Giáo án vật lý - Bài tập về sự rơi tự do

BÀI TẬP VỀ SỰ RƠI TỰ DO I. TÓM TẮT KIẾN THỨC: 1. Tính chất của sự rơi tự do: - Vật rơi theo phương thẳng đứng chỉ dưới tác dụng của trọng lực. - Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều. - Gia tốc rơi tự do có hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới. 2. Các phương trình: Chọn gốc tọa độ, gốc thời gian và chiều từ trên xuống. - Phương trình tọa độ:  20 0 1x x t t 2 g   - Phương trình vận tốc: 0( )v g t t  - Hệ thức độc lập với thời gian: 2 02 2 ( )v gh g x x   Nếu vật bắt đầu rơi tại gốc tọa độ và gốc thời gian thì: - Phương trình tọa độ: 21x t 2 g - Phương trình vận tốc: v gt - Hệ thức độc lập với thời gian: 2 2 2v gh gx  II. BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài 1 (4.10/tr19/SBT). Tính khoảng thời gian rơi tự do t của một viên đá. Cho biết trong giây cuối cùng trước khi chạm đất, vật đã rơi được đoạn đường dài 24,5m. Lấy gia tốc rơi tự do là g=9,8(m/s2). Nếu gọi s là quãng đường viên đá đi được sau thời gian t kể từ khi bắt đầu rơi tới khi chạm đất và gọi s1 là quãng đường viên đá đi được trước khi chạm đất 1(s), tức là sau khoảng thời gian t1=t-1 thì ta có công thức: 2 2 1 1 1 ( 1) 2 2 s gt s g t   Từ đó suy ra quãng đường viên đá đi được trong một giây cuối trước khi chạm đất là: 2 2 1 1 1 ( 1) 2 2 2 gs s s gt g t gt        Với 24,5( )s m  và g=9,8(m/s2), ta tìm được khoảng thời gian rơi của viên đá: 1 24,5 1 3( ) 2 9,8 2 st s g       Bài 2 (4.11/tr19/SBT). Tính quãng đường mà vật rơi tự do đi được trong giây thứ Quãng đường mà vật rơi tự do đi được sau khoảng thời gian t tính theo công thức: 21 2 s gt 4. Trong khoảng thời gian đó, vận tốc của vật đã tăng thêm bao nhiêu? Lấy gia tốc rơi tự do là g=9,8(m/s2). Từ đó suy ra, quãng đường mà vật rợi tự do đi được sau khoảng thời gian t=3(s) là: 2 3 1 (3) 4,5 2 s g g  Và quãng đường vật rơi tự do đi được sau thời gian t=4(s) 2 4 1 (4) 8 2 s g g  Như vậy quãng đường mà vật rơi tự do đi được trong giây thứ tư là: 4 3 8 4,5 3,5 3,5.9,8 34,3( )s s s g g g m        Vận tốc của vật rơi tự do được tính theo công thức: v=gt Từ đó, suy ra, trong giây thứu 4, vận tốc của vật đã tăng lên một lượng bằng: 4 3 4 3 9,8( / )v v v g g g m s       Bài 3 (4.12/tr19/SBT). Hai viên bi A và B được thả rơi tự do từ cùng một độ cao. Chọn thời điểm viên bi A bắt đầu rơi làm mốc thời gian. Nếu gọi t là thời gian rơi của viên bi A thì thời gian rơi của viên bi B sẽ là: t’=t+0,5. Như vậy, quãng đường mà viên bi A và B đã đi được Viên bi A rơi sau bi B một khoảng thời gian là 0,5s. Tính khoảng cách giữa hai viên bi sau thời gian 2s kể từ khi bi A bắt đầu rơi.Lấy gia tốc rơi tự do là g=9,8(m/s2). tính theo công thức: 2 2 21 1 1' ( 0,5) 2 2 2A B s gt s gt g t    Từ đó suy ra khoảng cách giữa hai viên bi sau khoảng thời gian 2(s) kể từ khi bi A bắt đầu rơi bằng: 2 21 1( 0,5) ( 0,5) 2 2 2 9,8 ( 0,5) 11( ) 2 B A gs s s g t gt t s t m              Bài 4 (9.2/tr22/RL/Mai Chánh Trí). Từ độ cao h thả rơi viên bi. Trong 3 s cuối cùng viên bi rơi được 255m. Tính thời gian lúc viên bi bắt đầu rơi đến khi chạm đất. Tính h. Lấy gia tốc rơi tự do là g=9,8(m/s2). Chọn gốc tọa độ và gốc thời gian là vị trí và lúc thả viên bi, chiều dương hướng từ trên xuống. 2 21 5 2 s gt t  Vật rơi đến đất lúct nên h=5t2 Lúc (t-3) giây, vật rơi h’=5(t-3)2 h-h’=25 2 25 5( 3) 255 10( ) t t t s       Và h=500(m) III. RÚT KINH NGHIỆM: