Dưới đây là lời giải cho từng câu:
---
**Câu 1:**
Vật chuyển động thẳng nhanh dần đều, có quãng đường:
- \( s_1 = 35\,m \) trong \( t_1 = 5\,s \)
- \( s_2 = 120\,m \) trong \( t_2 = 10\,s \)
Gọi \( v_0 \) là vận tốc ban đầu, \( a \) là gia tốc.
Công thức chuyển động nhanh dần đều:
\[
s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2
\]
Viết hai phương trình:
\[
\begin{cases}
35 = v_0 \times 5 + \frac{1}{2} a \times 5^2 \\
120 = v_0 \times 10 + \frac{1}{2} a \times 10^2
\end{cases}
\]
Tính từng phương trình:
\[
\begin{cases}
35 = 5 v_0 + \frac{25}{2} a = 5 v_0 + 12.5 a \\
120 = 10 v_0 + 50 a
\end{cases}
\]
Giải hệ:
- Nhân phương trình 1 với 2:
\[
70 = 10 v_0 + 25 a
\]
- Lấy phương trình 2 trừ phương trình mới:
\[
120 - 70 = (10 v_0 + 50 a) - (10 v_0 + 25 a) \implies 50 = 25 a \implies a = 2\, m/s^2
\]
Thay \( a = 2 \) vào phương trình 1:
\[
35 = 5 v_0 + 12.5 \times 2 = 5 v_0 + 25 \implies 5 v_0 = 10 \implies v_0 = 2\, m/s
\]
**Đáp án:** Gia tốc \( a = 2\, m/s^2 \), vận tốc ban đầu \( v_0 = 2\, m/s \).
---
**Câu 2:**
Thời gian nghe tiếng vang là \( t = 4\,s \), tốc độ âm thanh \( v_{âm} = 330\, m/s \), gia tốc rơi tự do \( g = 9.8\, m/s^2 \).
Gọi chiều sâu hang là \( h \).
Thời gian hòn đá rơi là \( t_1 \), thời gian âm thanh truyền về là \( t_2 \), ta có:
\[
t = t_1 + t_2 = t_1 + \frac{h}{v_{âm}} = 4\,s
\]
Hòn đá rơi tự do từ độ cao \( h \), có:
\[
h = \frac{1}{2} g t_1^2
\]
Thay \( h \) vào phương trình:
\[
t_1 + \frac{\frac{1}{2} g t_1^2}{v_{âm}} = 4
\]
\[
t_1 + \frac{4.9 t_1^2}{330} = 4
\]
Đặt:
\[
t_1 + 0.01485 t_1^2 = 4
\]
Giải phương trình bậc hai về \( t_1 \):
Đặt \( x = t_1 \):
\[
0.01485 x^2 + x - 4 = 0
\]
Sử dụng công thức nghiệm:
\[
x = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \times 0.01485 \times (-4)}}{2 \times 0.01485}
\]
\[
= \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 0.2376}}{0.0297} = \frac{-1 \pm \sqrt{1.2376}}{0.0297}
\]
Chọn nghiệm dương:
\[
x = \frac{-1 + 1.1125}{0.0297} = \frac{0.1125}{0.0297} \approx 3.79\,s
\]
Tính \( h \):
\[
h = \frac{1}{2} \times 9.8 \times (3.79)^2 = 4.9 \times 14.36 \approx 70.4\, m
\]
**Đáp án:** Chiều sâu hang khoảng \( 70.4\, m \).
---
**Câu 3:**
Xe máy chuyển động nhanh dần đều, từ trạng thái nghỉ, quãng đường trong 3s đầu là 2,5m.
