Trắc nghiệm Vật Lí 10 Bài 4 :Sự rơi tự do

Bài 1: Hai vật ở độ cao h₁ và h₂ = 10 m, cùng rơi tự do với vận tốc ban đầu bằng 0. Thời gian rơi của vật thứ nhất bằng nửa thời gian rơi của vật thứ hai. Độ cao h₁ bằng

    A. 10√2 m.

    B. 40 m.

    C. 20 m.

    D. 2,5 m.

Chọn 5: D.

Ta có: h₁ = 0,5g.t₁²; h₂ = 0,5g.t₂²

Vì t₁ = 0,5t₂ 

Bài 2: Một vật rơi từ độ cao 10 m so với một sàn thang máy đang nâng đều lên với vận tốc 0,5 m/s để hứng vật. Trong khi vật rơi để chạm sàn, sàn đã được nâng lên một đoạn bằng (g = 10 m/s²).

    A. 0,71 m.

    B. 0,48 m.

    C. 0,35 m.

    D. 0,15 m.

Chọn 7: B.

Ban đầu vật có vận tốc v₀₁ = 0; sàn có v₀₂ = 0.

Quãng đường vật rơi được sau thời gian t giây là: h₁ = 0,5g.t² = 5t² (m)

Khi đó sàn đi lên được một quãng đường là: h₂ = 0,5.a.t² = 0,25t² (m).

Sàn và vật chuyển động ngược chiều nhau nên khi vật chạm sàn ta có:

h₁ + h₂ = 10 (m) ⟹ 5.t² + 0,25t² = 10 ⟹ t = 1,38 s.

Suy ra sàn đã được nâng lên một đoạn bằng: h₂ = 0,48 m.

Bài 3: Một vật nhỏ rơi tự do từ các độ cao h=80 m so với mặt đất. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s². Quãng đường vật đi được trong 1 giây cuối cùng trước khi chạm đất là

    A. 0,71 m.

    B. 0,48 m.

    C. 0,35 m.

    D. 0,15 m.

Chọn 8: B.

Thời gian vật rơi hết quãng đường S = h = 80 m là: t =  = 4 s

=> Quãng đường vật đi được trong 1 giây cuối cùng trước khi chạm đất là:

Bài 4: Hai chất điểm rơi tự do từ các độ cao h₁, h₂. Coi gia tốc rơi tự do của chúng là như nhau. Biết vận tốc tương ứng của chúng khi chạm đất là v₁ = 3v₂ thì tỉ số giữa hai độ cao tương ứng là

    A. h₁ = (1/9)h₂.

    B. h₁ = (1/3)h₂.

    C. h₁ = 9h₂.

    D. h₁ = 3h₂.

Chọn 9: C.

Vận tốc của các chất điểm khi chạm đất lần lượt là:

Bài 5: Một vật rơi tự do tại nơi có g =10 m/s². Trong 2 giây cuối vật rơi được 180 m. Thời gian rơi của vật là

    A. 6 s.

    B. 8 s.

    C. 10 s.

    D. 12 s.

Chọn 10: C.

Chọn gốc thời gian là lúc vật bắt đầu rơi. Vật chạm đất sau thời gian t giây, khi đó quãng đường vật rơi được là: h = 0,5.g.t² (m)

Quãng đường vật rơi được trong khoảng thời gian t₁ = t – 2 (s) là:

h₁ = 0,5.g.(t – 2)² (m).

Trong 2 giây cuối vật rơi được 180 m nên ta có: h – h₁ = 180m.

⟹ 0,5.g.t² - 0,5.g.(t – 2)² = 180

⟺ 20.t – 20 = 180 ⟺ t = 10 s.

Bài 6: Câu nào sau đây nói về sự rơi là đúng?

    A. Khi không có sức cản, vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

    B. Ở cùng một nơi, mọi vật rơi tự do có cùng gia tốc

    C. Khi rơi tự do, vật nào ở độ cao hơn sẽ rơi với gia tốc lớn hơn.

    D. Vận tốc của vật chạm đất, không phụ thuộc vào độ cao của vật khi rơi.

Chọn 1: B.

- Gia tốc rơi tự do g→ không phụ thuộc khối lượng của vật, chỉ phụ thuộc vĩ độ địa lí, độ cao và cấu trúc địa chất nơi đo nó nên ở cùng một nơi, mọi vật rơi tự do có cùng gia tốc.

Bài 7: Chuyển động của vật nào dưới đây có thể coi như chuyển động rơi tự do?

    A. Một vận động viên nhảy dù đang rơi khi dù đã mở.

    B. Một viên gạch rơi từ độ cao 3 m xuống đất.

    C. Một chiếc thang máy đang chuyển động đi xuống.

    D. Một chiếc lá đang rơi.

Chọn 2: B.

- Khi không có lực cản của không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau, ta bảo rằng chúng rơi tự do. Do đó sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

- Một vận động viên nhảy dù đang rơi khi dù đã mở, một chiếc lá đang rơi thì chịu thêm lực cản của không khí, do đó không được coi là rơi tự do.

- Một chiếc thang máy đang chuyển động đi xuống chịu tác dụng của trọng lực và lực kéo của dây treo thang máy nên không được coi là rơi tự do.

- Một viên gạch rơi từ độ cao 3 m xuống đất thì lực cản của không khí là rất nhỏ so với trọng lực nên có thể coi như vật rơi tự do.

Bài 8: Một vật rơi thẳng đứng từ độ cao 19,6 m với vận tốc ban đầu bang 0 (bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 9,8 m/s²). Thời gian vật đi được 1 m cuối cùng bằng

    A. 0,05 s.

    B. 0,45 s.

    C. 1,95 s.

    D. 2 s.

Chọn 3: A.

Thời gian vật rơi hết quãng đường h = 19,6 m là:

Thời gian đi được quãng đường đầu tiên h₁ = 19,6 – 1 = 18,6 m là:

Thời gian đi được 1 m cuối cùng là: t₂ = t – t₁ = 0,05 s.

Bài 9: Trong suốt giây cuối cùng, một vật rơi tự do đi được một đoạn đường bằng nửa độ cao toàn phần h kể từ vị trí ban đầu của vật. Độ cao h đo (lấy g = 9,8 m/s²) bằng

    A. 9,8 m.

    B. 19,6 m.

    C. 29,4 m.

    D. 57,1 m

Chọn 4: D.

Quãng đường vật rơi được sau thời gian t giây là: h = 0,5g.t²

Quãng đường vật rơi được sau thời gian t - 1 giây là: h₁ = 0,5g.(t – 1)².

Suy ra quãng đường vật rơi được trong 1 giây cuối là:

Vì h₂ = h/2 => h = 2gt – g, với t = 

Giải phương trình ta được h = 57,1 m (loại nghiệm h = 1,68m < 4,9 m, do quãng đường rơi trong 1 giây luôn > 0,5.g = 4,9m).

Bài 10: Một viên đá được thả từ một khí cầu đang bay lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 5 m/s, ở độ cao 300 m. Viên đá chạm đất sau khoảng thời gian

    A. 8,35 s.

    B. 7,8 s.

    C. 7,3 s

    D. 1,5 s.

Chọn 6: A.

Chọn trục tọa độ Ox theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc tại vị trí thả viên đá, gốc thời gian t = 0 là lúc thả đá.

Khí cầu đang bay lên với vận tốc 5m/s nên ban đầu hòn đá có vận tốc v₀ = 5m/s

Phương trình chuyển động của hòn đá: 

Với v₀ = 5 m/s, a = - g = 9,8 m/s², x0 = 0 nên x = 5t – 4,9t² (m)

Khi chạm đất: x = -300 m, ta có: 4,9t² - 5t – 300 = 0

Giải phương trình lấy nghiệm dương => t = 8,35 s.

Bài 11: Một vật được thả rơi tự do tại nơi có g = 10 m/s². Trong giây thứ hai vật rơi được một đoạn đường

    A. 30 m.

    B. 20 m.

    C. 15 m.

    D. 10 m.

Chọn 16: C.

Quãng đường vật rơi được trong giây đầu tiên là: S₁ = 0,5.g.1² = 5 m.

Quãng đường vật rơi được trong 2 giây đầu tiên là: S₂ = 0,5.g.2² = 20 m.

Suy ra trong giây thứ hai vật rơi được một đoạn đường:

S = S₂ – S₁ = 20 - 5 = 15 m.

Bài 12: Từ độ cao h = 1 m so với mặt đất, một vật được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc 4 m/s. Cho g = 10 m/s². Thời gian rơi của vật khi nó chạm đất là

    A. 0,125 s.

    B. 0,2 s.

    C. 0,5 s.

    D. 0,4 s.

Chọn 18: B.

Chọn chiều dương Oy hướng xuống, gốc tọa độ y = 0 là ví trí ném, gốc thời gian t = 0 là lúc ném.

Ta có: khi t = 0, v₀ = 4m/s và a = g = 10 m/s².

Phương trình chuyển động của vật: 

Vật chạm đất khi y = h = 1m.

