Để giúp các em học tốt các kiến thức môn Vật Lý về chuyển động rơi tự do….. trong chương trình lớp 10. HỌC247 xin giới thiệu đến các em nội dung tài liệu Phương pháp giải bài toán rơi tự do môn Vật Lý 10 năm 2021-2022. Mời các em cùng tham khảo nội dung chi tiết bên dưới đây!
1. TRỌNG TÂM KIẾN THỨC
1.1. Sự rơi tự do
Là sự rơi của một vật chỉ dưới tác dụng của trọng lực
1.2. Đặc điểm
- Có phương thẳng đứng
- Chiều từ trên xuống
- Là chuyển động thẳng nhanh dần đều
- Tại cùng một nơi trên Trái Đất và ở gần mặt đất, các vật rơi tự do đều có cùng một gia tốc g.
Thường lấy \(g=9,8m/{{s}^{2}}\) hoặc \(g=10m/{{s}^{2}}\)
1.3. Các phương trình
Chọn trục toạ độ có chiều dương hướng xuống ta có các phương trình
Vận tốc: \(\upsilon =g\left( t-{{t}_{0}} \right)\)
Toạ độ: \(x={{x}_{0}}+g\frac{{{\left( t-{{t}_{0}} \right)}^{2}}}{2}\)
Độc lập thời gian: \({{\upsilon }^{2}}=2g\Delta x\)
Chú ý: Nếu chọn gốc O tại vị trí thả vật, gốc thời gian \({{t}_{0}}=0\), thì các phương trình bên trở thành: \(v=gt\); \(s=g\frac{{{t}^{2}}}{2}\) ; \({{v}^{2}}=2gs\)
2. VÍ DỤ MINH HOẠ
Ví dụ 1: Một vật rơi tự do từ độ cao h xuống đất. Nếu thời gian để vật rơi được nửa quãng đường đầu là \({{t}_{1}}\) , thời gian vât rơi được nửa quãng đường sau là \({{t}_{2}}\) thì mối quan hệ \({{t}_{1}}\) và \){{t}_{2}}\) là:
A. \({{t}_{1}}={{t}_{2}}\)
B. \({{t}_{1}}>{{t}_{2}}\)
C. \({{t}_{1}}<{{t}_{2}}\)
D. phụ thuộc khối lượng của vật
Lời giải:
Vì rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều nên \({{t}_{2}}<{{t}_{1}}\)
Đáp án B
Ví dụ 2: Một hòn đá rơi tự do từ một điểm cách mặt đất 45m, tại nơi có gia tốc trọng trường \(g=10m/{{s}^{2}}\). Vận tốc của hoà đá ngay trước khi chạm đất là
A. 20m/s B. 30m/s C. 45m/s D. 90m/s
Lời giải:
Vận tốc của hòn đá ngay trước khi chạm đất là: \(\upsilon =\sqrt{2gh}=\sqrt{2.10.45}=30m/s\)
Đáp án B
Ví dụ 3: Vật thứ nhất thả rơi tự do từ độ cao \({{h}_{1}}\) , vật chạm đất trong thờ gian \({{t}_{1}}\), vật thứ hai thả rơi tự do từ độ cao \({{h}_{2}}\) , vật chạm đất trong thời gian \({{t}_{2}}\) . Tỉ số \({{t}_{1}}:{{t}_{2}}\) bằng
A. \({{h}_{1}}:{{h}_{2}}\)
B. \({{h}_{2}}:{{h}_{1}}\)
C. \(\sqrt{{{h}_{1}}}:\sqrt{{{h}_{2}}}\)
D. \(h_{1}^{2}:h_{2}^{2}\)
Lời giải:
Khi các vật chạm đất: \({{t}_{1}}=\sqrt{\frac{2{{h}_{1}}}{g}};{{t}_{2}}=\sqrt{\frac{2{{h}_{2}}}{g}}\Rightarrow \frac{{{t}_{1}}}{{{t}_{2}}}=\sqrt{{{h}_{1}}}:\sqrt{{{h}_{2}}}\)
Chú ý: \(\frac{{{t}_{1}}}{{{t}_{2}}}=\sqrt{\frac{{{h}_{1}}}{{{h}_{2}}}}\)
Đáp án C
Ví dụ 4: Thời gian để một quả bóng rơi tự do từ đỉnh tháp chiều cao h xuống đất là t. Tại thời điểm t/3 sau khi quả bóng rơi, quả bóng cách mặt đất một khoảng
A. \(\frac{1}{9}h\)
B. \(\frac{7}{9}h\)
C. \(\frac{8}{9}h\)
D. \(\frac{17}{18}h\)
Lời giải:
Ta có: \(h=g\frac{{{t}^{2}}}{2}\)
Tại thời điểm t/3 thì quả bóng đã rơi
Khoảng cách từ quả bóng đến mặt đất
Đáp án C
Ví dụ 5: Một vật rơi tự do từ đỉnh một toà nhà cao 80m, tại nơi có gia tốc trọng trường \(g=10m/{{s}^{2}}\). Quãng đường vật rơi được trong giây thứ 3 là
A. 15m
B. 25m
C. 35m
D. 45m
Lời giải:
Quãng đường vật rơi được sau n giây là: \({{s}_{n}}=g\frac{{{n}^{2}}}{2}\)
Quãng đường vật rơi được sau \(n-1\) giây là: \({{s}_{n-1}}=g\frac{{{\left( n-1 \right)}^{2}}}{2}\)
Vậy quãng đường vật rơi được trong giây thứ n là: \(\Delta {{s}_{n}}-\Delta {{s}_{n-1}}=\frac{8}{2}(2n-1)\)
Thay n=3 vào ta có: \(\Delta {{s}_{3}}=\frac{10}{2}(2.3-1)=25\text{m}\)
Chú ý: Quãng đường vật rơi tự do trong giây thứ n: \(\Delta {{s}_{n}}=\frac{g}{2}(2n-1)\)
- Quãng đường vật rơi sau n giây: \({{s}_{n}}=g\frac{{{n}^{2}}}{2}\)
Đáp án B
-----( Để xem đầy đủ nội dung của tài liệu, các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập để tải về máy)------
3. LUYỆN TẬP
Câu 1: Trường hợp nào dưới đây được xem là sự rơi tự do
A. Ném một hòn sỏi theo phương xiên gốc.
B. Ném một hòn sỏi theo phương án nằm ngang
C. Ném một hòn sỏi lên cao
D. Thả một hòn sỏi rơi xuống
Câu 2: Một vật rơi tự do thì chuyển động của vật
A. là chuyển động thẳng đều.
B. là chuyển động thẳng nhanh dần đều.
C. là chuyển động thẳng chậm dần đều.
D. là chuyển động thẳng có gia tốc thay đổi theo thời gian.
Câu 3: Điều nào sau đây là không đúng khi nói về chuyển động rơi tự do?
A. Sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ dưới tác dụng của trọng lực.
B. Các vật rơi tự do ở cùng một nơi trên Trái Đất và ở gần mặt đất đều có cùng một gia tốc.
C. Trong quá trình rơi tự do, gia tốc của vật không đổi cả về hướng và độ lớn.
D. Trong quá trình rơi tự do, gia tốc của vật không đổi cả về hướng và độ lớn.
Câu 4: Một vật được thả rơi tự do từ đỉnh tháp, nó chạm đất trong thời gian 4s. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\) . Chiều cao của tháp là
A. 80m B. 40m C. 20m D. 160m
Câu 5: Một vật rơi tự do từ độ cao 20m với đất. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Thời gian để vật chạm đất là:
A. 1 s B. \(\sqrt{2}\) s C. 2 s D. 4 s
Câu 6 : Tại cùng một địa điểm, hai vật được thả rơi tự do từ hai độ cao khác nhau \({{h}_{1}}\) và \){{h}_{2}}\). Khoảng thời gian rơi của vật thứ nhất lớn gấp đôi khoảng thời gian rơi của vật thứ hai. Tỉ số \({{h}_{1}}:{{h}_{2}}\) bằng
A. 0,5 B. 2 C. 4 D. 0,25
Câu 7: Tại cùng một địa điểm, hai vật được thả rơi tự do từ độ cao \({{h}_{1}}\) và \({{h}_{2}}\) so với đất. Biết \({{h}_{1}}=2{{h}_{2}}\) . Tỉ số vận tốc \({{\upsilon }_{1}}:{{\upsilon }_{2}}\) của hai vật ngay trước khi chạm đất là:
A. 0,5 B. 2 C. 4 D. \(\sqrt{2}\)
Câu 8: Mất 1s để một vật rơi tự do từ độ cao h xuông đất. Nếu vật rơi từ độ cao 9h thì thời gian rơi của vật là
A. 1 s B. 2 s C. 3 s D. 4 s
Câu 9: Một vật rơi tự do từ độ cao h xuống đất ở nơi có gia tốc trọng trường g. Vận tốc của vật khi đi được nửa quãng đường là
A. \(2gh\) B. \(\sqrt{2gh}\) C. \(\sqrt{gh}\) D. \(gh\)
Câu 10: Khi một vật rơi tự do thì độ tăng vận tốc trong 1s có độ lớn bằng
A. \(g\) B. \(2g\) C. \(\sqrt{g}\) D. \({{g}^{2}}\)
Câu 11: Một vật rơi tự do từ đỉnh một toà tháp. Quãng đường vật rơi được trong giây cuối cùng là 7h, trong đó h là quãng đường vật rơi được trong giây đầu tiên. Thời gian để vật chạm đất là
A. 3 s B. 4 s C. 5 s D. 6 s
Câu 12: Tỉ số giữa quãng đường vật rơi tự do trong giây thứ n và sau n giây là:
A. \(\frac{2n-1}{n}\)
B. \(\frac{{{n}^{2}}-1}{{{n}^{2}}}\)
C. \({{\left( \frac{n-1}{n} \right)}^{2}}\)
D. \(\frac{2n-1}{{{n}^{2}}}\)
Câu 13: Một vật rơi tự do, trong giây cuối cùng vật rơi được quãng đường bằng 45m. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Thời gian rơi của vật là
A. 3 s B. 4 s C. 5 s D. 6 s
Câu 14: Một vật rơi tự do, biết trong giây cuối cùng vật rơi được quãng đường bằng 25m. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Quãng đường mà vật đã rơi là
A. 45m B. 50m C. 55m D. 60m
Câu 15: Một vật rơi tự do từ độ cao h, nó rơi được \(\frac{9h}{25}\) quãng đường trong giây cuối. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Độ cao h bằng
A. 105m B. 115m C. 125m D. 135m
Câu 16: Một vật rơi tự do từ độ cao 100m. Nếu thời gian vật rơi trong khoảng 50 m đầu là \({{t}_{1}}\) , thời gian vật rơi trong 50m sau là \({{t}_{2}}\) giây. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Tỉ số \({{t}_{1}}/{{t}_{2}}\) gần với giá trị nào nhất sau đây
A. 5 :2 B. 3 :1 C. 3 :2 D. 5:3
Câu 17: Một vật rơi tự do từ độ cao h xuống đất. Gọi \({{t}_{1}}\) là thời gian khi vật rơi được quãng đường bằng nửa độ cao, t là thời gian rơi của vật khi vật chạm đất. Tỉ số \({{t}_{1}}/t\) bằng
A. 2 :5 B. \(1:\sqrt{3}\) C. \(\sqrt{3}:1\) D. \(1:\sqrt{2}\)
Câu 18: Một vật rơi tự do với quãng đường vật rơi được trong giây cuối cùng bằng quãng đường vật rơi được trong ba giây đầu. Thời gian rơi của vật là
A. 3s B. 5s C. 7s D. 9s
Câu 19: Một hòn đá thả rơi tự do từ đỉnh toà nhà 25 tầng nó chạm đất trong thời gian 5s. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Trong giây đầu tiên hòn đá đã đi qua số tầng của toà nhà là
A. 1 B. 2 C. 3 D. 5
Câu 20: Từ đỉnh tháp hai vật A và B được thả rơi tự do. Biết B được thả rơi sau A 1s. Lấy \(g=10m/{{s}^{2}}\). Khoảng cách giữa A và B tại thời điểm sau khi B rơi được 2 s là
A. 5m B. 10m C. 20m D. 25m
ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP
|
1.D |
2.B |
3.C |
4.A |
5.B |
6.C |
7.D |
8.C |
9.C |
10.A |
|
11.B |
12.D |
13.C |
14.A |
15.C |
16.A |
17.D |
18.B |
19.A |
20.D |
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Phương pháp giải bài toán rơi tự do môn Vật Lý 10 năm 2021-2022. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net 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.
