Bài 4: Sự rơi tự do

Bài 1 (trang 27 SGK Vật Lý 10) :

 Yếu tố nào ảnh hưởng đến sự rơi nhanh, chậm của các vật khác nhau trong không khí?

Lời giải:

Do sức cản của không khí tác dụng lên các vật khác nhau. Ngoài ra các yếu tố: Từ trường, điện trường, lực hấp dẫn của những vật xung quanh… cũng ảnh hưởng đến sự rơi của các vật.

Bài 2 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì các vật sẽ rơi như thế nào?

Lời giải:

Các vật sẽ rơi nhanh như nhau (rơi tự do).

Bài 3 (trang 27 SGK Vật Lý 10) :

 Sự rơi tự do là gì?

Lời giải:

Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.

Bài 4 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Nêu các đặc điểm của sự rơi tự do.

Lời giải:

Phương của sự rơi tự do: thẳng đứng

Chiều: từ trên xuống dưới

Chuyển động là nhanh dần đều với vận tốc đầu bằng 0, gia tốc là g có chiều và độ lớn không đổi tại một nơi cố định trên (gần) mặt đất.

Bài 5 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Trong trường hợp nào các vật rơi tự do với cùng một gia tốc g?

Lời giải:

Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, các vật đều rơi cùng một gia tốc g.

Bài 6 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Viết các công thức vận tốc và quãng đường đi được của sự rơi tự do.

Lời giải:

Công thức tính vận tốc của sự rơi tự do: v = gt

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Công thức tính quãng đường đi được của sự rơi tự do: S = (1/2).g.t2

Bài 7 (trang 27 SGK Vật Lý 10) :

 Chuyển động của vật nào dưới đây sẽ được coi là sự rơi tự do nếu được thả rơi?

A. Một cái lá cây rụng

B. Một sợi chỉ

C. Một chiếc khăn tay

D. Một mẩu phấn

Lời giải:

Chọn D.

Một mẩu phấn vì viên phấn nhỏ, nhọn nên chịu ít sức cản của không khí.

Bài 8 (trang 27 SGK Vật Lý 10) :

 Chuyển động nào dưới đây có thể coi như là chuyển động rơi tự do?

A. Chuyển động của một hòn sỏi được ném lên cao.

B. Chuyển động của một hòn sỏi được ném theo phương nằm ngang.

C. Chuyển động của một hòn sỏi được ném theo phương xiên góc.

D. Chuyển động của một hòn sỏi được thả rơi tự xuống.

Lời giải:

Chọn D.

Chuyển động của một hòn sỏi được thả rơi tự xuống. Vì sự rơi tự do có đặc điểm chuyển động của vật theo chiều từ trên xuống dưới theo phương thẳng đứng.

Bài 9 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Thả một hòn đá từ một độ cao h xuống đất. Hòn đá rơi trong 1 s. Nếu thả hòn đá đó từ độ cao 4 h xuống đất thì hòn đá rơi trong bao lâu?

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Lời giải:

Chọn B.

Gọi t là thời gian vật rơi hết độ cao h.

Ta có:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Vì vật rơi từ độ cao h xuống đất hết 1s nên suy ra t’ = 2.1 = 2s

Bài 10 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Một vật nặng rơi từ độ cao 20 m xuống đất. Tính thời gian rơi, vận tốc của vật khi chạm đất. Lấy g = 10 m/s2 .

Lời giải:

Thời gian mà vật nặng rơi từ độ cao 20m là:

Áp dụng công thức:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Bài 11 (trang 27 SGK Vật Lý 10) :

 Thả một hòn đá rơi từ miệng một cái hang sâu xuống đến đáy. Sau 4 s kể từ lúc bắt đầu thả thì nghe tiếng hòn đá chạm vào đáy. Tính chiều sâu của hang. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 330 m/s. Lấy g = 9,8 m/s2.

Lời giải:

Giai đoạn 1:

Vật rơi tự do tức vật chuyển động nhanh dần đều trong hang sâu

→ Thời gian vật rơi tự do hết chiều sâu của hang là:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

(h là chiều sâu của hang).

Giai đoạn 2: Khi đá chạm vào đáy, sóng âm thanh do va chạm sẽ truyền thẳng đều lên trên → thời gian âm thanh chuyền từ đáy lên miệng hang là:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Theo đề bài khoảng thời gian từ lúc bắt đầu thả đến lúc nghe thấy tiếng là t = 4s nên ta có: t = t1+ t2 = 4s

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

(sử dụng chức năng SLOVE trong máy tính Casio fx 570 VN Plus ta giải nhanh được h)

(ta có thể phương trình trên tìm h bằng cách đặt ẩn x = √h → x2 = h rùi chuyển về phương trình bậc 2 ẩn x:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Bài 12 (trang 27 SGK Vật Lý 10) : 

Thả một hòn sỏi từ trên gác cao xuống đất. Trong giây cuối cùng hòn sỏi rơi được quãng đường 15 m. Tính độ cao của điểm từ đó bắt đầu thả hòn sỏi. Lấy g = 10 m/s2.

Lời giải:

Gọi độ cao ban đầu của viên sỏi là h (m) thời gian rơi hết độ cao h là t.

Ta có:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Quãng đường vật rơi được trước khi chạm đất 1 giây (tức là rơi được t’ = t -1 s) là:

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10

Theo đề ta có: h – h’ = 15 (3)

Thế (1), (2) vào (3)

Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10Giải bài tập Vật Lý 10 | Để học tốt Vật Lý 10