Slide bài giảng vật lí 10 kết nối bài 10: Sự rơi tự do

Tóm lược nội dung

BÀI 10 SỰ RƠI TỰ DO

I. Sự rơi trong không khí

Phần thảo luận:

Các thí nghiệm (TN) sau đây sẽ giúp chúng ta kiểm tra dự đoán của mình về sự rơi trong không khí.

TN 1: Thả rơi một viên bi và một chiếc lá.

TN 2: Thả hai tờ giấy giống nhau, nhưng một tờ được vo tròn, một tờ để nguyên.

TN 3: Thả rơi hai viên bi có cùng kích thước, một bằng sắt và một bằng thủy tinh.

Từ những thí nghiệm trên, rút ra nhận xét về sự rơi trong không khí.

Trả lời rút gọn:

• TN1: Rơi của vật liên quan tới khối lượng

• TN2: Rơi của vật liên quan tới diện tích bề mặt tiếp xúc không khí

• TN3: Sự rơi của các vật có liên quan tới kích thước 

=> Các thí nghiệm cho thấy vật rơi nhanh hay chậm phụ thuộc vào lực cản không khí. Lực cản nhỏ hơn trọng lực, vật rơi nhanh hơn và ngược lại.

Câu 1: Trong thí nghiệm 1, tại sao quả bóng rơi nhanh hơn chiếc lá?

Trả lời rút gọn:

Độ lớn lực cản không khí tác dụng lên chiếc lá lớn hơn so với trọng lượng của chiếc lá.

Câu 2: Trong thí nghiệm thứ 2, hai tờ giấy như nhau, nặng giống nhau, tại sao tờ giấy vo tròn lại rơi nhanh hơn ?

Trả lời rút gọn:

 Vì tờ giấy vo tròn có diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí ít hơn , nghĩa là độ lớn lực cản không khí tác dụng lên tờ giấy vo tròn nhỏ hơn so với tờ giấy để nguyên.

Câu 3: Trong thí nghiệm 3, trọng lượng bi sắt lớn hơn bi thuỷ tinh, tại sao hai viên bi rơi nhanh như nhau ?

Trả lời rút gọn:

Có  cùng kích thước, bi thuỷ tinh và bi sắt sẽ có diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí như nhau nên chúng sẽ chịu lực cản từ không khí có độ lớn tương đương nhau

Phần mở rộng

Câu 1: Theo em nếu loại bỏ được lực cản của không khí thì các vật sẽ rơi như thế nào ?

Trả lời rút gọn:

Các vật sẽ rơi nhanh như nhau.

II. Sự rơi tự do

1. Sự rơi tự do

Câu 1: Trong các chuyển động sau, chuyển động nào được coi là sự rơi tự do? Tại sao?

a. Chiếc lá đang rơi

b. Hạt bụi chuyển động trong không khí

c. Quả tạ rơi trong không khí

d. Vận động viên đang nhảy dù

Trả lời rút gọn:

c. Vì độ lớn của lực cản không khí tác dụng lên quả tạ không đáng kể so với trọng lực của quả tạ.

2. Đặc điểm của chuyển động rơi tự do 

Câu hỏi. Căn cứ vào số liệu cho trong bảng 10.1 để:

a. Chứng tỏ chuyển động rơi tự do là nhanh dần đều. 

b. Tính gia tốc của chuyển động rơi tự do.

Trả lời rút gọn:

a.

• Từ giây thứ 0.1 đến 0.2, vật rơi được 0.197 - 0.049 = 0.148 m

• Từ giây thứ 0.2 đến 0.3, vật rơi được 0.441 - 0.197= 0.244 m

• Từ giây thứ 0.3 đến 0.4, vật rơi được  0.785 - 0.441 = 0.344 m

Trong cùng 1 khoảng thời gian như nhau vật rơi càng về sau thì càng di chuyển một khoảng càng lớn

b. Gia tốc của sự rơi tự do . Ta dựa vào công thức: S = a.=> a=  . Như vậy:

• Gia tốc tại 0.1 giây là: =9,8 (m/s2) 

• Gia tốc tại 0.2 giây là: = 9,85 (m/s2) 

• Gia tốc tại 0.3 giây là: = 9,8 (m/s2) 

• Gia tốc tại 0.4 giây là: = 9,8125 (m/s2) 

3. Công thức rơi tự do 

Câu 1: Tại sao độ dịch chuyển và quãng đường đi được trong sự rơi tự do có cùng độ lớn ?

Trả lời rút gọn:

Độ dịch chuyển và quãng đường đi được có cùng độ lớn vì vật rơi theo đường thẳng và không có sự thay đổi trong hướng di chuyển.

Câu hỏi 2. Hãy nêu cách đo gần đúng độ sâu của một cái giếng mỏ cạn. Coi vận tốc truyền âm trong không khí là không đổi và đã biết.

Trả lời rút gọn:

Thả một hòn đá xuống giếng đồng thời đo thời gian từ lúc thả đến khi nghe thấy tiếng rơi bõm của hòn đá. Khi đó ta tính được độ sâu của giếng là: với g= 9,8 m/s²

Phần vận dụng

Câu 1:

Một người thả một hòn bi rơi từ trên cao xuống đất và đo được thời gian rơi là 3,1 s. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 9,8 m/s2

a) Tính độ cao của nơi thả hòn bi so với mặt đất và vận tốc lúc chạm đất.

b) Tính quãng đường rơi được trong 0,5 s cuối trước khi chạm đất.

Trả lời rút gọn:

a) Độ cao của nơi thả hòn bi so với mặt đất là:

h= == 47,089 m

Vận tốc vật lúc chạm đất là: v = g.t = 9,8.3,1 = 30,38 m/s

b) Quãng đường vật rơi được trong 0,5 s cuối trước khi chạm đất = cả quãng đường – quãng đường vật rơi trong 2,6 giây đầu:

Quãng đường vật rơi trong 2,6 giây đầu là: 

= 33,124 m

= 47,089 - 33,124 = 13,965 m

Phần em có thể 

• Vận dụng được những kiến thức về sự rơi tự do vào một số tình huống thực tế đơn giản

• Biết cách xác định phương thẳng đứng và phương nằm ngang.

Trả lời rút gọn:

• Ném một vật lên trên có thể sử dụng kiến thức này để ước tính chiều cao mà vật sẽ đạt được trước khi rơi xuống

• Để xác định phương thẳng đứng và phương ngang, có thể sử dụng dây dọi và thước đo.