Suy ra 5t² + 4t = 1 ⟹ t = 0,2s (loại nghiệm âm)

Thời gian rơi của vật khi nó chạm đất là 0,2s.

Bài 13: Từ mặt đất, một vật được ném thẳng đứng lên cao. Độ cao tối đa mà vật đạt tới là h = 40 m. Nếu ném vật thứ hai với vận tốc gấp đôi thì độ cao tối đa mà vật thứ hai đạt tới sẽ là

    A. 80 m.

    B. 160 m.

    C. 180 m.

    D. 240 m.

Chọn 19: B.

Áp dụng các kết quả câu 17 ta có:

Độ cao cực đại mà vật đạt tới kể từ điểm ném là: hmax = 0,5v₀²/g

Suy ra h_max tỷ lệ với v₀2

=> Nếu ném vật thứ hai với vận tốc gấp đôi thì độ cao tối đa mà vật hai đạt tới sẽ là:

h_{max 2} = h_{max 1}.2² = 4h = 160 m.

Bài 14: Từ mặt đất, một viên bi nhỏ được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10 m/s, cho g = 10 m/s². Ở độ cao nào thì vận tốc của nó giảm đi còn một nửa?

    A. 5 m.

    B. 2,5 m.

    C. 1,25 m.

    D. 3,75 m.

Chọn 20: D.

Chọn chiều dương hướng lên, gốc tọa độ y = 0 là ví trí ném, gốc thời gian t = 0 là lúc ném.

Ta có: khi t = 0, v₀ > 0 và a = - g = - 10 m/s².

Sau thời gian t từ khi ném vật có vận tốc v và lên được độ cao h.

Nếu vật chưa lên cao cực đại thì quãng đường vật đi được là S = h.

Áp dụng hệ thức độc lập: v² – v₀² = 2.a.S ⇒ 

Khi v = v₀/2 thì 

Vậy ở độ cao 3,75 m thì vận tốc của nó giảm đi còn một nửa.

Bài 15: Một vật được thả tự do với vận tốc ban đầu bằng 0 và trong giây cuối cùng nó đi được nửa đoạn đường rơi. Lấy g = 10 m/s². Thời gian rơi của vật là

    A. 0,6 s.

    B. 3,4 s.

    C. 1,6 s.

    D. 5 s.

Chọn 11: B.

Chọn gốc thời gian là lúc vật bắt đầu rơi. Vật chạm đất sau thời gian t giây, khi đó quãng đường vật rơi được là: h = 0,5.g.t² (m)

Quãng đường vật rơi được trong khoảng thời gian t₁ = t – 1 (s) là:

h₁ = 0,5.g.(t – 1)² (m)

Quãng đường vật rơi được trong giây cuối cùng là:

S = h – h₁ = 0,5.g.t² - 0,5.g.(t – 1)² = g.t – 0,5.g = 10t – 5 (m)

Vì S = 0,5.h ⟹ 10t – 5 = 0.5.(0,5.g.t²) = 2,5t².

⟹ 2,5t² – 10t + 5 = 0.

Giải phương trình bậc hai và lấy nghiệm t > 0 ta được: t = 3,14 s (ta loại nghiệm t = 0,586 s vì t > 1s).

Bài 16: Một vật được thả rơi tự do từ một độ cao so với mặt đất thì thời gian rơi là 5 s. Lấy g = 9,8 m/s² Nếu vật này được thả rơi tự do từ cùng một độ cao nhưng ở Mặt Trăng (có gia tốc rơi tự do là 1,7 m/s²) thì thời gian rơi sẽ là

    A. 12 s.

    B. 8 s.

    C. 9 s.

    D. 15,5 s.

Chọn 12: A.

Ở Trái Đất, quãng đường rơi của vật sau thời gian t = 5 s là: h₁ = 0,5.g.t₁² (m).

Ở Mặt Trăng, thời gian rơi hết quãng đường h₂ = h₁ là t₂ (s) và h₂ = 0,5.gMT.t₂² (m)

Bài 17: Hai viên bi được thả rơi tự do từ cùng một độ cao, nhưng bi A rơi trước bi B một khoảng thời gian Δt = 0,5 s. Ngay sau khi viên bi B rơi xuống và trước khi bi A chạm đất thì

    A. khoảng cách giữa hai bi tăng lên.

    B. khoảng cách giữa hai bi giảm đi.

    C. khoảng cách giữa hai bi không đổi.

    D. ban đầu khoảng cách giữa hai bi tăng lên, sau đó giảm đi.

Chọn 13: A.

