CHUYÊN ĐỀ CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI THEO HAI PHƯƠNG HỢP VỚI NHAU MỘT GÓC BẤT KỲ
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Áp dụng công thức cộng vận tốc và định lý cosin:
\(\begin{align} & \overrightarrow{{{v}_{13}}^{2}}=\overrightarrow{{{v}_{12}}^{2}}+\overrightarrow{{{v}_{23}}^{2}} \\ & \Rightarrow {{v}_{13}}=\sqrt{{{v}_{12}}^{2}+{{v}_{23}}^{2}+2.{{v}_{12}}.{{v}_{23}}.\cos \alpha } \\ & \alpha =\widehat{\left( {{v}_{12}},{{v}_{23}} \right)} \\ \end{align}\)
Quãng đường: \(s = {v_{13}}.t\)
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Một ô tô chạy với vận tốc 50 km/h trong trời mưa. Mưa rơi theo phương thẳng đứng. Trên cửa kính của xe, các vệt mưa rơi làm với phương thẳng đứng một góc 60°. Xác định vận tốc của giọt mưa đối với xe ô tô.
A. 57,7 km/h.
B. 50 km/h.
C. 45,45 km/h.
D. 60 km/h.
Hướng dẫn giải:
Chọn A.
Mưa rơi theo phương thẳng đứng nên vectơ vận tốc của giọt mưa đối với đất \(\overrightarrow{{{v}_{10}}}\) hướng thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
Ôtô chạy với vận tốc 50 km/h theo phương ngang nên vectơ vận tốc của ô tô đối với đất là \(\overrightarrow{{{v}_{20}}}\) hướng theo phương ngang (giả sử chiều sang bên trái như hình vẽ).
Vận tốc của giọt mưa đối với xe ô tô là \(\overrightarrow{{{v}_{12}}}\)
Ta có: \(\overrightarrow{{{v}_{10}}}=\overrightarrow{{{v}_{12}}}+\overrightarrow{{{v}_{20}}}\)
Sơ đồ vận tốc của giọt nước mưa đối với xe như hình vẽ.
Ta có sin 60° = v20/v12 ⟹ v12 = v20/sin60° = 57,7 km/h
Bài 2: Một người đứng ở điểm A cách đường quốc lộ h = 100m nhìn thấy một xe ô tô vừa đến B cách A d = 500m đang chạy trên đường với vận tốc v1 = 50kmm/h như hình vẽ. Đúng lúc nhìn thấy xe thì người đó chạy theo hướng AC biết góc BAC = α với vận tốc v2. Biết v2=20/√3(km/h) . Giá trị của α là:
A. 60° hoặc 120°.
B. 50° hoặc 100°.
C. 40° hoặc 80°.
D. 30° hoặc 120°.
Hướng dẫn giải:
Chọn A.
Gọi thời gian để người và xe cùng đến C là t
Ta có: AC = v2.t; BC = v1.t
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Các giọt nước mưa rơi đều thẳng đứng với vận tốc v1. Một xe lửa chuyển động thẳng đều theo phương ngang với vận tốc v2 = 10 m/s. Các giọt mưa rơi bám vào cửa kính và chạy dọc theo cửa kính theo hướng hợp góc 450 so với phương thẳng đứng. Vận tốc rơi đều của các giọt mưa là
A. 34,6m/s
B. 30m/s.
C. 11,5m/s
D. 10m/s
Câu 2. Một ô tô chạy với vận tốc 50km/h trong trời mưa. Mưa rơi theo phương thẳng đứng. Trên cửa kính bên xe, các vệt nước mưa rơi hợp với phương thẳng đứng một góc \({{60}^{o}}\). Vận tốc của giọt mưa đối với mặt đất là
