Bài tập rơi tự do

Sách cánh diều

Đổi lựa chọn

Câu 1 Trắc nghiệm

Chọn phát biểu đúng về rơi tự do:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có gia tốc rơi tự do g phụ thuộc vĩ độ địa lí và độ cao so với mặt biển

Câu 2 Trắc nghiệm

Chọn phát biểu đúng về sự rơi tự do:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có:

Các vật ở tại những nơi khác nhau sẽ có gia tốc rơi tự do khác nhau

Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào cao độ và vĩ độ của vật

Và sự rơi tự do là sự rơi chỉ chịu tác dụng của trọng lực

Câu 3 Trắc nghiệm

Chuyển động của vật nào sau đây có thể là rơi tự do

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có sự rơi tự do là sự rơi chỉ chịu tác dụng của trọng lực

Hòn bi thả từ trên xuống chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên được xe là rơi tự do

Còn máy bay đang hạ cánh, thang máy đang đi xuống hay vận động viên đang lộn vòng thì sẽ chịu thêm tác dụng của lực cản nên sẽ không xem là sự rơi tự do.

Câu 4 Trắc nghiệm

Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 19,6m. Tính vận tốc của vật khi chạm đất. Lấy g =10 m/s2

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Áp dụng phương trình chuyển động rơi tự do:\(s = \dfrac{1}{2}g{t^2}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 19,6 = \dfrac{1}{2}.9,8.{t^2}\\ \Rightarrow t = 1,98\left( s \right)\end{array}\)

ta có vật đi 19,6m trong 1,98s

Áp dụng phương trình vận tốc: \(v = {v_0} + gt\)

\( \Rightarrow v = 1,98.10 = 19,8\left( {m/s} \right)\)

Câu 5 Trắc nghiệm

Ở một nơi trên trái đất  (tức ở một vĩ độ xác định) thời gian rơi tự do của một vật phụ thuộc vào:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ở một nơi trên trái đất  (tức ở một vĩ độ xác định) => cùng g

=> Thời gian rơi tự do của một vật phụ thuộc vào độ cao của vật

Câu 6 Trắc nghiệm

Từ độ cao 20m, phải ném một vật thẳng đứng với vận tốc v0 bằng bao nhiêu để vật này tới mặt đất sớm hơn 1s so với vật rơi tự do

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Các phương trình chuyển động:

+ PT chuyển động rơi tự do: \({s_1} = \frac{1}{2}g{t^2} = 5{t^2}\) (1)

+ PT chuyển động khi vật bị ném: \({s_2} = {v_0}t' + \frac{1}{2}gt{'^2} = {v_0}t + 5t{'^2}\)  (2)

Ta có, thời gian vật rơi tự do chạm đất:\({s_1} = 5{t^2} = 20 \to t = 2{\rm{s}}\)

Theo đề : \(t - t' = 1 \to t' = 1{\rm{s}}\)

Thay vào (2) ta được : \(20 = 5 + {v_0} \to {v_0} = 15m/s\)          

Câu 7 Trắc nghiệm

Một trái banh được ném từ mặt đất thẳng đứng với vận tốc 20m/s. Thời gian từ lúc ném banh đến lúc chạm đất là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có phương trình vận tốc: \(v = {v_0} + gt\)

khoảng thời gian từ lúc ném đến khi đạt độ cao cực đại là: \(t = \dfrac{{v - {v_0}}}{a} = \dfrac{{0 - 20}}{{ - 10}} = 2\left( {\rm{s}} \right)\)

Thời gian từ lúc ném banh đến lúc chạm đất là: \(t' = 2t = 2.2 = 4\left( s \right)\)

Câu 8 Trắc nghiệm

Chọn câu sai trong các câu sau :

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

A, C, D - đúng

B - sai vì ở những nơi khác nhau - gia tốc rơi tự do sẽ khác nhau.

Câu 9 Trắc nghiệm

Hai viên bi A và B được thả rơi tự do từ cùng một độ cao. Viên bi A rơi sau viên bi B một khoảng thời gian là 2 s. Lấy \(g = 9,8\left( {m/{s^2}} \right)\), khoảng cách giữa hai viên bi sau khi viên A rơi được 1,5s là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Chọn mốc thời gian là khi viên bi A bắt đầu được thả rơi

Phương trình chuyển động của viên bi A là: \({x_A} = \dfrac{1}{2}g{t^2}\)

Phương trình chuyển động của viên bi B là: \({x_B} = \dfrac{1}{2}gt_B^2 = \dfrac{1}{2}g{(t + 2)^2}\)

Vị trí của 2 viên bị sau 1,5s là:

\({x_A} = \dfrac{1}{2}.9,8.1,{5^2} = 11,025\left( m \right)\)

\({x_B} = \dfrac{1}{2}.9,8{\left( {1,5 + 2} \right)^2} = 60,025\left( m \right)\)

khoảng cách giữa hai viên bi là: \(\Delta x = {x_B} - {x_A} = 60,025 - 11,025 = 49\left( m \right)\)

Câu 10 Trắc nghiệm

Hai vật rơi tự do từ cùng một độ cao, nơi có g=10m/s2. Biết sau 2s kể từ lúc vật hai bắt đầu rơi khoảng cách giữa hai vật là 2,5m. Hỏi vật hai rơi sau vật một bao lâu ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Gọi t là thời gian vật 2 rơi sau vật 1

Ta có phương trình của hai vật:

