PHẦN I: Chọn đáp án Đúng/Sai
Câu b: Thời gian vật rơi hết độ cao h là \( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \).
- Đây là công thức đúng cho vật rơi tự do không vận tốc đầu, bỏ qua sức cản không khí.
=> Đúng.
Câu c: Tốc độ vật chạm đất là \( v = \sqrt{gh} \).
- Công thức đúng cho vận tốc cuối khi rơi tự do: \( v = \sqrt{2gh} \), không phải \( \sqrt{gh} \).
=> Sai.
Câu d: Quãng đường vật rơi được trong giây thứ n là \( \Delta s_n = (2n-1)g \).
- Công thức đúng là \( \Delta s_n = (2n - 1) \frac{1}{2}g \), hay \( \Delta s_n = (2n - 1) \times \frac{g}{2} \), không phải \( (2n-1)g \).
=> Sai.
---
PHẦN II:
Câu 2:
a) Phương rơi của vật là phương thẳng đứng.
- Vật rơi tự do dưới tác dụng trọng lực, phương thẳng đứng.
=> Đúng.
b) Thời gian vật rơi hết quãng đường là 2,5 s.
- Thời gian rơi: \( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 45}{10}} = \sqrt{9} = 3 \,s \neq 2,5 s \)
=> Sai.
c) Quãng đường vật rơi được sau 2 s là 20 m.
- Quãng đường rơi sau t giây: \( s = \frac{1}{2} g t^2 = 0,5 \times 10 \times 2^2 = 20 \,m \)
=> Đúng.
d) Thời gian vật rơi hết 13,75 m cuối cùng là 0,5 s.
- Tổng quãng đường: 45 m.
- Quãng đường trước đó: \(45 - 13,75 = 31,25 m\).
- Thời gian rơi 31,25 m: \( t_1 = \sqrt{\frac{2 \times 31,25}{10}} = \sqrt{6,25} = 2,5 s \).
- Thời gian rơi hết 45 m: 3 s.
- Thời gian rơi quãng đường cuối: \(3 - 2,5 = 0,5 s\).
=> Đúng.
---
Câu 3:
Cho hai vật thả từ 180 m cách nhau 1 s, \( g=10 m/s^2 \).
a) Hai vật chạm đất cách nhau 1 s.
- Thời gian rơi: \( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{360}{10}} = 6 s \).
- Vật 2 thả sau 1 s, sẽ chạm đất sau 5 s kể từ lúc thả.
- Vật 1 chạm đất sau 6 s kể từ lúc thả vật 1 (t=0).
- Thời gian chạm đất của hai vật chênh lệch: 6 s - 5 s = 1 s.
=> Đúng.
b) Vận tốc hai vật chạm đất đều là 60 m/s.
- Vận tốc cuối: \( v = g t = 10 \times 6 = 60 m/s \).
- Vật 2 thả sau 1 s, rơi trong 5 s, vận tốc cuối: \( v_2 = 10 \times 5 = 50 m/s \neq 60 m/s \).
=> Sai.
c) Khoảng cách giữa hai vật sau 3 s kể từ lúc thả vật rơi trước là 20 m.
- Vật 1 rơi 3 s: \( s_1 = \frac{1}{2} \times 10 \times 3^2 = 45 m \).
- Vật 2 mới thả sau 1 s, lúc t=3 s vật 2 đã rơi được 2 s:
\( s_2 = \frac{1}{2} \times 10 \times 2^2 = 20 m \).
- Khoảng cách: \( 45 - 20 = 25 m \neq 20 m \).
=> Sai.
d) Thời điểm khoảng cách giữa 2 vật bằng 20 m là \( t = 1,5 s \).
- \( s_1 = \frac{1}{2} \times 10 \times t^2 = 5 t^2 \).
- Vật 2 rơi sau 1 s, nên khoảng thời gian rơi vật 2 là \( t-1 \) (với \( t > 1 \)).
- \( s_2 = 5 (t-1)^2 \).
- Khoảng cách: \( d = s_1 - s_2 = 20 \Rightarrow 5 t^2 - 5 (t-1)^2 = 20 \).
- Phân tích:
\( 5(t^2 - (t^2 - 2t +1)) = 20 \Rightarrow 5(2t -1) = 20 \Rightarrow 2t -1 = 4 \Rightarrow t = \frac{5}{2} = 2,5 s \neq 1,5 s \).
=> Sai.
---
PHẦN III:
Câu 1: Quãng đường vật rơi được trong 5 s đầu tiên, \( g=10 m/s^2 \).
\( s = \frac{1}{2} g t^2 = 0,5 \times 10 \times 5^2 = 0,5 \times 10 \times 25 = 125 m \).
=> Đáp án: 125 m.
---
Câu 2:
Hai vật rơi từ độ cao \( h_1 \) và \( h_2 = 10 m \). Thời gian rơi vật thứ nhất bằng nửa thời gian vật thứ hai:
\( t_1 = \frac{1}{2} t_2 \).
Thời gian rơi: \( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \).
Ta có:
\( \sqrt{\frac{2 h_1}{g}} = \frac{1}{2} \sqrt{\frac{2 \times 10}{g}} \).
Bình phương hai vế:
\( \frac{2 h_1}{g} = \frac{1}{4} \times \frac{20}{g} \Rightarrow 2 h_1 = \frac{20}{4} = 5 \Rightarrow h_1 = \frac{5}{2} = 2,5 m \).
=> Đáp án: \( h_1 = 2,5 m \).
---
Câu 3:
Vật rơi từ độ cao 80 m. Quãng đường rơi trong 0,5 s cuối cùng.
