Người ta bắn một viên bi với vận tốc ban đầu 4 m/s hướng lên theo phương

Giải Vật lí 10 Bài 12 - Kết nối tri thức: Chuyển động ném

Câu hỏi trang 53 Vật Lí 10: Người ta bắn một viên bi với vận tốc ban đầu 4 m/s hướng lên theo phương xiên 45^o so với phương nằm ngang. Coi sức cản của không khí là không đáng kể.

1. Tính vận tốc của viên bi theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng tại các thời điểm: bắt đầu bắn, sau 0,1 s và sau 0,2 s.

2. a) Viên bi đạt tầm cao H vào lúc nào?

b) Tính tầm cao H.

c) Gia tốc của viên bi ở tầm cao H có giá trị bằng bao nhiêu?

3. a) Vận tốc của viên bi có độ lớn cực tiểu ở vị trí nào?

b) Viên bi có vận tốc cực tiểu vào thời điểm nào?

4. a) Khi nào viên bi chạm sàn?

b) Xác định vận tốc của viên bi khi chạm sàn?

c) Xác định tầm xa L của viên bi.

Lời giải:

1. Vận tốc ban đầu của viên bi theo phương ngang:

$v_{0x}=v_0.\cos \alpha =4.\cos {45}^o=2\sqrt{2}\left(m/s\right).$ 

Vận tốc ban đầu của viên bi theo phương thẳng đứng:

$v_{0y}=v_0.\sin \alpha =4.sin{45}^o=2\sqrt{2}\left(m/s\right).$

Vận tốc theo phương ngang của viên bi sau 0,1s và 0,2 s: $v_x=v_{0x}=2\sqrt{2}\left(m/s\right).$ 

Vận tốc theo phương thẳng đứng của viên bi sau 0,1s:

$v_y=v_0-g{t}_1=2\sqrt{2}-9,8.0,1=1,85\left(m/s\right).$ 

Vận tốc theo phương thẳng đứng của viên bi sau 0,2s:

$v_y=v_0-g{t}_2=2\sqrt{2}-9,8.0,2=0,87\left(m/s\right).$ 

2.

a. Khi viên bi đạt tầm cao H thì $v_y=0\Rightarrow v_{0y}-gt=0\Rightarrow t=\frac{v_{0y}}{g}=\frac{2\sqrt{2}}{9,8}=0,29\left(s\right).$ 

b. Tầm cao H: $H=\frac{v_{0y}^2}{2g}=\frac{{\left(2\sqrt{2}\right)}^2}{2.9,8}=0,4\left(m\right).$ 

c. Gia tốc viên bi ở tầm cao H: a = - g = - 9,8 m/s².

3.  

a. Vận tốc của viên bi ở thời điểm t bất kì: $v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}$

Vì v_x không đổi nên v có giá trị nhỏ nhất khi v_y = 0 (khi đạt tầm cao H)

Vậy vận tốc viên bi có độ lớn cực tiểu bằng 0 ở tầm cao H = 0,4 m.

b. Viên bi có vận tốc cực tiểu vào thời điểm đạt tầm cao H: t = 0,29s.

4.

a. Thời gian viên bi chạm mặt sàn: $t\text{'}=2t=2.0,29=0,58\left(s\right).$ 

b. Vận tốc bi khi chạm sàn: $v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}$

$\left\{\begin{array}{l}{v}_x=v_{0x}=2\sqrt{2}m/s\\ v_y=v_{0y}-gt\text{'}=2\sqrt{2}-9,8.0,58=-2,86m/s\end{array}\right.$

$\Rightarrow v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}\approx 4,02\left(m/s\right).$ 

c. Tầm xa của bi: $L=v_x.t\text{'}=2\sqrt{2}.0,58=1,64\left(m\right).$ 

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác: 

Khởi động trang 49 Vật Lí 10: Nhảy xa là một ví dụ về chuyển động ném. Theo em, trong việc nhảy xa...

Câu hỏi trang 49 Vật Lí 10: Hai viên bi có chạm đất cùng một lúc không...

Câu hỏi trang 49 Vật Lí 10: Hãy nhận xét về sự thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng của hai viên bi...

Câu hỏi trang 50 Vật Lí 10: Hãy quan sát hình ảnh hoạt nghiệm ở Hình 12.2 để chứng tỏ chuyển động thành phần...

Hoạt động 1 trang 51 Vật Lí 10: Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra những kết luận 1 và 2...

Hoạt động 2 trang 51 Vật Lí 10: Dùng thước kẻ giữ ba viên bi (sắt, thủy tinh và gỗ) có cùng kích thước...

Câu hỏi 1 trang 51 Vật Lí 10: Nếu đồng thời ném hai quả bóng giống nhau với những vận tốc bằng nhau...

Câu hỏi 2 trang 51 Vật Lí 10: Một máy bay chở hàng đang bay ngang ở độ cao 490 m với vận tốc 100 m/s...

Câu hỏi trang 51 Vật Lí 10: Hãy tìm thêm ví dụ về chuyển động ném xiên trong đời sống...

Em có thể 1 trang 54 Vật Lí 10: Sử dụng được các công thức của chuyển động ném ngang để giải thích...

Em có thể 2 trang 54 Vật Lí 10: Vận dụng được kiến thức về chuyển động ném xiên để giải thích một số tình huống đơn giản...

Hoạt động trải nghiệm trang 54 Vật Lí 10: 1. Tìm hiểu bằng lí thuyết...