7,5 m/s theo phương xiên 30° với phương nằm ngang. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 9,8 m/s2. Tính:
a) Vận tốc ban đầu của người nhảy theo phương thẳng đứng và theo phương nằm ngang.
b) Tầm cao H.
c) Thời gian từ khi bắt đầu nhảy tới khi đạt tầm cao.
d) Thời gian từ lúc bắt đầu nhảy lên tới lúc rơi xuống hố nhảy.
e) Tầm xa L.
Hướng dẫn giải
Chọn hệ toạ độ Oxy với O là vị trí trên mặt đất mà người đó đặt chân vào để nhảy lên, chiều dương là chiều từ dưới lên (Oy) và chiều từ trái sang phải (Ox), gốc thời gian là thời điểm nhảy.
a) Vận tốc ban đầu:
Voy = V0.sin 30° = 3,75 m/s (từ dưới lên)
Vox = V0.cos 30° = 6,50 m/s (trái sang phải)
b) Khi đạt tầm cao H thì vận tốc của người nhảy theo phương thẳng đứng bằng 0:
\(\begin{array}{l}
v_y^2 - v_{0y}^2 = 2a.H = - 2g.H\\
H = \frac{{v_{0y}^2}}{{2g}} = 0,717m
\end{array}\)
c) Thời gian từ lúc bắt đầu nhảy tới khi đạt tầm cao: \({v_y} = {v_{oy}} - g.t \to t = \frac{{3,75}}{{9,8}} = 0,383s\)
d) Thời gian từ lúc bắt đầu nhảy lên tới lúc rơi xuống hố nhảy:
t' = 2.t = 2.0,383 = 0,766 s
e) Tầm xa:
L = dxmax = Vox.t' = 4,98 m
Bài 2: Hãy áp dụng định luật II Niu – Tơn theo mỗi trục tọa độ để tìm các gia tốc ax, ay của hai chuyển động thành phần. Kết hợp với điều kiện ban đầu về vận tốc (vox, voy), hãy xác định tính chất của mỗi chuyển động thành phần.
Hướng dẫn giải
Theo phương ngang lực tổng hợp bằng 0
\({\overrightarrow F _{hl}} = 0 \Rightarrow {a_x} = \dfrac{{{F_{hl}}}}{m} = 0\)
\( \Rightarrow {m_x}\) chuyển động thằng đều vox = v0
Phương thẳng đứng.
Vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực \(\overrightarrow P \) nên:
\({a_y} = \dfrac{P}{m} = g\)
Vậy my rơi tự do với vận tốc đầu Voy = 0
Sau bài học này, học sinh có thể:
- Sử dụng được các công thức của chuyển động ném ngang để giải thích cách thả hàng cứu trợ bằng máy bay.
- Vận dụng được kiến thức về chuyển động ném xiên để giải thích một số tình huống đơn giản trong cuộc sống.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 KNTT Bài 12 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Một vật khối lượng m, được ném ngang từ độ cao h với vận tốc ban đầu v0. Tầm bay xa của nó phụ thuộcvào những yếu tố nào?
Một vật bị ném ngang (bỏ qua sức cản của không khí). Lực tác dụng vào vật trong suốt quá trình chuyển động là
Quỹ đạo của vật bị ném ngang có dạng
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 KNTT Bài 12để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Giải câu hỏi 1 trang 49 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 49 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi trang 50 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Hoạt động 1 trang 51 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Hoạt động 2 trang 51 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 51 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 51 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 51 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi trang 53 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Một vật khối lượng m, được ném ngang từ độ cao h với vận tốc ban đầu v0. Tầm bay xa của nó phụ thuộcvào những yếu tố nào?
Một vật bị ném ngang (bỏ qua sức cản của không khí). Lực tác dụng vào vật trong suốt quá trình chuyển động là
Quỹ đạo của vật bị ném ngang có dạng
Điều nào sau đây không đúng khi nói về chuyển động của vật ném ngang ?
Một viên bi X được ném ngang từ một điểm. Cùng lúc đó, tại cùng độ cao, một viên bi Y có cùng kích thước nhưng có khối lượng gấp đôi được thả rơi từ trạng thái nghỉ. Bỏ qua sức cản của không khí. Hỏi điều gì sau sẽ xảy ra?
Hai vật ở cùng một độ cao, vật I được ném ngang với vận tốc đầu v0 , cùng lúc đó vật II được thả rơi tự do không vận tốc đầu. Bỏ qua sức cản không khí. Kết luận nào đúng?
Viên bi A khối lượng gấp đôi viên bi B. Cùng lúc, từ mái nhà, bi A được thả rơi không vận tốc đầu, bi B được ném theo phương ngang. Bỏ qua sức cản của không khí. Kết luận nào sau đây đúng?
Một pháo sáng được thả ra từ máy bay đang bay đều theo phương thẳng nằm ngang. Bỏ qua sức cản của không khí, pháo sáng sẽ chuyển động ra sao?
Một vật được ném thẳng đứng lên trên. Một người quan sát thấy vật đi qua độ cao 40m hai lần cách nhau 2s. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy \(g = 10m/{s^2}\) . Vận tốc đầu ném vật là
Một vật được ném thẳng đứng xuống dưới. Biết quãng đường vật đi được trong giây thứ 5 gấp hai lần quãng đường vật đi được trong giây thứ 6. Lấy \(g = 10m/{s^2}\) . Tốc độ ném vật là
Tiến hành thí nghiệm như hình vẽ:
Hai viên bi có chạm đất một lúc không?
Hãy nhận xét về sự thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng của hai viên bi sau những khoảng thời gian bằng nhau.
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.
Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra những kết luận sau:
+ 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
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.
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?
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.
Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động ném xiên trong đời sống.
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.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *