Bài tập sự rơi tự do lớp 10 (cách giải + bài tập)

Trang trước Trang sau

Chuyên đề phương pháp giải bài tập sự rơi tự do lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập sự rơi tự do.

1. Phương pháp giải

Rơi tự do là sự rơi của vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

Bài toán 1. Tính thời gian, vận tốc trong rơi tự do

Sử dụng các công thức tính quãng đường và vận tốc trong rơi tự do:

- Công thức tính quãng đường: $s = \frac{1}{2} {gt}^{2}$

- Công thức tính vận tốc: v = g.t

- Vận tốc của vật khi chạm đất: $v = gt = g \sqrt{\frac{2 h}{g}} = \sqrt{2 gh}$

Bài toán 2. Tính quãng đường rơi tự do trong n giây, trong giây thứ n

- Tính quãng đường vật đi được trong n giây cuối

Bước 1: Tính quãng đường vật đi được trong t giây: $s_{1} = \frac{1}{2} {gt}^{2}$

Bước 2: Tính quãng đường vật đi trong (t – n) giây: $s_{2} = \frac{1}{2} g . {(t - n)}^{2}$

Bước 3: Tính quãng đường vật đi trong n giây cuối:

$Δs = s_{1} - s_{2}$

- Tính quãng đường vật đi được trong giây thứ n

Bước 1: Tính quãng đường vật đi được trong n giây: $s_{1} = \frac{1}{2} g . n^{2}$

Bước 2: Tính quãng đường vật đi được trong (n – 1) giây: $s_{2} = \frac{1}{2} g . {(n - 1)}^{2}$

Bước 3: Tính quãng đường vật đi được trong giây thứ n: $Δs = s_{1} - s_{2}$

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một vật rơi tự do khi chạm đất thì vật đạt vận tốc v = 25 m/s. Hỏi vật được thả rơi từ độ cao nào? Lấy $g = 10 m / s^{2}$ .

A. 21,25 m.

B. 31,25 m.

C. 11,25 m.

D. 27,25 m.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Thời gian từ lúc vật rơi đến khi chạm đất là:

$v = gt = > t = \frac{v}{g} = \frac{25}{10} = 2,5 s$

Vật được thả rơi từ độ cao là:

$h = s = \frac{1}{2} {gt}^{2} = \frac{1}{2} . 10 {.2,5}^{2} = 31,25 m$

Ví dụ 2: Một vật rơi tự do từ độ cao 30 m xuống đất. Cho $g = 10 m / s^{2}$ . Tính vận tốc lúc vật chạm đất? (chọn đáp án gần đúng nhất).

A. 20 m/s.

B. 22,5 m/s.

C. 23,5 m/s.

D. 24,5 m/s.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta có: $s = \frac{1}{2} {gt}^{2}$ suy ra $t = \sqrt{\frac{2 s}{g}} = \sqrt{\frac{2 .30}{10}} = \sqrt{6} s$

Vận tốc của vật khi chạm đất là: $v = gt = 10 . \sqrt{6} = 10 \sqrt{6} \approx 24,5 m / s$

Ví dụ 3: Một vật được thả rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao h so với mặt đất. Cho $g = 10 m / s^{2}$ . Thời gian vật rơi là 5 s. Tính quãng đường vật rơi trong giây cuối cùng trước khi chạm đất?

A. 35 m.

B. 40 m.

C. 45 m.

D. 50 m.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Độ cao lúc thả vật là:

$s = \frac{1}{2} {gt}^{2} = \frac{1}{2} . 10 {.5}^{2} = 125 m$

Quãng đường vật rơi trong 4s đầu là:

$s_{1} = \frac{1}{2} g . t_{1}^{2} = \frac{1}{2} . 10 {.4}^{2} = 80 m$

Quãng đường vật rơi trong giây cuối cùng là:

$Δs = s - s_{1} = 125 - 80 = 45 m$

Ví dụ 4: Một vật rơi thẳng đứng từ độ cao 20 m với vận tốc ban đầu bằng 0 (bỏ qua sức cản của không khí, lấy $g = 10 m / s^{2}$ ). Thời gian vật đi được 1 m cuối cùng là bao nhiêu? (chọn đáp án gần đúng nhất).