A. 62,25km/h.
B. 57,73km/h.
C. 28,87km/h.
D. 43,3km/h.
Câu 3. Các giọt nước mưa rơi thẳng đứng với vận tốc 5m/s so với mặt đất. Một ôtô tải đang đi với vận tốc 36 km/h trên đường. Hỏi để cần che mưa, người ngồi trên thùng xe tải không mui phải cầm cán ô nghiêng góc bao nhiêu so với phương thẳng đứng
A. 510 32/
B. 740 15/
C. 600
D. 630 26/
Câu 4. các giọt nước mưa rơi đều thẳng đứng vận tốc v1. Một xe lửa chạy thẳng đều theo phương ngang với vận tốc v1 = 17,3m/s. Các giọt nước mưa bám vào cửa kính và chạy dọc theo hướng hợp 300 với phương thẳng đứng. Vận tốc rơi thẳng đều của các giọt nước mưa là
A. 34,6m/s
B. 30m/s.
C. 11,5m/s
D. Khác A, B, C.
Câu 5. Một người chèo thuyền qua sông với vận tốc 5,4km/h theo hướng vuông góc với bờ sông. Do nước sông chảy nên thuyền đã bị đưa xuôi theo dòng chảy xuống phía dưới hạ lưu một đoạn bằng 120m. Độ rộng của dòng sông là 450m. Hãy tính vận tốc của dòng nước chảy đối với bờ sông và thời gian thuyền qua sông ?
A. 0,4m/s và \(5\) phút.
B. 0,4m/s và \(6\) phút.
C. 0,54m/s. và \(7\) phút.
D. 0,45m/s và \(7\) phút
Câu 6. Một ôtô chạy với vận tốc 72km/h về phía đông trong cơn mưa gió thổi tạt những hạt mưa về phía đông so với góc 600 so với phương thẳng đứng. Người lái xe thấy hạt mưa về phía đông so với góc 600 so với phương thẳng đứng người lái xe nhìn thấy hạt mưa rơi thẳng đứng. Tính độ lớn vận tốc của hạt mưa so với mặt đất và vận tốc hạt mưa so với xe
A.25m/s và 15m/s.
B. 12m/s và 23m/s.
C. 52m/s và 51m/s.
D. 32m/s và 21m/s.
Câu 7: Một hành khách ngồi trong xe ô tô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 14,14 m/s, thì thấy các giọt mưa vạch trên kính của xe những đường thẳng nghiêng 450 so với phương thẳng đứng. Nếu giả thiết các giọt mưa rơi đều theo phương thẳng đứng thì vận tốc rơi của giọt mưa là
A. 50,90 km/h.
B. 14,14m/s.
C. 28,28 m/s.
D. 7,07 m/s.
Câu 8: Một hành khách ngồi trên toa xe lửa đang chạy trong mưa với tốc độ 17,3 m/s. Biết các giọt nước mưa rơi đều theo phương thẳng đứng với vận tốc bằng 30 m/s. Qua cửa sổ của tàu người ấy thấy các giọt nước mưa vạch những đường thẳng nghiêng góc α so với phương thẳng đứng α có giá trị bằng
A. 500. B. 450. C. 600. D. 300.
Câu 9. Ca nô đi ngang qua sông từ M đến N như hình vẽ. Nhưng do dòng nước chảy nên sau một thời gian t = 2 phút, ca nô đến vị trí P ở bờ bên kia, cách P một đoạn NP =180m. Nếu người lãi giữ cho mũi ca nô luôn hướng theo phương chếch với bờ sông góc 600 và máy như trước thì ca nô sẽ sang đúng điểm N. Vận tốc của dòng nước so với bờ sông và vận tốc của ca nô so với dòng nước lần lượt là
A. 1,5m/s và 3m/s.
B. 5m/s và 8m/s.
C. 1,5m/s và 4,5m/s.
D. 2,5m/s và 3m/s.
ĐÁP ÁN
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| D | C | D | A | A | B | B | D | A |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Chuyển động tương đối theo hai phương hợp với nhau một góc bất kỳ môn 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.