Bi A rơi trước bi B một khoảng thời gian ∆t = 0,5 s. Ngay sau khi viên bi B rơi xuống thì bi A rơi được một đoạn là: h₁ = 0,5.g.∆t² = g/8

Đây cũng là khoảng cách hai bi lúc này: ∆h₁ = g/8.

Từ lúc thả bi A đến khi A chạm đất thì hết thời gian t, độ cao h = 0,5.g.t²

Do vậy khi bi A chạm đất, bi B rơi được 1 đoạn là: h₂ = 0,5.g.(t – 0,5)².

Khoảng cách của bi lúc này là:

∆h₂ = h – h₂ = 0,5.g.t² – 0,5.g.(t – 0,5)² = g.t – g/8.

Vì t > 0,5 nên ∆h₂ > 3g/8 ⟹ ∆h₂ > ∆h₁

Vậy ngay sau khi viên bi B rơi xuống và trước khi bi A chạm đất thì khoảng cách giữa hai bi tăng lên.

Bài 18: Từ mặt đất, một viên bi nhỏ được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 30 m/s. Cho g = 10 m/s² thì hướng và độ lớn của vận tốc của vật lúc t = 4 s như thế nào?

    A. 10 m/s và hướng lên.

    B. 30 m/s và hướng lên.

    C. 10 m/s và hướng xuống.

    D. 30 m/s và hướng xuống.

Chọn 14: C.

Chọn chiều dương hướng lên, gốc tọa độ y = 0 là ví trí ném, gốc thời gian t = 0 là lúc ném.

Ta có: t = 0, v₀ = 30m/s. a = - g = - 10 m/s².

Suy ra vận tốc của vật tại thời điểm t: v = v₀ – gt = 30 – 10t

⟹ lúc t = 4s, v = - 10 m/s < 0, chứng tỏ khi đó vật chuyển động ngược chiều dương tức là đang rơi xuống.

Bài 19: Từ một độ cao nào đó với g = 10 m/s², một vật được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc là 5 m/s. Sau 4 giây kể từ lúc ném, vật rơi được một quãng đường

    A. 50 m.

    B. 60 m.

    C. 80 m.

    D. 100 m .

Chọn 15: D.

Chọn chiều dương Oy hướng xuống, gốc tọa độ y = 0 là ví trí ném, gốc thời gian t = 0 là lúc ném.

Ta có: t = 0, v₀ = 5m/s. a = g = 10 m/s².

⟹ Sau t = 4 giây kể từ lúc ném, vật rơi được một quãng đường:

Lưu ý: Vât bị ném xuống nên luôn chuyển động theo một chiều, do vậy quãng đường vật rơi được bằng tọa độ của vật với hệ quy chiều được chọn như trên.

Bài 20: Trong trò chơi tung hứng, một vật được ném thẳng đứng cao, sau 2 giây thì chụp được nó. Cho g = 10 m/s². Độ cao cực đại mà vật đạt tới kể từ điểm ném là

    A. 5 m.

    B. 10 m.

    C. 15 m.

    D. 20 m.

Chọn 17: A.

Chọn chiều dương hướng lên, gốc tọa độ y = 0 là ví trí ném, gốc thời gian t = 0 là lúc ném.

Ta có khi t = 0, v₀ > 0 và a = - g = - 10 m/s².

Suy ra vận tốc của vật tại thời điểm t: v = v₀ – gt

Vật lên cao cực đại khi v = 0 ⟹ thời gian vật lên cao cực đại là: t₁ = v₀/g.

Độ cao vật đạt được từ điểm ném: h₁ = v₀t₁ – 0,5gt₁² = 0,5v₀²/g.

Sau đó vật rơi xuống (chuyển động ngược chiều dương), khi hứng được vật, vật qua vị trí lúc ném và có v = v₂ = - v₀

Suy ra thời gian vật chuyển động từ lúc ném đến lúc được chụp lại là t₂ thỏa mãn:

v₂ = v₀ – gt₂ = -v₀ ⟺ t₂ = 2v₀/g

Theo bài ra ta có: t₂ = 2 s ⟹ v₀ = 10m/s

Độ cao cực đại mà vật đạt tới kể từ điểm ném là: h₁ = 0,5v₀²/g = 5m.

Lưu ý: Sau này khi làm bài về ném vật, các em chỉ cần nhớ: Thời gian vật chuyển động từ lúc ném đến lúc trở về vị trí ngang với vị trí ném (cùng tọa độ theo phương thẳng đúng) bằng 2 lần thời gian lên cao cực đại.