\({s_1} = \dfrac{1}{2}g{\left( {t + 2} \right)^2}\)

\({s_2} = \dfrac{1}{2}g{t^2}\)

Khoảng cách giữa hai vật là 2,5m ta có: \({s_1} - {s_2} = 2,5\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}g{\left( {t + 2} \right)^2} - \dfrac{1}{2}g{t^2} = 2,5\\ \Rightarrow t = 0,13\left( s \right)\end{array}\)

Câu 11 Trắc nghiệm

Một vật rơi tự do không vận tốc đầu từ một điểm A vào lúc t = 0. Phương trình của vật khi

chọn gốc toạ độ là vị trí O ở dưới A một khoảng 196m, chiều dương hướng xuống là : (g = 9,8m/s2)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có:

+ Vật rơi không vận tốc đầu: \( \to {v_0} = 0\)

Gốc tọa độ tại O ở phía dưới A một đoạn 196m, chiều dương hướng xuống

+ Tọa độ ban đầu của vật: \({y_0} =  - 196m\)

=> Phương trình chuyển động của vật:  \(y =  - 196 + \frac{1}{2}.9,8{t^2} = 4,9{t^2} - 196\left( m \right)\)

Câu 12 Trắc nghiệm

Hai hòn bi được thả rơi tự do cùng một lúc nhưng ở độ cao cách nhau 15m. Hai hòn bi chạm đất sớm muộn hơn nhau 0,55s. Lấy \(g = 10{\rm{m/}}{{\rm{s}}^2}\) Độ cao của 2 hòn bi lúc ban đầu bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có phương trình chuyển động rơi tự do: \(h = s = \dfrac{1}{2}g{t^2}\)

thời gian rơi của viên bi 1: \({t_1} = \sqrt {\dfrac{{2{h_0}}}{g}} \)

thời gian rơi của viên bi 2: \({t_2} = \sqrt {\dfrac{{2({h_0} + 15)}}{g}} \)

hai viên bi chạm đất cách nhau 0,55s nên ta có : \({t_2} - {t_1} = 0,55\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \sqrt {\dfrac{{2({h_0} + 15)}}{g}}  - \sqrt {\dfrac{{2{h_0}}}{g}}  = 0,55\\ \Rightarrow {h_0} = 30m\end{array}\)

vị trí của hòn bi còn lại là \(h = 30 + 15 = 45m\)

Câu 13 Trắc nghiệm

Thả rơi một vật từ độ cao 100m.Lấy g = 10 m/ s2. Thời gian để vật đi hết 20m đầu tiên và 20m cuối cùng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Thời gian vật đi hết 20m đầu tiền là: \({t_1} = \sqrt {\dfrac{{2{{\rm{s}}_1}}}{g}}  = \sqrt {\dfrac{{2.20}}{{10}}}  = 2{\rm{s}}\)

Thời gian đi hết 100m là: \(t = \sqrt {\dfrac{{2{\rm{s}}}}{g}}  = \sqrt {\dfrac{{2.100}}{{10}}}  = 2\sqrt 5 s\)

Thời gian vật đi 80m đầu tiên là: \(t' = \sqrt {\dfrac{{2{\rm{s'}}}}{g}}  = \sqrt {\dfrac{{2.80}}{{10}}}  = 4{\rm{s}}\)

Thời gian vật đi 20m cuối cùng là : \({t_2} = t - t' = 2\sqrt 5  - 4 = 0,47{\rm{s}}\)

Câu 14 Trắc nghiệm

Hai viên bi A và B được thả rơi tự do từ cùng độ cao. Bi A rơi sau bi B \(0,5s\). Tính khoảng cách giữa \(2\) bi sau \(2s\) kể từ lúc bi B bắt đầu rơi? Lấy \(g = 10m/{s^2}\).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

+ Sau \(2{\rm{ }}\left( s \right)\) viên bi B đi được quãng đường là: \({s_{{B_{}}}} = g\dfrac{{{t^2}}}{2} = 10.\dfrac{{{2^2}}}{2} = 20\left( m \right)\)

Vì viên bi A rơi sau viên bi B \(0,5s\) nên quãng đường viên bi A đi được sau \(2s\) là:

\({s_{{A_{}}}} = g\dfrac{{{t^2}}}{2} = 10.\dfrac{{1,{5^2}}}{2} = 11,25\left( m \right)\)

+ Sau \(2s\) khoảng cách giữa hai viên bi là: \(\Delta s = {s_B} - {s_A} = 20 - 11,25 = 8,75\left( m \right)\)

Câu 15 Trắc nghiệm

Thả rơi một vật từ độ cao 60m. Lấy g = 9,8 m/ s2. Quãng đường vật rơi trong giây đầu tiên và giây cuối cùng là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Thời gian vật rơi quãng đường 60m là: \(t = \sqrt {\dfrac{{2h}}{g}}  = \sqrt {\dfrac{{2.60}}{{9,8}}}  = 3,5{\rm{s}}\)

Quãng đường vật đi trong giây đầu tiên là: \({s_1} = \dfrac{1}{2}g{t^2} = \dfrac{1}{2}.9,{8.1^2} = 4,9m\)

gọi s’ là quãng đường vật đi trong 2,5s ta có:

Quãng đường vật chuyển động trong giây cuối cùng là: \(\Delta s = s - s' = h - \dfrac{1}{2}.9,8.2,{5^2} = 60 - 30,625 = 29,375\left( m \right)\)