Lý thuyết Vật lý 10 bài 9: Chuyển động ném CTST

a. Mô tả chuyển động ném ngang

- Quỹ đạo của viên bi vàng có dạng đường cong.

- Trên trục Ox: hình chiếu vị trí của viên bi vàng di chuyển được những quãng đường như nhau sau những khoảng thời gian bằng nhau. Do đó trên phương này, viên bi vàng chuyển động thẳng đều.

- Trên trục Oy: hình chiếu vị trí của viên bi vàng hoàn toàn trùng với vị trí của viên bi màu đỏ ở hình 9.2. Do đó trên phương này, viên bi vàng chuyển động nhanh dần đều.

Hình 9.2. Ảnh chụp hoạt nghiệm tại nhiều thời điểm khác nhau khi thả viên bi màu đỏ rơi tự do và bắn viên bi màu vàng theo phương ngang	Hình 9.3. Phân tích chuyển động của viên bi màu vàng theo hai phương vuông góc

b. Giải thích chuyển động ném ngang

Hình 9.4. Biểu diễn vận tốc của vật và hình chiếu của nó lên hai trục Ox, Oy trong quá trình chuyển động

* Trên trục Ox

- Gia tốc: ax = 0 nên vật chuyển động thẳng đều trên Ox

- Vận tốc vx = vo là hằng số

- Phương trình chuyển động: x = vo.t

* Trên trục Oy

- Gia tốc: ay = g là hằng số nên vật chuyển động nhanh dần đều trên Oy (do vecto hình chiếu vận tốc \(\overrightarrow {{v_y}}\) và gia tốc g luôn cùng chiều).

- Vận tốc: vy = g.t

- Phương trình chuyển động: \(y = \frac{1}{2}g.{t^2}\)

- Dạng của quỹ đạo: phương trình quỹ đạo của vật có dạng: \(y = \frac{g}{{2v_o^2}}.{x^2}\)

Như vậy, quỹ đạo của vật là một nhánh của đường parabol

- Thời gian rơi của vật: \(t = \sqrt {\frac{{2h}}{g}}\)

- Tầm xa: khoảng cách xa nhất (theo phương ngang) so với vị trí ném được xác định: \(L = {x_{{\rm{max}}}} = {v_o}.t = {v_o}.\sqrt {\frac{{2h}}{g}}\)

- Mục đích: Tìm điều kiện về ném vật trong không khí ở một độ cao h xác định để đạt được tầm xa lớn nhất

Hình 9.6. Mô phỏng chuyển động của quả tạ

- Tầm xa của chuyển động ném xiên phụ thuộc vào góc ném và độ lớn vận tốc tại điểm ném.

Bài tập 1: Quỹ đạo của vật ném ngang trong hệ tọa độ Oxy là gì?

Hướng dẫn giải:

Quỹ đạo của vật ném ngang trong hệ tọa độ Oxy là một nhánh của đường Parabol vì phương trình quỹ đạo có dạng \(y = \frac{g}{{2.v_0^2}}.{x^2}\)

Bài tập 2: Một máy bay bay theo phương ngang ở độ cao 10 km với tốc độ 720 km/h. Viên phi công phải thả quả bom từ xa cách mục tiêu (theo phương ngang) bao nhiêu để quả bom rơi trúng mục tiêu? Lấy g=10m/s².

Hướng dẫn giải:

Tầm xa: \({\rm{L\; = \;}}{{\rm{v}}_0}.\sqrt {\frac{{{\rm{2}}{\rm{.h}}}}{{\rm{g}}}}  = \frac{{{{720.10}^3}}}{{3600}}.\sqrt {\frac{{{{2.10.10}^3}}}{{10}}}  = 8,{9.10^3}\left( m \right)\)

Bài tập 3: Một vật được ném theo phương ngang với vận tốc \(\overrightarrow {{V_0}}\) từ độ cao h so với mặt đất. Chọn hệ trục toạ độ Oxy sao cho gốc O trùng với vị trí ném, Ox theo phương vận tốc ban đầu, Oy hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc thời gian là lúc ném. Độ lớn vận tốc của vật tại thời điểm t xác định bằng biểu thức nào?

Hướng dẫn giải:

Ta có vectơ vận tốc tức thời tại một điểm được phân tích theo hai phương, phương thẳng đứng và phương ngang nên:

\(\vec v = {\vec v_x} + {\vec v_y}\)

\(mà \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{v_x} = {v_0}}\\ {{v_y} = g.t} \end{array}} \right.\)

\(suy ra  (v = \sqrt {v_0^2 + {g^2}{t^2}} )\)

C. Trắc nghiệm Vật lý 10 bài 9