BÀI 12: CHUYỂN ĐỘNG NÉM (16 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Quỹ đạo của chuyển động ném ngang có hình dạng như thế nào?

Trả lời:

Quỹ đạo của chuyển động ném ngang là parabol.

Câu 2: Tầm bay của vật được ném ngang từ độ cao h so với mặt đất, có gia tốc tự do g, tốc độ ban đầu v₀ là L =?

Trả lời:

Câu 3: Phương và chiều của gia tốc của vật trong chuyển động ném ngang tại một vị trí bất kỳ là?

Trả lời:

Phương thẳng đứng, chiều hướng xuống dưới

Câu 4: Phát biểu sau đây là đúng hay sai khi nói về chuyển động ném ngang, giải thích? “Vật rơi xuống nhanh hơn nếu được tác động thêm vận tốc đầu”

Trả lời:

Sai. Thời gian rơi của vật không phụ thuộc vào vận tốc đầu mà chỉ phụ thuộc độ cao.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Một vận động viên đá các quả bóng chuyển động trong không khí theo các quỹ đạo như trong hình vẽ, các quỹ đạo đều có cùng độ cao cực đại là h. Bỏ qua lực cản của không khí. Quỹ đạo nào có thời gian chuyển động lâu nhất?

Trả lời:

Cả 3 quỹ đạo đều có cùng thời gian chuyển động.

Vì thời gian rơi của vật không phụ thuộc vào vận tốc đầu mà chỉ phụ thuộc độ cao, và độ cao cực đại của cả 3 quỹ đạo đều bằng nhau.

Câu 2: Viên bi A có khối lượng gấp hai lần viên bi B. Thả rơi bi A và ném ngang bi B từ cùng độ cao h. Bỏ qua sức cản không khí. Viên bi nào sẽ chạm đất trước?

Trả lời:

Cả hai chạm đất cùng lúc

Chuyển động rơi tự do và ném ngang phụ thuộc vào độ cao mà không phụ thuộc vào khối lượng vật.

Câu 3: Một vật được ném theo phương ngang với vận tốc từ độ cao h so với mặt đất. Chọn hệ trục tọa độ Oxy sao cho gốc O trùng với vị trí ném, Ox theo phương vận tốc ban đầu, Oy hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc thời gian là lúc ném. Độ lớn vận tốc của vật tại thời điểm t được xác định bằng biểu thức nào?

Trả lời:

Câu 4: Tầm bay xa của vật khối lượng m được ném ngang từ độ cao h với vận tốc ban đầu v₀ phụ thuộc vào yếu tố nào trong 3 đại lượng đã nêu trên (m, v₀, h)?

Trả lời:

v₀ và h

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Một vận động viên mô tô địa hình muốn bay khỏi một vách núi cao 50m và tiếp đất ở vị trí cách vách núi theo phương ngang một đoạn 90 m, lấy g = 10m/s². Hỏi vận động viên phải rời khỏi vách núi với vận tốc theo phương ngang là bao nhiêu?

Trả lời:

Áp dụng công thức chuyển động ném ngang ta có tầm xa của chuyển động là

L = =>

Câu 2: Một vận động viên thể thao mạo hiểm thực hiện một pha nhảy dù từ đỉnh của ngọn núi El Capitan, một vách đá cao 910m ở vườn quốc gia Yosemite. Vận động viên chạy lấy đà và đạt vận tốc 4 m/s theo phương ngang ngay trước khi rời vách đá. Vận động viên rơi tự do cho đến khi cách mặt đất 150m thì mở dù, lấy g = 10m/s².

a. Tính thời gian rơi tự do của vận động viên và khoảng cách từ vận động viên đến vách đá khi mở dù.

b. Tính độ lớn vận tốc của vận động viên lúc mở dù.

Trả lời:

a. Thời gian rơi tự do h =

Khoảng cách từ vận động viên tới vách đá là: x=v0t=4.12,33=49,32m

b. Ta có v_y = gt = 10.12,33 = 123,3m/s; v_x = v₀ = 4m/s

suy ra v =

Câu 3: Một diễn viên đóng thế muốn điều khiển ô tô của mình chuyển động qua 8 ô tô đậu cạnh nhau bên dưới một đoạn đường dốc ngang như hình vẽ. Biết chiều cao của đoạn đường dốc là 1,5m, khoảng cách theo phương ngang của ô tô là 22m. Lấy g = 10m/s², bỏ qua sức cản không khí. Tốc độ tối thiểu của ô tô khi rời khỏi đoạn đường dốc là

Trả lời:

Câu 4: Một quả bóng được đá theo phương ngang với vận tốc ban đầu 15m/s từ một điểm trên một ngọn đồi có độ dốc , lấy g = 10m/s². Sau bao lâu quả bóng rơi chạm đất? Vị trí điểm rơi chạm đất ở đâu?

