Tiêu đề 10 - KNTT - SỰ RƠI TỰ DO - GIÁO VIÊN.docx ✅

BÀI 10 SỰ RƠI TỰ DO I. SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO:  Sự rơi của các vật trong không khí:  Các vật rơi trong không khí xảy ra nhanh chậm khác nhau là do lực cản của không khí tác dụng vào chúng khác nhau.  Lực cản càng nhỏ so với trọng lực tác dụng lên vật thì vật sẽ rơi càng nhanh và ngược lại.  Nếu loại bỏ được sức cản của không khí thì các vật sẽ rơi nhanh như nhau.  Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do):  Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau. Sự rơi của các vật trong trường hợp này gọi là sự rơi tự do.  Nếu vật rơi trong không khí mà độ lớn của lực cản không khí không đáng kể so với trọng lượng của vật thì cũng coi là rơi tự do.  Định nghĩa: Sự rơi tự do là sự rơi của các vật ở gần mặt đất và chỉ dưới tác dụng của trọng lực. II. KHẢO SÁT SỰ RƠI TỰ DO:  Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do.  Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng (phương của dây dọi). O () g 0h             Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới.  Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc agconst.  Tại cùng một nơi trên Trái Đất, các vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g.  Các công thức của chuyển động rơi tự do không có vận tốc đầu: CÔNG THỨC TÍNH VẬN TỐC 0vvgt CÔNG THỨC TÍNH ĐỘ DỊCH CHUYỂN QUÃNG ĐƯỜNG ĐI ĐƯỢC 2 0 1 svtgt 2 CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THỜI GIAN 22 0vv2gs PHƯƠNG TRÌNH VẬN TỐC ovgtt PHƯƠNG TRÌNH TỌA ĐỘ 2oo1xxgtt 2 VẬN TỐC KHI CHẠM ĐẤT cdcdcdv2gh hay v = gt ĐỘ CAO THẢ VẬT RƠI TỰ DO 21 hgt 2
THỜI GIAN TỪ LÚC RƠI ĐẾN KHI CHẠM ĐẤT cd2h t g Lưu ý rằng:  Với sự rơi tự do thì ov0, ag. Nếu chọn ot0 thì 2 o 2 vgt 1 xxgt 2 1 sgt 2           .  Gia tốc rơi tự do:  Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, các vật đều rơi tự do với cùng một gia tốc g.  Ở những nơi khác nhau, gia tốc rơi tự do sẽ khác nhau:  Ở địa cực g lớn nhất với g = 9,8324 m/s 2 .  Ở xích đạo g nhỏ nhất với g = 9,7872 m/s 2 .  Nếu không đòi hỏi độ chính xác cao, ở mặt đất ta hường lấy 2g9,8 m/s hoặc 2g10 m/s.
BÀI TẬP TỰ LUẬN Dạng 1 TÍNH QUÃNG ĐƯỜNG – VẬN TỐC TRONG RƠI TỰ DO Câu 1: [TTN] Một vật rơi tự do từ độ cao 20 m xuống đất, lấy g = 10 m/s 2 . Tính: a. Thời gian để vật rơi đến đất. b. Vận tốc lúc vừa chạm đất. Hướng dẫn giải - Chọn trục tọa độ Oy trùng với quỹ đạo chuyển động của vật. - Gốc tọa độ tại O, chiều dương trùng với chiều chuyển động của vật ( hướng xuống dưới). a. Khi vật chạm đất thì s = h = 20m. - Ta có 212h2.20 h = gtt = = = 2 s. 2g10 b. Vận tốc của vật khi vừa chạm đất là v = gt = 10.2 = 20 m/s. Lưu ý: Ta có thể tính vận tốc lúc vừa chạm đất bằng công thức v = 2gh = 2.20.10 = 20 m/s. Câu 2: [TTN] Một vật được thả rơi không vận tốc đầu khi vừa chạm đất có