Giải bài tập Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Chuyển động ném

Chuyển động ném là một chuyển động thường gặp trong cuộc sống như: máy bay trực thăng thr những thùng hàng cứu trợ (Hình 9.1a), vận động viên đẩy tạ (Hình 9.1b). Trong cả hai trường hợp, vật đều được ném từ một độ cao h so với mặt đất và có vận tốc đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) hợp với phương ngang một góc α (0 ≤ α ≤ 90⁰). Để thùng hàng rơi trúng vị trí cần thiết, quả tạ bay đi được quãng đường xa nhất, cần phải có những điều kiện gì?

Quan sát kết quả thí nghiệm trong Hình 9.2 và nhận xét về chuyển động của hai viên bi.

Lập luận để rút ra các phương trình mô tả quỹ đạo chuyển động, thời gian rơi và tầm xa của vật được ném ngang.

Phân biệt phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo.

Từ một vách đá cao 10 m so với mặt nước biển, một bạn ném ngang một hòn đá nhỏ với tốc độ 5 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí và lấy g = 9,81 m/s².

a) Lập các phương trình chuyển động của hòn đá.

b) Xác định tọa độ của hòn đá sau 1 giây.

c) Xác định vị trí và tốc độ của hòn đá ngay trước khi hòn đá chạm mặt nước biển.

Dựa vào kinh nghiệm trong đời sống và các phương trình chuyển động ném ngang, em hãy nêu những yếu tố ảnh hưởng đến tầm xa. Từ đó, phân tích cách thức tăng tầm xa khi ném ngang một vật.

Khi quả tạ được ném từ độ cao h sao cho vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) hợp với phương ngang một góc \(\alpha \), hãy dự đoán các yếu tố ảnh hưởng đến tầm xa của quả tạ.

Nêu những lưu ý khi làm thí nghiệm khảo sát để thu được kết quả chính xác nhất có thể (thí nghiệm ném vật)?

Một máy bay đang bay ở độ cao 5 km với tốc độ 500 km/h theo phương ngang thì thả rơi một vật. Hỏi người lái bay phải thả vật cách mục tiêu bao xa theo phương ngang để vật rơi trúng mục tiêu? Lấy g = 9,8 m/s².

Một vận động viên ném một quả bóng chày với tốc độ 90 km/h từ độ cao 1,75 m (Hình 9P.1). Giả sử quả bóng chày được ném ngang, lực cản của không khí là không đáng kể là lấy g = 9,8 m/s².

a) Viết phương trình chuyển động của quả bóng chày theo hai trục Ox, Oy.

b) Quả bóng chày đạt tầm xa bao nhiêu? Tính tốc độ của nó trước khi chạm đất.

Vật A có khối lượng gấp hai lần vật B. Ném hai vật theo phương ngang với cùng tốc độ đầu ở cùng một vị trí. Nếu bỏ qua mọi lực cản thì

A. vị trí chạm đất của vật A xa hơn vị trí chạm đất của vật B.                                 

B. vị trí chạm đất của vật B xa hơn vị trí chạm đất của vật A.

C. vật A và vật B rơi cùng vị trí.                               

D. chưa đủ dữ kiện để đưa ra kết luận về vị trí của hai vật.

Chọn từ/cụm từ thích hợp trong bảng dưới đây để điền vào chỗ trống.

- Đối với vật chuyển động ném ngang: Chuyển động của vật trên phương ngang là chuyển động (1) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được những đoạn đường (2) … Chuyển động của vật trên phương thẳng đứng là chuyển động (3) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được những đoạn đường (4) … Qũy đạo chuyển động của vật ném ngang là một nhánh của đường (5) ….

- Đối với chuyển động ném xiên: Chuyển động của vật trên phương ngang là (6) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được đoạn đường (7) … Chuyển động của vật trên phương thẳng đứng là chuyển động (8) …, sau những khoảng thời gian bằng nhau vật đi được những đoạn đường (9) … Qũy đạo chuyển động của vật ném xiên có dạng (10) … Vật đạt độ cao cực đại khi (11) … trên phương (12) … bằng không.