A. 0,01 s.

B. 0,02 s.

C. 0,04 s.

D. 0,05 s.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Thời gian từ lúc vật rơi đến lúc chạm đất là:

$t = \sqrt{\frac{2 s}{g}} = \sqrt{\frac{2 .20}{10}} = 2 s$

Thời gian vật đi 19 m đầu tiên là:

$t_{1} = \sqrt{\frac{2 .19}{10}} = \frac{\sqrt{95}}{5} s$

Thời gian vật đi 1 m cuối cùng là:

$t_{2} = t - t_{1} = 2 - \frac{\sqrt{95}}{5} \approx 0,05 s$

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1. Chuyển động của vật nào dưới đây sẽ được coi là rơi tự do nếu được thả rơi?

A. Một chiếc khăn voan nhẹ.

B. Một sợi chỉ.

C. Một chiếc lá cây rụng.

D. Một viên sỏi.

Bài 2. Chuyển động nào dưới đây có thể coi như là chuyển động rơi tự do?

A. Chuyển động của một viên bi sắt được ném theo phương nằm ngang.

B. Chuyển động của một viên bi sắt được ném theo phương xiên góc.

C. Chuyển động của một viên bi sắt được thả rơi.

D. Chuyển động của một viên bi sắt được ném lên cao.

Bài 3. Thả một hòn sỏi từ độ cao h xuống đất. Hòn sỏi rơi trong 2 s. Nếu thả hòn sỏi từ độ cao 2h xuống đất thì hòn sỏi sẽ rơi trong bao lâu?

A. 2 s.

B. $2 \sqrt{2}$ s.

C. 4 s.

D. $4 \sqrt{2}$ s.

Bài 4. Thả vật rơi tự do từ độ cao h xuống đất. Công thức tính vận tốc của vật khi chạm đất là:

A. $v = 2 \sqrt{gh}$ .

B. $v = \sqrt{2 gh}$ .

C. $v = \sqrt{gh}$ .

D. $v = \sqrt{\frac{gh}{2}}$ .

Bài 5. Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 9,8 m xuống đất. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s². Vận tốc v của vật trước khi chạm đất bằng

A. $9,8 \sqrt{2}$ m/s.

B. 9,8 m/s.

C. 98 m/s.

D. 6,9 m/s.

Bài 6. Hai vật được thả rơi tự do đồng thời từ hai độ cao khác nhau h₁, và h₂. Khoảng thời gian rơi của vật thứ nhất gấp đôi thời gian rơi của vật thứ hai. Bỏ qua lực cản của không khí. Tỉ số các độ cao $\frac{h_{1}}{h_{2}}$ là:

A. $\frac{h_{1}}{h_{2}} = 2$ .

B. $\frac{h_{1}}{h_{2}} = 0,5$ .

C. $\frac{h_{1}}{h_{2}} = 4$ .

D. $\frac{h_{1}}{h_{2}} = 1$ .

Bài 7. 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 24,5 m. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s².

A. 1 s.

B. 2 s.

C. 3 s.

D. 4 s.

Bài 8. Tính quãng đường mà vật rơi tự do đi được trong giây thứ tư kể từ lúc được thả rơi. Trong khoảng thời gian đó vận tốc của vật đã tăng lên bao nhiêu? Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s².

A. 39,2 m/s.

B. 9,8 m/s.

C. 29,4 m/s.

D. 19,6 m/s.

Bài 9. Thả một hòn đá rơi từ miệng một cái hang sâu xuống đến đáy. Sau 4 s kể từ lúc bắt đầu thả thì nghe tiếng hòn đá chạm vào đáy. Tính chiều sâu của hang. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 330 m/s. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 70,3 m.

B. 68,2 m.

C. 53,1 m.

D. 82,5 m.

Giải phương trình ta tìm được: h = 70,3 m.

Bài 10. Thả một hòn sỏi từ trên gác cao xuống đất. Trong giây cuối cùng hòn sỏi rơi được quãng đường 15 m. Tính độ cao của điểm từ đó bắt đầu thả rơi hòn sỏi.

Lấy g = 9,8 m/s².

A. 5 m.

B. 10 m.

C. 15 m.

D. 20 m.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học