Trả lời:

Hệ tọa độ: Chọn gốc tọa độ tại vị trí quả bóng được đá. Trục x nằm ngang và trục y thẳng đứng hướng xuống (để gia tốc trọng trường g có giá trị dương).

Phương trình chuyển động:

• Phương ngang (x):

  • x(t) = v_0x​t = 15t

  • v_x​(t) = v_0x​ = 15m/s

  • a_x​ = 0

• Phương thẳng đứng (y):

  • y(t) = v_0y​t + ​gt² = 0⋅t + ​(10) t² = 5t2

  • v_y​(t) = v_0y​ + gt = 0 + 10t = 10t

  • a_y​ = g =10m/s²

Phương trình đường thẳng của ngọn đồi là y = x.

Thay các phương trình chuyển động vào điều kiện chạm đất:

5t² = 15t → 5t² − 15t = 0 → 5t(t−3) = 0 → t = 0 và t = 3s. Vậy, thời gian để quả bóng rơi chạm đất là t = 3s.

Thay t = 3s vào phương trình chuyển động theo phương ngang: x(3) = 15×3 = 45m

→ Tọa độ y của điểm rơi là: y(3) = 45m

Vậy, vị trí điểm rơi chạm đất có tọa độ (x, y) = (45m, 45m) so với điểm đá ban đầu.

4. VẬN DỤNG CAO (4 CÂU)

Câu 1: Một sân chơi nằm trên sân thượng của một trường học có độ cao 6 m so với mặt đường bức tường thẳng đứng của tòa nhà cao h = 7 m so với mặt đường tạo thành một lan can cao 1 m bao quanh sân chơi. Một nhóm học sinh đang chơi bóng trên sân thượng vô tình làm rơi quả bóng xuống đường một người qua đường đá quả bóng bay lên sân thượng theo một góc nghiêng = 53 độ so với phương ngang và ở điểm cách chân tường một khoảng d = 24 m. Quả bóng mất 2,2 giây để đến một điểm cao thẳng đứng phía trên bức tường.

a. Tìm tốc độ mà quả bóng được đá đi từ mặt đất.

b. Tìm độ cao của quả bóng so với đỉnh bức tường khi nó bay ngang qua bức tường.

c. Tìm khoảng cách theo phương ngang từ bức tường đến điểm rơi của quả bóng trên sân thượng.

Trả lời:

Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ

Theo trục Ox ta có

a. Khi quả bóng bay tới A thì: x_A = d v₀cos(53).2,2 = 24 => v₀ = 18 m/s

Câu 2: Một vận động viên quần vợt đang giao một quả bóng theo phương ngang. Quả bóng được đánh đi ở độ cao 2,5 m và đánh và cách lưới theo phương ngang một đoạn 15 m, lưới có chiều cao 0,9 m.

a. Hỏi tốc độ ban đầu tối thiểu của quả bóng là bao nhiêu thì nó qua được lưới?

b. Quả bóng sẽ chạm đất ở đâu nếu nó vừa lọt qua được lưới sẽ là tốt nhất nếu quả bóng rơi cách lưới trong vòng 7 m?

Trả lời:

Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ

Theo phương Ox ta có (1)

Theo phương Oy ta có (2)

Thay (1) vào (2) ta được

Để bóng có thể qua được lưới thì tại A ta có x = 15m và y

Thay vào phương trình (3) ta được

Tốc độ tối thiểu là 26,25m/s

b. Khi quả bóng chạm đất thì y = 2,5m thay vào (3) ta được

=> x = 18,75m

Vậy quả bóng rơi cách lưới là

Câu 3: Một đứa trẻ đang ngồi trong một toa xe chuyển động trên đường thẳng với vận tốc không đổi là 5 m/s. Đứa trẻ ném một quả bóng theo phương thẳng đứng với vận tốc 5 m/s so với toa xe. Hỏi sau bao lâu quả bóng rơi trở lại toa xe và quãng đường toa xe đi được trong thời gian đó? Bỏ qua sức cản không khí lấy g bằng 10 m/s².

Trả lời:

Câu 4: Một vận động viên nhảy cao đã nhảy từ một bờ sông này qua bên sông kia như hình vẽ. Hỏi vận động viên phải nhảy với vận tốc ban đầu tối thiểu bằng bao nhiêu để có thể qua được bờ bên kia? Lấy g = 10 m/s², bỏ qua lực cản không khí.

Trả lời:

Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ

Theo trục Ox ta có:

Theo trục Oy ta có:

Thay (1) vào (2) ta được

Giả sử vận động viên tiếp đất ở bờ bên kia tại A (10,0) thay vào (3) ta có

Vậy vận tốc tối thiểu mà vận động viên phải đạt được để có thể nhảy qua là