CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT NÉM THEO PHƯƠNG NGANG
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Chuyển động của một vật bị ném ngang có thể xem là sự kết hợp của hai chuyển động: rơi thẳng đứng và đều theo phương nằm ngang. Hai chuyển động xảy ra độc lập với nhau và tổng hợp hai chuyển động này ta có chuyển động của vật ném ngang.
a. Chọn hệ trục toạ độ và gốc thời gian.
Chọn hệ trục toạ độ Đề-các xOy, trục Ox hướng theo véc tơ vận tốc vo , trục Oy hướng theo véc tơ trọng lực P
Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu ném.
b. Phân tích chuyển động
Chuyển động của các hình chiếu Mx và My trên các trục Ox và Oy gọi là các chuyển động thành phần của vật M.
+ Trên trục Ox ta có : ax = 0 ; vx = vo ; à x = vot
+ Trên trục Oy ta có : ay = g ; vy = gt ;à y = \(\frac{1}{2}\(gt2
Chuyển động này xảy ra độc lập đối với chuyển động kia. Kết hợp lại có chuyển động vật ném.
c. Công thức tính
+ Thời gian vật bay trong không khí : Cả 3 thời gian vật bay trong không khí, rơi chạm đất, đi hết quãng đường L đều bằng nhau: à \(t=\sqrt{\frac{2h}{g}}\)
+ Tầm ném xa: \(L={{x}_{\max }}={{v}_{0}}.t={{v}_{0}}.\sqrt{\frac{2h}{g}}\)
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Một máy bay bay theo phương ngang ở cùng độ cao 10 km với tốc độ 720 km/h. Viên phi công phải thả quả bom từ xa cách mục tiêu (theo phương ngang) bao nhiêu để quả bom rơi trúng mục tiêu? Lấy g = 10m/s2. Vẽ một cách gần đúng dạng quỹ đạo của quả bom.
Giải
Quả bom được xem như ném ngang có \(v_0= 720 km/h = 200 m/s\), \(h=10km=10^4m\)
Áp dụng công thức tính tầm ném xa ta có:
\(L = \displaystyle{v_0}\sqrt {{{2h} \over g}} = 200\sqrt {{{{{2.10}^4}} \over {10}}} \approx 8944m\)
Để quả bom rơi trúng mục tiêu viên phi công phải thả quả bom từ xa cách mục tiêu (theo phương ngang) 8944m.
Phương trình quỹ đạo của vật ném ngang: \(y = \displaystyle{g \over {2v_0^2}}{x^2} = {{10} \over {{{2.200}^2}}}{x^2} \\\Rightarrow y = \displaystyle{{{x^2}} \over {8000}}\left( m \right)\)
Dạng quỹ đạo:
Bài 2: Một máy bay theo phương ngang ở độ cao 5 km với vận tốc không đổi 720 km/h. Người trên máy bay muốn thả một vật rơi trúng một đích nào đó trên mặt đất thì phải thả từ cách đích bao xa theo phương nằm ngang ? Bỏ qua lực cản của không khí
Giải
h = 5 km =5000 m , \({v_0} = 720\,km/h = 200\,m/s\).
Bỏ qua lực cản ; \(g = 10\,m/{s^2}\).
Vật thả từ máy bay ngang là vật bị ném ngang với vận tốc bằng vận tốc của máy bay nên muốn thả trúng đích thì máy bay phải thả vật cách đích (theo phương ngang) 1 khoảng bằng tầm bay xa của vật.
\(L = {v_0}\sqrt {{{2h} \over g}} = 200\sqrt {{{2.500} \over {10}}} \approx 6325\,(m)\)
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1:Một máy bay ném bom bay theo phương ngang ở độ cao 2km với v = 504km/h. Hỏi viên phi công phải thả bom từ xa cách mục tiêu( theo phương ngang) bao nhiêu Km để bom rơi trúng mục tiêu ?(lấy g = 10m/s2.)
ĐS 2,8 Km
Bài 2:Từ độ cao h = 80m, người ta ném một quả cầu theo phương nằm ngang với v0 = 20m/s. Xác định vị trí và vận tốc của quả cầu khi chạm đất. Cho rằng sức cản của không khí không đáng kể,
Lấy g = 10m/s2
ĐS: 80 m ; 44,7m/s
Bài 3:Một vật được ném lên thẳng đứng xuống dưới từ vị trí cách mặt đất 30cm, v0 = 5m/s, lấy g = 10m/s2. Bỏ qua sức cản của KK.
a/ Thời gian từ lúc ném đến lúc vật chạm đất.
b/ Vận tốc của vật lúc chạm đất.
Bài 4:Từ sân thượng cao 20m một người đã ném một hòn sỏi theo phương ngang với v0 = 4m/s, g = 10m/s2.
a/ Viết pt chuyển động của hòn sỏi theo trục Ox, Oy.
b/ Viết pt quỹ đạo của hòn sỏi.
c/ Hòn sỏi đạt tầm xa bằng bao nhiêu? Vận tốc của nó khi vừa chạm đất.
Bài 5:Một vật được ném ngang ở độ cao 20m và lúc chạm đất có v = 25m/s, g = 10m/s2. Tìm vận tốc đầu thả vật.
Bài 6:Một vật được ném theo phương ngang từ độ cao h = 80m, có tầm ném xa là 120m. Bỏ qua sức cản KK, g = 10m/s2. Tính vận tốc ban đầu và vận tốc của vật lúc chạm đất.
Bài 7:Một người đứng ở độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s2. Ném 1 hòn đá theo phương ngang. Tính thời gian hòn đá chạm đất?.
Bài 8:Từ một đỉnh tháp cao 80m, một vật nhỏ được ném theo phương ngang với v0 = 20m/s, g = 10m/s2.
a/ Vật chạm đất cách chân tháp bao xa.
b/ Tính tốc độ chạm đất của vật.
...
---(Nội dung đầy đủ và chi tiết của tài liệu, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Bài tập tự luận về Chuyển động của vật ném theo phương ngang Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