a) Tìm gia tốc và vận tốc lúc \( t=3s \):
Công thức:
\[
s = \frac{1}{2} a t^2 \Rightarrow 2.5 = \frac{1}{2} a \times 3^2 = \frac{9}{2} a
\]
\[
a = \frac{2 \times 2.5}{9} = \frac{5}{9} \approx 0.556\, m/s^2
\]
Vận tốc lúc \( t=3s \):
\[
v = a t = 0.556 \times 3 = 1.67\, m/s
\]
b) Quãng đường trong giây thứ 3:
Quãng đường từ 0 đến 3s là \( s_3 = 2.5\, m \), từ 0 đến 2s:
\[
s_2 = \frac{1}{2} a \times 2^2 = \frac{1}{2} \times 0.556 \times 4 = 1.11\, m
\]
Quãng đường giây thứ 3:
\[
s_{3rd} = s_3 - s_2 = 2.5 - 1.11 = 1.39\, m
\]
**Đáp án:**
- \( a = 0.556\, m/s^2 \)
- \( v(3s) = 1.67\, m/s \)
- Quãng đường giây thứ 3 là \( 1.39\, m \)
---
**Câu 4:** (giống Câu 2)
Kết quả: chiều sâu hang khoảng \( 70.4\, m \).
---
**Câu 5:**
Vật rơi tự do từ độ cao \( h \), chạm đất sau \( t = 3.1\, s \), lấy \( g=9.8\, m/s^2 \).
- Quãng đường rơi trong \( t \):
\[
h = \frac{1}{2} g t^2 = 4.9 \times (3.1)^2 = 4.9 \times 9.61 = 47.09\, m
\]
- Quãng đường rơi trong 0.5 s cuối:
Thời gian từ \( t_1 = 3.1 - 0.5 = 2.6\, s \) đến \( 3.1\, s \).
Quãng đường rơi từ 0 đến 2.6 s:
\[
s_1 = \frac{1}{2} g t_1^2 = 4.9 \times (2.6)^2 = 4.9 \times 6.76 = 33.12\, m
\]
Quãng đường rơi 0.5 s cuối:
\[
s = h - s_1 = 47.09 - 33.12 = 13.97\, m
\]
**Đáp án:** Quãng đường rơi trong 0.5 s cuối là khoảng \( 14\, m \).
---
**Câu 6:**
Viên đạn bắn ngang, cao \( h=80\, m \), vận tốc ban đầu \( v_0=250\, m/s \), \( g=9.8\, m/s^2 \).
a) Thời gian rơi:
\[
t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 80}{9.8}} = \sqrt{16.33} \approx 4\, s
\]
b) Quãng đường ngang:
\[
x = v_0 t = 250 \times 4 = 1000\, m = 1\, km
\]
c) Vận tốc cuối cùng:
- Vận tốc theo phương ngang vẫn là \( 250\, m/s \).
- Vận tốc theo phương thẳng đứng:
\[
v_y = g t = 9.8 \times 4 = 39.2\, m/s
\]
- Vận tốc tổng:
\[
v = \sqrt{v_0^2 + v_y^2} = \sqrt{250^2 + 39.2^2} \approx \sqrt{62500 + 1536} = \sqrt{64036} \approx 253\, m/s
\]
**Đáp án:** a) 4 s; b) 1 km; c) 253 m/s.
---
**Câu 7:**
Vật ném xiên, \( v_0 = 10\, m/s \), góc \( \alpha = 30^\circ \), \( g=10\, m/s^2 \).
- Vận tốc theo phương ngang:
\[
v_{0x} = v_0 \cos 30^\circ = 10 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 8.66\, m/s
\]
- Vận tốc theo phương thẳng đứng:
\[
v_{0y} = v_0 \sin 30^\circ = 10 \times 0.5 = 5\, m/s
\]
- Độ cao cực đại:
\[
H = \frac{v_{0y}^2}{2g} = \frac{5^2}{2 \times 10} = \frac{25}{20} = 1.25\, m
\]
- Thời gian bay lên đến đỉnh:
\[
t_{up} = \frac{v_{0y}}{g} = \frac{5}{10} = 0.5\, s
\]
- Thời gian tổng bay:
\[
t = 2 t_{up} = 1\, s
\]
- Tầm xa:
\[
L = v_{0x} \times t = 8.66 \times 1 = 8.66\, m
\]
**Đáp án:**
- Độ cao cực đại: \( 1.25\, m \)
- Tầm xa: \( 8.66\, m \)
---
**Câu 8:**
Vật \( m=8\, kg \), chịu lực kéo \( F \), gia tốc \( a = 1\, m/s^2 \), lực ma sát \( f = 4\, N \), \( g=10\, m/s^2 \).
