Chuyển động ném xiên, vật lí lớp 10

Lý thuyết vật lí lớp 10 Chuyển động ném xiên thuộc chủ đề vật lí lớp 10 Lực và chuyển động

Chuyển động ném xiên

Chuyển động ném xiên là chuyển động của một vật được ném lên với vận tốc ban đầu \[\vec{v_{o}}\] hợp với phương ngang một góc α (gọi là góc ném). Vật ném xiên chỉ chịu tác dụng của trọng lực.
Chuyển động ném xiên
Chuyển động ném xiên của vận động viên ném tạ

Những lưu ý quan trọng

  • Theo phương ngang vật không chịu tác dụng của lực nào => chuyển động của vật là chuyển động thẳng đều
  • Theo phương thẳng đứng:

+ Giai đoạn 1: vật chuyển động đi lên đến độ cao cực đại (tại đó v$_{y}$ = 0) chịu tác dụng của trọng lực hướng xuống => vật chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc -g

+ Giai đoạn 2: vật chuyển động đi xuống lúc này chuyển động của vật tương đương với chuyển động ném ngang

  • Độ lớn của lực không đổi => thời gian vật chuyển động đi lên đến độ cao cực đại đúng bằng thời gian vật chuyển động đi xuống ngang với vị trí ném.

Chọn hệ quy chiếu cho chuyển động ném xiên như hình vẽ:

 

Chuyển động ném xiên, vật lí lớp 10
Chuyển động ném xiên, vật lí lớp 10

Phương trình vận tốc của chuyển động ném xiên

  • Theo phương ox: v$_{x }$= v$_{o }$× cosα
  • Theo phương oy (đi lên): v$_{y }$= v$_{o }$× sinα – gt
  • Theo phương oy (đi xuống): v$_{y }$= gt
  • Liên hệ giữa v$_{x}$ và v$_{y}$: \[\tan \alpha = \dfrac{v_y}{v_x}\]
  • Độ lớn của vận tốc tại vị trí bất kỳ: \[v = \sqrt{v_x^2+v_y^2}\]

Phương trình chuyển động, phương trình tọa độ của chuyển động ném xiên

  • x = v$_{x}$.t = (vocosα) × t
  • Đi lên: y = vosinα × t – \[\dfrac{1}{2}\]gt2
  • Đi xuống: y = \[\dfrac{1}{2}\]gt2
  • Quỹ đạo đi lên: \[y=\left (\dfrac{-g}{2v_{0}^{2}cos^{2}\alpha } \right )x^{2}+x.tan\alpha\]
  • Quỹ đạo đi xuống: \[y=\left (\dfrac{g}{2v_{0}^{2}cos^{2}\alpha } \right )x^{2}\]
  • Quỹ đạo của chuyển động ném xiên cũng là đường parabol

Công thức của chuyển động ném xiên

  • Thời gian vật đạt độ cao cực đại: $t_1 =\dfrac{v_o\sin\alpha}{g}$
  • Tầm cao: \[H=\dfrac{v_{o}^{2}sin^{2}\alpha }{2g}\] + h
  • Thời gian vật từ độ cao cực đại → đất: \[t_2 = \sqrt{\dfrac{2(H+ h)}{g}}\]
  • Thời gian vật chạm đất kể từ lúc ném: $t = t_1 + t_2$
  • Tầm xa: \[L=v_o\cos\alpha(t_1 + t_2)\] = $\dfrac{v_o^2\sin 2\alpha}{2g} + v_o\cos\alpha\sqrt{\dfrac{2(H+ h)}{g}}$

Trong đó:

  • h: độ cao của vật so với vị trí ném, nếu vật ném tại mặt đất (h = 0)

Ví dụ về bài tập ném xiên

Bài 1. ném một vật từ điểm cách mật đất 25m với vận tốc ném là 15m/s theo phương hợp với phương ngang một góc 30o. Tình khoảng cách từ lúc ném vật đến lúc vật chạm đất và vận tốc khi vật chạm đất.

Hướng dẫn
Bài tập ném xiên, bài tập chuyển động ném xiên
Bài tập ném xiên, bài tập chuyển động ném xiên

vo=15m/s; h1=25m; α=30o

Thời gian và vận tốc của vật khi đạt đến độ cao cực đại

t1=\[\dfrac{v_{o}\sin\alpha }{g}\]

=> x1=vocos30o.t1

Độ cao cực đại so với vị trí ném:

h2=\[\dfrac{v_{o}^{2}\sin^{2}\alpha }{2g}\]

Vận tốc tại đỉnh A: $v_{A}$=vo.cos30o

Thời gian vật từ vị trí A rơi đến khi chạm đất

t2=\[\sqrt{\dfrac{2(h_{1}+h_{2})}{g}}\]

=> x2=vocos30o.t2

=> khoảng cách từ vị trí ném đến vị trí vật chạm đất: x1 + x2

Vận tốc của vật khi chạm đất tại điểm B

$v_{B}$=\[\sqrt{v_{xB}^{2}+v_{yB}^{2}}\]

Trong đó: $v_{xB}$=vocos30o; $v_{yB}$=g.t2

[collapse]

Bài 2. Một vật ném xiên góc 45° từ mặt đất rơi cách đó 30m. Tính vận tốc khi ném, lấy g=10m/s2
Hướng dẫn

Hướng dẫn giải bài tập ném xiên

Phân tích bài toán

α=45o ; L=30m; g=10m/s2

Giải

\[L=\dfrac{v_{o}^{2}sin2\alpha }{g}\]=30 => vo=10√3(m/s)

[collapse]

Bài 3. Từ A( độ cao AC = H = 3,6m) người ta thả một vật rơi tự do, cùng lúc đó từ B cách C đoạn BC = L = H người ta ném một vận khác với vận tốc ban đầu vo hợp với phương ngang góc α. Tính α và vo để hai vật gặp được nhau khi chúng đang chuyển động.

Chuyển động ném xiên, vật lí lớp 10 13

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải bài tập ném xiên

Chọn gốc tọa độ tại C, hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ

Chuyển động ném xiên, vật lí lớp 10 15

Phương trình vật thả rơi (vật I): x1 = 0; y1 = H – 0,5gt2

Phương trình vật II:

x2 = L – (vocosα)t = H – (vocosα)t

y2 = (vosinα)t – 0,5gt2

Để hai vật gặp nhau x1 = x2 và y1 = y2 =>

(vocosα)t = H

(vosinα)t = H

=> tanα = 1 => α = 45o => vo = \[\sqrt{\dfrac{2Hg}{\sin 2\alpha}}\] = 6m/s

[collapse]
+1
145
+1
37
+1
17
+1
16
+1
52
Subscribe
Notify of
guest

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
Scroll to Top