BÀI 10: SỰ RƠI TỰ DO (17 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Trong chuyển động rơi tự do, gia tốc rơi phụ thuộc vào đại lượng nào?

Trả lời:

Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào cao độ và vĩ độ địa lý (tại một vị trí xác định).

Câu 2: Mọi vật rơi trong không khí luôn là sự rơi tự do hay là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực mới là sự rơi tự do?

Trả lời:

Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực

Câu 3: Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời:

Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào cao độ vào vĩ độ địa lý.

Câu 4: Với những vị trí rơi khác nhau, gia tốc của vật rơi có khác nhau hay không?

Trả lời:

Có. Vì gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào cao độ và vĩ độ địa lý, ở những vị trí địa lý khác nhau thì gia tốc trọng trường cũng có sự khác biệt.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Hai vật có khối lượng (m₂ > m₁) được thả rơi tự do ở cùng một nơi, cùng một lúc và cùng độ cao. Vật nào rơi xuống trước?

Trả lời:

Vật có khối lượng m₂ rơi xuống trước

Câu 2: Một vật nặng rơi từ độ cao 45m xuống mặt đất. Sau bao lâu vật chạm đất? Lấy g = 10m/s².

Trả lời:

Ta có:

Câu 3: Một quả táo rơi từ độ cao 4m. Lấy g =10m/s². Vận tốc quả táo lúc chạm đất là

Trả lời:

Câu 4: Một người đang ở trên một khí cầu đang chuyển động đều theo phương thẳng đứng hướng lên thì người đó làm rơi một vật nặng ra ngoài. Bỏ qua lực cản không khí sau khi rời khỏi khí cầu, mô tả chuyển động của vật nặng?

Trả lời:

Chuyển động lúc đầu là chậm dần đều sau đó là nhanh dần đều.

3. VẬN DỤNG (5 CÂU)

Câu 1: Một vật rơi tự do sau 4s thì chạm đất. Lấy g = 10m/s². Quãng đường vật rơi trong giây cuối cùng trước khi chạm đất là

Trả lời:

Câu 2: Vật rơi tự do từ độ cao s₁ xuống mặt đất trong thời gian t₁, từ độ cao s₂ xuống mặt đất trong thời gian t₂. Biết t₂=2t₁. Tỉ số s₂/s₁ là

Trả lời:

;

Câu 3: Thả một hòn sỏi rơi tự do từ độ cao s xuống đất. Trong giây cuối cùng trước khi chạm đất hòn sỏi rơi được quãng đường 15 m. Lấy g = 10m/s². Độ cao h thả hòn sỏi là

Trả lời:

Câu 4: Thả hai vật rơi tự do đồng thời từ hai độ cao s₁, s₂. Vật thứ nhất chạm đất với vận tốc v₁. Thời gian rơi của vật thứ hai gấp 3 lần thời gian rơi của vật thứ nhất. Vận tốc chạm đất của vật thứ hai là

Trả lời:

v = > t₂ = 3t₁

=> v₂ = 3v₁

Câu 5: Một quả bóng được thả rơi tự do từ một tòa tháp. Tính quãng đường mà quả bóng rơi được sau thời gian 1s, 2s, 3s kể từ lúc thả và quãng đường quả bóng rơi được trong giây thứ 3.

Trả lời:

4. VẬN DỤNG CAO (4 CÂU)

Câu 1: Từ điểm A cách mặt đất 0,8 m người ta ném thẳng đứng lên cao một quả cầu với vận tốc ban đầu v₀ = 5 m/s, lấy g = 10 m/s² và bỏ qua lực cản của không khí.

a. Tính độ cao cực đại mà quả cầu đạt được so với mặt đất.

b. Sau bao lâu kể từ lúc ném thì quả cầu rơi xuống tới mặt đất.

c. Tính vận tốc của quả cầu ngay trước khi chạm đất.

Trả lời:

Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ

Độ dịch chuyển của hòn đá là d = y = v₀t - = 15,5t - 5t²

a. Khi hòn đá chạm mặt nước biển thì y = -75 15,5 t - 5t² = - 75 => t = 5,72s

b. Vận tốc của hòn đá v_t = v₀ – gt = 15,5 – 10.5,72 = -41,7 m/s

c. Ta có:

v²_A – v²₀ = 2gs_OA

s = 2s_OA + s_OB = 2.12 + 75 = 99m

Câu 2: Một vật rơi từ độ cao 80m xuống đất, tính quãng đường vật rơi sau 2s đầu và trong 2s cuối cùng. Lấy g = 10 m/s².

Trả lời:

Thời gian vật đi hết quãng đường 20m là:

Quãng đường vật đi được sau 2s là: s_sau2s =

Quãng đường vật đi được trong 2s cuối cùng là:

Câu 3: Một hòn đá rơi qua một cửa sổ có chiều cao 2,2 m trong thời gian 0,31 giây. Hỏi hòn đá đã rơi từ độ cao nào so với cạnh trên của cửa sổ lấy g = 10 m/s².

Trả lời:

Giả sử hòn đá rơi từ A ta có:

Theo đề bài:

t_BC = 0,31 t_AC – t_AB = 0,31 - = 0,31

- = 0,31

- = 0,31

Câu 4: Một hòn đá được ném thẳng đứng lên trên từ một vách đá có độ cao 75m so với mực nước biển với vận tốc 15,5 m/s. Lấy g = 10 m/s.

a. Sau bao lâu hòn đá rơi xuống đến mặt nước biển?

b. Vận tốc của hòn đá ngay trước khi chạm mặt nước biển là bao nhiêu?

c. Quãng đường mà hòn đá đã di chuyển từ lúc ném đến lúc rơi xuống mặt biển.

Trả lời:

Chọn hệ quy chiếu trục Oy hướng lên như hình vẽ

a. Ta có v = v₀ – g

Khi quả cầu lên tới B thì v = 0 nên suy ra: 0 = 5 – 10t_AB => t_AB = 0,5s

Phương trình chuyển động của quả cầu là: y = y₀ + v₀t - gt² = 0,8 + 5t – 5t²

Tại B ta có: y_B = 0,8 + 5.0,5 – 5. 0,5² = 2,05m

b. Quả cầu chạm đất thì y = 0 nên 0 = 0,8 + 5t_AO – 5t²_AO => t_AO = 1,14s

c. Vận tốc ngay khi chạm đất: v = v₀ = gt_AO = 5 – 10.1,14 = -6,4m/s