Thời gian rơi:
\( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{160}{10}} = 4 s \).
Quãng đường trong 0,5 s cuối cùng là:
\( \Delta s = s(4) - s(3.5) = \frac{1}{2} g (4^2 - 3.5^2) = 0,5 \times 10 \times (16 - 12.25) = 5 \times 3.75 = 18,75 m \).
Làm tròn đến 1 chữ số thập phân: 18,8 m.
---
Câu 4:
Vật rơi trong thời gian \( t \), quãng đường \( h = \frac{1}{2} g t^2 \).
3 s cuối cùng vật rơi được bằng \(\frac{1}{5}\) quãng đường toàn bộ.
Gọi \( T \) là thời gian rơi toàn bộ.
Quãng đường 3 s cuối:
\( s_{3} = s(T) - s(T - 3) = \frac{1}{2} g T^2 - \frac{1}{2} g (T - 3)^2 = \frac{1}{5} \times \frac{1}{2} g T^2 \).
Rút gọn:
\( T^2 - (T-3)^2 = \frac{1}{5} T^2 \).
\( T^2 - (T^2 - 6T + 9) = \frac{1}{5} T^2 \).
\( 6T - 9 = \frac{1}{5} T^2 \).
Chuyển về phương trình:
\( \frac{1}{5} T^2 - 6T + 9 = 0 \).
Nhân 5:
\( T^2 - 30 T + 45 = 0 \).
Giải phương trình:
\(\Delta = 900 - 4 \times 45 = 900 - 180 = 720 \).
\( T = \frac{30 \pm \sqrt{720}}{2} = \frac{30 \pm 12 \sqrt{5}}{2} = 15 \pm 6 \sqrt{5} \).
Lấy nghiệm nhỏ hơn hợp lý (vì thời gian lớn quá không hợp lý),
\( T = 15 - 6 \sqrt{5} \approx 15 - 6 \times 2.236 = 15 - 13.416 = 1.584 s \) (quá nhỏ), không hợp lý.
Nghiệm lớn:
\( T = 15 + 6 \sqrt{5} \approx 15 + 13.416 = 28.416 s \) (hợp lý).
Chiều cao:
\( h = \frac{1}{2} \times 10 \times T^2 = 5 \times (28.416)^2 \approx 5 \times 807.56 = 4037.8 m \).
Làm tròn: 4038 m.
---
Câu 5:
Vật 1 buông tại đỉnh cao 50 m lúc \( t=0 \).
Vật 2 buông sau 1 s tại độ cao \( 50 - 26.5 = 23.5 m \).
Gọi \( t \) là thời gian tính từ lúc vật 1 buông đến khi gặp nhau.
Vị trí vật 1:
\( s_1 = \frac{1}{2} g t^2 = 5 t^2 \).
Vị trí vật 2 (bắt đầu rơi lúc \( t=1 \), nên rơi trong \( t -1 \) giây):
\( s_2 = \frac{1}{2} g (t-1)^2 = 5 (t -1)^2 \).
Điều kiện gặp nhau: vị trí vật 1 bằng vị trí vật 2 cộng độ cao vật 2 lúc thả:
\( s_1 = (50 - 26.5) + s_2 = 23.5 + 5 (t -1)^2 \).
Phương trình:
\( 5 t^2 = 23.5 + 5 (t^2 - 2t +1) \).
Rút gọn:
\( 5 t^2 = 23.5 + 5 t^2 - 10 t + 5 \).
\( 5 t^2 - 5 t^2 = 28.5 - 10 t \).
\( 0 = 28.5 - 10 t \).
\( 10 t = 28.5 \Rightarrow t = 2.85 s \).
=> Thời gian từ lúc vật 1 buông đến khi gặp nhau là 2,85 s.
---
Câu 6:
Hòn đá rơi từ độ sâu \( h \). Thời gian rơi \( t_1 \), thời gian âm thanh truyền về \( t_2 \). Tổng:
\( t_1 + t_2 = 3 s \).
Độ sâu \( h = \frac{1}{2} g t_1^2 \).
Thời gian truyền âm: \( t_2 = \frac{h}{v} \), với \( v=340 m/s \).
Ta có:
\( t_1 + \frac{h}{340} = 3 \).
Thay \( h = \frac{1}{2} g t_1^2 = 4.9 t_1^2 \),
\( t_1 + \frac{4.9 t_1^2}{340} = 3 \).
Nhân 340:
\( 340 t_1 + 4.9 t_1^2 = 1020 \).
Chuyển về phương trình bậc hai:
\( 4.9 t_1^2 + 340 t_1 - 1020 = 0 \).
Dùng công thức giải:
\(\Delta = 340^2 - 4 \times 4.9 \times (-1020) = 115600 + 19992 = 135592 \).
\( t_1 = \frac{-340 \pm \sqrt{135592}}{2 \times 4.9} \).
\(\sqrt{135592} \approx 368.3\).
Lấy nghiệm dương:
\( t_1 = \frac{-340 + 368.3}{9.8} = \frac{28.3}{9.8} \approx 2.89 s \).
Độ sâu:
\( h = 4.9 \times (2.89)^2 = 4.9 \times 8.35 = 40.9 m \).
---
Tổng kết:
PHẦN I:
- b: Đúng
- c: Sai
- d: Sai
PHẦN II:
- 2a: Đúng
- 2b: Sai
- 2c: Đúng
- 2d: Đúng
- 3a: Đúng
- 3b: Sai
- 3c: Sai
- 3d: Sai
PHẦN III:
1) 125 m
2) 2,5 m
3) 18,8 m
4) 4038 m
5) 2,85 s
6) 40,9 m