Từ mặt đất ném thẳng đứng một vật lên trên với vận tốc đầu bằng 10m/s tại nơi có gia tốc trọng trường . Thời gian để vật chạm đất là
A. 4s
B. 2s
C. 0,5
D. 1s
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a) Thế năng trọng trường tại vị trí ném: \(W_{t1}=mgh_1=2.10.10=200(J)\)
Động năng: \(W_{đ1}=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}.2.20^2==400(J)\)
Ở độ cao cực đại thì thế năng bằng cơ năng \(\Rightarrow W_{t2}=W=W_{đ1}+W_{t1}=400+200=600(J)\)
Lúc chạm đất, h = 0 \(\Rightarrow W_t=0\)
Sau khi ném 1s, độ cao của vật đạt được: \(h=10+20.1-\dfrac{1}{2}.10.1^2=25m\)
Thế năng lúc này: \(W_{t3}=m.g.h=2.10.25=500(J)\)
b) Độ cao cực đại của vật: \(h_{max}=\dfrac{W}{mg}=\dfrac{600}{2.10}=30(m)\)
Công của trọng lực từ lúc ném đến khi thế năng cực đại là: \(A_1=-2.10.(30-10)=400(J)\)
Công của trọng lực từ lúc ném đến khi chạm đất: \(A_2=2.10.10=200(J)\)
Gọi thời gian rơi nửa quãng đường sau là \(t(s)\), thì thời gian rơi nửa quãng đường đầu là \(t+1\)
Theo đề bài ta có:
\(\dfrac{h}{2}=\dfrac{1}{2}.g.(t+1)^2\Rightarrow h = g(t+1)^2\) (1)
\(h=\dfrac{1}{2}.g.(t+t+1)^2\Rightarrow h=\dfrac{1}{2}.g.(2t+1)^2\) (2)
Từ (1) và (2) suy ra: \( g(t+1)^2 = \dfrac{1}{2}g.(2t+1)^2\)
\(\Rightarrow t^2+2t+1= \dfrac{1}{2}(4t^2+4t+1)\)
\(\Rightarrow t^2 = \dfrac{1}{2}\)
\(\Rightarrow t = \dfrac{1}{\sqrt 2}(s)\)
Suy ra:
Độ cao: \(h = g(t+1)^2=10.(\dfrac{1}{\sqrt 2}+1)^2\approx 29,1 (m)\)
Thời gian chạm đất: \(t_1= 2.t+1=\sqrt 2 + 1 \approx 2,41 (s)\)
Tốc độ khi chạm đất: \(v=g.t=10.2,41=24,1(m/s)\)
Chọn A.
Tầm xa của vật
Khoảng cách từ điểm ném tới điểm chạm đất:
\(chọn\) \(O\) \(trùng\) \(mặt\) \(đất\)\(,chiều\left(+\right)\) \(hướng\) \(lên\)
\(a,\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=xo+vot-\dfrac{1}{2}gt^2=10+30t-5t^2\\v=vo-gt\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}0=10+30t-5t^2\\v=30-10t\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\left[{}\begin{matrix}t=3+\sqrt{11}\approx6,3\left(s\right)\left(thỏa\right)\\t=3-\sqrt{11}\approx-0,3\left(s\right)\left(loại\right)\end{matrix}\right.\\v=30-10.6,3=-33\left(m/s\right)\end{matrix}\right.\)
\(b,\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}0=30-10tmax\\x=hmax=10+30t-5t^2\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}t\left(max\right)=3s\\x=hmax=10+30.3-5.3^2=55m\end{matrix}\right.\)
\(c,TH1:2s\rightarrow4s\Rightarrow t1< tmax< t2\)
\(\Rightarrow\Delta S=\left|hmax-x1\right|+\left|hmax-x2\right|=\left|55-\left(10+30.2-5.2^2\right)\right|+\left|55-\left(10+30.4-5.4^2\right)\right|=10m\)
\(TH2:2s\rightarrow6s\Rightarrow t1< tmax< t2\Rightarrow\Delta S=\left|hmax-x1\right|+\left|hmax-x2\right|=50m\)
Đáp án A.
Tầm xa của vật:
Khoảng cách từ điểm ném tới điểm chạm đất:
Đáp án C
Thời gian để vật chạm đất là:
Quãng đường mà vật đã chuyển động đến khi chạm đất:
Tốc độ trung bình
Chú ý: Có thể nhận xét nhanh: Giai đoạn vật đi lên là chậm dần đều từ tốc độ v o đến 0, giai đoạn đi xuống là nhanh dần đều từ tốc độ bằng 0 đến v o nên tốc độ trung bình
trong mỗi giai đoạn là v o 2 và cả quá trình cũng bằng v o 2 = 5cm/s
Đáp án B
Thời gian để vật chạm đất là