Sự rơi tự do: Lý thuyết và bài tập Bài tập vật lý 10

Sự rơi tự do: Lý thuyết và bài tập là tài liệu vô cùng hữu ích, tổng hợp toàn bộ kiến thức cơ bản về khái niệm, đặc điểm của sự rơi tự do, công thức và các dạng bài tập tự luận, trắc nghiệm sự rơi tự do.

Qua tài liệu này giúp các bạn lớp 10 có nhiều tư liệu tham khảo, củng cố kiến thức, đồng thời hỗ trợ thầy cô có thêm tài liệu tham khảo giảng dạy. Ngoài ra các bạn tham khảo khảo thêm Công thức Vật lý 10. Sau đây là nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo và tải tài liệu tại đây.

A. Lý thuyết sự rơi tự do

I. Sự rơi trong không khí và sự rơi tự do

1. Sự rơi của các vật trong không khí:

- Trong không khí không phải bao giờ vật nặng cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

- Lực cản của không khí là nguyên nhân làm cho vật rơi nhanh, chậm khác nhau.

2. Sự rơi của các vật trong chân không (Sự rơi tự do):

- Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau. Sự rơi của các vật trong trường hợp này gọi là sự rơi tự do.

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

II. Nguyên cứu sự rơi tự do của các vật

1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do

- Chuyển động rơi tự do:

+ có phương thẳng đứng.

+ có chiều từ trên xuống dưới.

+ là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

- Khi thả vật rơi tự do không vận tốc đầu, có:

+ công thức tính vận tốc là v=g. t (với g là gia tốc rơi tự do)

+ công thức tính đường đi là \(s\ =\ \frac{1}{2}\ gt^2\) (với s là đường đi và t là thời gian rơi).

2. Gia tốc rơi tự do

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

- Gia tốc rơi tự do ở các nơi khác nhau trên Trái đất là khác nhau.

- Nếu không đòi hỏi độ chính xác cao, ta có thể lấy g = 9,8 m/s² hoặc g ≈ 10 m/s²

B. Bài tập tự luận

Dạng 1: Áp dụng các công thức của chuyển động rơi tự do.

Bài tập 1: Một vật rơi tự do từ độ cao 20m xuống đất, g = 10m/s².

a/ Tính thời gian để vật rơi đến đất.

b/ Tính vận tốc lúc vừa chạm đất.

ĐS: 2s, 20m/s

Bài tập 2: Một vật được thả rơi không vận tốc đầu khi vừa chạm đất có v = 70m/s, g = 10m/s²

a/ Xác định quãng đường rơi của vật.

b/ Tính thời gian rơi của vật.

ĐS: 245m, 7s

Bài tập 3: Thả một hòn đá từ độ cao h xuống đấy, hòn đá rơi trong 1s. Nếu thả hòn đá đó từ h^’=4h thì thời gian rơi là bao nhiêu?

ĐS: 2s

Bài tập 4: Người ta thả một vật rơi tự do, sau 4s vật chạm đất, g = 10m/s². Xác định.

a/Tính độ cao lúc thả vật.

b/ Vận tốc khi chạm đất.

c/ Độ cao của vật sau khi thả được 2s. ĐS: 80m, 40m/s, 60m

Bài tập 5: Một người thả vật rơi tự do, vật chạm đất có v = 30m/s, g = 10m/s².

a/ Tìm độ cao thả vật.

b/ Vận tốc vật khi rơi được 20m.

c/ Độ cao của vật sau khi đi được 2s.

ĐS: 45m, 20m/s, 25m

Dạng 2: Tính quãng đường vật đi được trong giây thứ n và trong n giây cuối.

Bài tập 6: Một vật rơi không vận tốc đầu từ độ cao 80m xuống đất.

a/ Tìm vận tốc lúc vừa chạm đất và thời gian của vật từ lúc rơi tới lúc chạm đất.

b/ Tính quãng đường vật rơi được trong 0,5s đầu tiên và 0,5s cuối cùng, g = 10m/s²
ĐS: 40m/s, 18,75m

Bài tập 7: Một vật rơi tự do tại một địa điểm có g = 10m/s². Tính

a/ Quãng đường vật rơi được trong 5s đầu tiên.

b/ Quãng đường vật rơi trong giây thứ 5.

ĐS: 125m, 45m

Bài tập 8: Từ vách núi, một người buông rơi một hòn đá xuống vực sâu. Từ lúc buông đến lúc nghe tiếng hòn đá chạm đáy vực hết 6,5s. Tính :

1. Thời gian rơi.

2. Khoảng cách từ vách núi tới đáy vực.( Cho g = 10m/s², vận tốc truyền của âm là 360m/s).

ĐS: 6s, 180m

Dạng 3: Xác định vị trí 2 vật gặp nhau được thả rơi với cùng thời điểm khác nhau.

Bài tập 9: Từ tầng 9 của một tào nhà, Nam thả rơi viên bi A. Sau 1s, Hùng thả rơi viên bi B ở tầng thấp hơn 10m. Hai viên bi sẽ gặp nhau lúc nào (Tính từ khi viên bi A rơi), g = 9,8 m/s².

ĐS: 1,5s

Bài tập 10: Từ 1 đỉnh tháp cao 20m, người ta buông một vật. Sau 2s thì người ta lại buông vật thứ 2 ở tầng thấp hơn đỉnh tháp 5m. Chọn trục Oy thẳng đứng, gốc O ở đỉnh tháp, chiều ( + ) hướng xuống, thời gian lúc vật 1 bắt đầu rơi, g = 10m/s²

a/ Lập phương trình chuyển động và phương trình vận tốc của 2 vật.

b/ Hai vật có chạm đất cùng lúc không.

c/ Vận tốc lúc chạm đất của mỗi vật là bao nhiêu?

C. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Chọn phát biểu không đúng:

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

B. Tại mọi nơi trên trái đất tất cả các vật rơi tự do đều có cùng gia tốc.

C. Phương của sự rơi tự do là phương của dây dọi.

D. Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới.

Câu 2: Chuyển động nào dưới đây có thể coi như là chuyển động rơi tự do:

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

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

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

D. Chuyển động của viên sỏi được thả rơi xuống.

Câu 3: Một vật rơi từ độc cao h xuống tới đất. Vận tốc chạm đất (V max) của vật được xác định bởi công thức:

\(A. \mathrm{V}_{\max }=\sqrt{\mathrm{gh}}\)

\(B. \mathrm{V}_{\max }=\sqrt{\frac{2 \mathrm{h}}{\mathrm{g}}} \quad\)

\(C. \mathrm{V}_{\max }=\sqrt{2 \mathrm{gh}}\)

\(D. \mathrm{V}_{\max } = gh\)

Câu 4: Chuyển động của vật nào dưới đây không thể coi là chuyển động rơi tự do:

A. Chuyển động của các hạt mưa khi rơi.

B. Chuyển động của chiếc lá đang rơi.

C. Chuyển động của viên đá được thả từ trên cao xuống.

D. Cả A; B đều đúng.

............

Tải file tài liệu để xem thêm nội dung chi tiết