Trong tiết học Vật lí, ba bạn Mi, Hiếu và Đức tranh luận về thời gian rơi của vật chuyển động ném ngang so với vật thả rơi tự do khi ở cùng một độ cao và bỏ qua mọi lực cản. Bạn Mi cho rằng: “Khi ném một vật theo phương ngang thì vật sẽ chuyển động lâu hơn so với việc thả vật rơi tự do vì khi ném ngang, vật sẽ đi quãng đường dài hơn”. Bạn Hiếu lại có ý kiến khác: “Thời gian rơi của hai vật là bằng nhau vì trong cả hai trường hợp, tính chất chuyển động của vật theo phương thẳng đứng là như nhau”. Còn bạn Đức thì cho rằng: “Thời gian rơi khi vật chuyển động ném ngang còn phụ thuộc vào vận tốc ban đầu nên không thể kết luận về thời gian rơi trong hai trường hợp”. Theo em, bạn nào đã đưa ra ý kiến đúng?

A. Bạn Mi

B. Bạn Hiếu

C. Bạn Hiếu

D. Cả ba bạn đều không chính xác

Một diễn viên đóng thế phải thực hiện một pha hành động khi điều khiển chiếc mô tô nhảy khỏi vách đá cao 50 m. Xe máy phải rời khỏi vách đá với tốc độ bao nhiêu để tiếp đất tại vị trí cách chân vách đá 90 m. Lấy g = 9,8 m/s², bỏ qua lực cản không khí và xem chuyển động của mô tô khi rời vách đá là chuyển động ném ngang.

A. v₀ = 11,7 m/s

B. v₀ = 28,2 m/s

C. v₀ = 56,3 m/s

D. v₀ = 23,3 m/s.

Một vận động viên sút một quả bóng bầu dục ba lần theo các quỹ đạo a, b và c như Hình 9.1. Qũy đạo nào tương ứng với thời gian chuyển động trong không khí của quả bóng là lâu nhất nếu bỏ qua mọi lực cản?

A. (a)

B. (b)

C. (c)

D. Cả ba trường hợp có thời gian chuyển động như nhau.

Khi phân tích chuyển động ném ngang của một vật trong trường hợp bỏ qua mọi lực cản, tính chất chuyển động của vật như nào theo phương thẳng đứng?

Trong chuyển động ném ngang, độ lớn vecto vận tốc của vật khi chạm đất lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng với vecto vận tốc ban đầu? Tại sao?

Khi dùng với vòi nước tưới cây, để các tia nước phun ra xa, người ta thường điều chỉnh sao cho hướng của vòi xiên một góc nào đó với phương ngang (Hình 9.2). Trong trường hợp lí tưởng (bỏ qua mọi lực cản), góc hợp giữa vòi và phương ngang phải bằng bao nhiêu để các tia nước phun ra xa nhất?

Một người ngồi trong chiếc xe đang chuyển động sang phải với tốc độ không đổi như Hình 9.3. Người này ném một quả táo thẳng đứng lên trên trong khi chiếc xe tiếp tục di chuyển với tốc độ không đổi. Nếu bỏ qua lực cản không khí, liệu quả táo sẽ rơi lại về tay người ném sau khi chuyển động lên không trung hay không, hay rơi về phía trước hoặc phía sau của xe? Giải thích tại sao?

Một chiếc máy bay muốn thả hàng tiếp tế cho những người leo núi đang bị cô lập. Máy bay đang bay ở độ cao 235 m so với vị trí đứng của những người leo núi với tốc độ 250 km/h theo phương ngang (Hình 9.4). Máy bay phải thả hàng tiếp tế ở vị trí cách những người leo núi bao xa để họ có thể nhận hàng? Lấy g = 9,8 m/s² và bỏ qua lực cản không khí.