v = 70 m/s, g = 10 m/s 2 . a. Xác định quãng đường rơi của vật. b. Tính thời gian rơi của vật. Hướng dẫn giải Chọn trục tọa độ Oy trùng với quỹ đạo chuyển động của vật. Gốc tọa độ tại O, chiều dương trùng với chiều chuyển động của vật ( hướng xuống dưới). a. Khi vật chạm đất thì s = h. Ta có 22 2v70 v = 2ghh = = = 245 m. 2g2.10 b. Thời gian rơi của vật là v70 v = gtt = = = 7 s. g10 Lưu ý Ta có thể tính thời gian rơi bằng công thức 212h2.245 h = gtt = = = 7 s. 2g10 Câu 3: [TTN] Thả một hòn đá từ độ cao h xuống đất, hòn đá rơi trong 1 s. Nếu thả hòn đá đó từ độ cao h' = 4h thì thời gian rơi là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Áp dụng công thức 21 h = gt. 2 Ta có 2 2 2 1 h = g1 h112 =t = 2 s. 1h'4t h' = 4h = gt 2       Câu 4: [TTN] Một vật rơi tự do khi chạm đất thì vật đạt vận tốc v = 30m/s. Hỏi vật được thả rơi từ độ cao nào? Lấy 2g = 10m/s. Hướng dẫn giải Cách 1 Áp dụng công thức 2222 220 0 v- v30- 0 v - v = 2ghh = = = 45 m. 2g2.10 Cách 2 Thời gian vật rơi là v v = gtt = = 3 s. g Độ cao thả vật là 2211 h = gt = .10.3 = 45 m. 22
Câu 5: [TTN] Người ta thả một vật rơi tự do, sau 4 s vật chạm đất, lấy 2g = 10m/s. Xác định: a. Độ cao lúc thả vật. b. Vận tốc khi chạm đất. c. Độ cao của vật sau khi thả được 2s. Hướng dẫn giải a. Độ cao thả vật là 2211 h = gt = .10.4 = 80 m. 22 b. Vận tốc của vật khi chạm đất là v = gt = 10.4 = 40 m/s. c. Quãng đường vật đi được sau 2s là 22 11 11 h = gt = .10.2 = 20 m. 22 Độ cao vật sau khi thả 2s là 1Δh = h - h = 80 - 20 = 60 m. Câu 6: [TTN] Một người thả vật rơi tự do, vật chạm đất có v = 30 m/s, g = 10 m/s 2 . a. Tìm độ cao thả vật. b. Vận tốc vật khi rơi được 20 m. c. Độ cao của vật sau khi đi được sau 2 s. Hướng dẫn giải - Chọn gốc tọa độ tại vị trí thả vật, mốc thời gian là lúc vật bắt đầu rơi, chiều dương hướng xuống - Thời gian rơi của vật v30 vgtt3 s. g10 a. Độ cao nơi thả rơi vật cũng chính là quãng đường vật đi được cho đến khi chạm đất 22 0max gt10.3 hs45 m. 22 b. Vật tốc của vật khi rơi được 20 m là 2v2gsv2gs2.10.2020 m/s. c. Quãng đường vật đi được sau 2s là 22 gt10.2 s20 m. 22 - Độ cao của vật tại thời điểm đólà 0hhs452025 m. Câu 7: [TTN] Từ vách núi, một người buông rơi một hòn đá xuống vực sâu. Từ lúc buông cho đến lúc nghe tiếng chạm của hòn đá mất 6,5 s. Biết rằng vận tốc truyền âm trong không khí xem như không đổi và bằng 360 m/s. Lấy 2g = 10 m/s. Hãy tính: a. Thời gian hòn đá rơi. b. Độ cao từ vách núi xuống đáy vực. Hướng dẫn giải - Chọn gốc tọa độ tại vị trí thả vật, mốc thời gian là lúc vật bắt đầu rơi, chiều dương hướng xuống. a. Gọi 1t là thời gian viên đá rơi cho đến khi chạm đất, 2t là thời gian âm thanh truyền từ đáy vực lên tới tai người nghe. - Phương trình chuyển động của viên đá là 21gth1 2 - Phương trình chuyển động của âm thanh là 2hvt2 - Từ (1) và (2) ta có 21 2 gt vt3 2