a) Tính lực kéo:
Phương trình động lực:
\[
F - f = m a \Rightarrow F = m a + f = 8 \times 1 + 4 = 12\, N
\]
b) Quãng đường sau 6 s:
Xuất phát từ nghỉ, \( s = \frac{1}{2} a t^2 = 0.5 \times 1 \times 36 = 18\, m \)
c) Sau 8 s, lực kéo ngừng tác dụng, vật tiếp tục chuyển động với vận tốc:
\[
v = a t = 1 \times 8 = 8\, m/s
\]
Khi lực kéo ngừng, vật chuyển động chậm dần do lực ma sát, gia tốc lúc này:
\[
a' = - \frac{f}{m} = -\frac{4}{8} = -0.5\, m/s^2
\]
Muốn tìm thời gian \( t' \) để vật đi được 48 m lúc này.
Sử dụng công thức chuyển động chậm dần:
\[
s = v t' + \frac{1}{2} a' t'^2 = 8 t' - 0.25 t'^2 = 48
\]
\[
-0.25 t'^2 + 8 t' - 48 = 0
\]
Nhân cả hai vế với -4:
\[
t'^2 - 32 t' + 192 = 0
\]
Giải phương trình:
\[
t' = \frac{32 \pm \sqrt{32^2 - 4 \times 192}}{2} = \frac{32 \pm \sqrt{1024 - 768}}{2} = \frac{32 \pm \sqrt{256}}{2} = \frac{32 \pm 16}{2}
\]
Chọn nghiệm nhỏ hơn (thời gian hợp lý):
\[
t' = \frac{32 - 16}{2} = \frac{16}{2} = 8\, s
\]
**Đáp án:**
- a) \( F=12\, N \)
- b) \( s=18\, m \)
- c) Thời gian đi 48 m sau khi ngừng kéo: \( 8\, s \)
---
**Câu 9:**
Vật \( m=1\, kg \), nằm yên trên mặt phẳng nghiêng góc \( \alpha=30^\circ \), sợi dây giữ vật song song với mặt phẳng nghiêng.
- Lực kéo dọc mặt phẳng để giữ vật cân bằng là lực kéo cân bằng thành phần trọng lực dọc mặt phẳng nghiêng:
\[
F = mg \sin \alpha = 1 \times 9.8 \times \sin 30^\circ = 9.8 \times 0.5 = 4.9\, N
\]
- Lực phản lực của mặt phẳng (lực nén vuông góc):
\[
N = mg \cos \alpha = 9.8 \times \cos 30^\circ = 9.8 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 9.8 \times 0.866 = 8.48\, N
\]
**Đáp án:**
- Lực căng dây: \( 4.9\, N \)
- Lực phản lực: \( 8.48\, N \)
---
**Câu 10:**
Xe trượt không vận tốc đầu trên dốc nghiêng \( \alpha=30^\circ \), độ dài \( l=10\, m \), hệ số ma sát trượt \( \mu = 0.3464 \), \( g=10\, m/s^2 \).
- Gia tốc:
\[
a = g (\sin \alpha - \mu \cos \alpha)
\]
Tính:
\[
\sin 30^\circ = 0.5, \quad \cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866
\]
\[
a = 10 (0.5 - 0.3464 \times 0.866) = 10 (0.5 - 0.3) = 10 \times 0.2 = 2\, m/s^2
\]
- Vận tốc ở chân dốc:
\[
v = \sqrt{2 a l} = \sqrt{2 \times 2 \times 10} = \sqrt{40} = 6.32\, m/s
\]
**Đáp án:**
- Gia tốc: \( 2\, m/s^2 \)
- Vận tốc chân dốc: \( 6.32\, m/s \)
---
Nếu cần giải thích chi tiết hơn từng bước hoặc các câu khác, bạn cứ hỏi nhé!