Trong thực tế, mọi vật rơi luôn chịu lực cản của không khí. Với vật nặng kích thước nhỏ (ví dụ viên bi thép), lực cản này có độ lớn không đáng kể và có thể bỏ qua. Nhưng với các vật kích thước lớn (ví dụ dù lượn), lực cản của không khí có độ lớn đáng kể. Khi này, chuyển động của vật rơi có những tính chất gì?
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Với những vật có kích thước lớn, lực cản của không khí có độ lớn đáng kể, khi này chuyển động của vật rơi không phải là sự rơi tự do nữa. Chuyển động rơi sẽ chậm dần.
Câu 2
1 điểm
Dựa vào đồ thị Hình 12.2, phân tích tính chất chuyển động của vật trong những khoảng thời gian: từ 0 – t1, t1 – t2 và từ thời điểm t2 trở đi.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
- Giai đoạn 1 (từ 0 – t1): đồ thị là một đoạn rất nhỏ có dạng gần giống như đường thẳng chứng tỏ vận tốc của vật tăng đều theo thời gian. Có thể kết luận vật rơi nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian rất ngắn.
- Giai đoạn 2 (từ t1 – t2): đồ thị là một đoạn đường cong đi lên chứng tỏ vận tốc có tăng nhưng không đều. Có thể kết luận vật rơi nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo, lúc này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần.
- Giai đoạn 3 (từ t2 trở đi): đồ thị có dạng gần như một đường thẳng nằm ngang song song với trục thời gian chứng tỏ tốc độ chuyển động không đổi. Có thể kết luận vật rơi trong giai đoạn này như là một chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi, khi đó lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.
Câu 3
1 điểm
Quan sát hình 12.1, vẽ vecto lực cản của dầu tác dụng lên viên bi và mô tả chuyển động của viên bi khi được thả không vận tốc đầu vào dầu.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Vẽ hình: vecto lực cản ban đầu có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên.
- Khi bắt đầu được thả vào dầu, trọng lượng của viên bi lớn hơn nhiều so với lực đẩy Acsimet và lực cản, nên viên bi chuyển động nhanh dần đều trong khoảng thời gian rất ngắn.
- Khi càng xuống sâu, lực đẩy Acsimet và lực cản càng tăng dần, chuyển động của vật nhanh dần nhưng không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo.
- Khi xuống sâu hơn nữa, khi này trọng lượng và hợp lực của lực đẩy Acsimet và lực cản gần như cân bằng nhau, vật sẽ chuyển động thẳng đều xuống dưới theo quán tính và sẽ chạm đáy sau một khoảng thời gian.
Câu 4
1 điểm
Quan sát Hình 12.3, mô tả chuyển động của vận động viên nhảy dù từ khi bắt đầu nhảy khỏi máy bay đến khi chạm đất. Phân tích lực tác dụng lên dù trong từng giai đoạn chuyển động.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
- Mô tả chuyển động:
+ Khi chưa bung dù: trọng lượng của hệ (người + dù) lớn hơn lực cản không khí nên người chuyển động thẳng nhanh dần xuống dưới.
+ Khi chuyển động ổn định khi chưa bung dù: lực cản không khí tác dụng lên hệ (người + dù) và trọng lượng của hệ (người + dù) gần như cân bằng nên chuyển động của người được coi là chuyển động thẳng đều.
+ Khi vừa bung dù, lực cản không khí tác dụng lên dù lớn hơn trọng lượng của hệ (người + dù) nên khi vừa bung dùng hệ người và dù bị giật lên trên tức thời.
+ Khi chuyển động ổn định đã bung dù: hệ người và dù chuyển động thẳng đều từ từ chạm đất vì khi đó lực cản và trọng lực cân bằng nhau.
Câu 5
1 điểm
Tìm hiểu một số biện pháp thực tiễn giúp giảm lực cản của nước lên cơ thể khi chúng ta bơi.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Biện pháp giúp giảm lực cản của nước lên cơ thể:
- Khi bơi điều chỉnh cơ thể nằm ngang với mặt nước.
- Sử dụng mũ bơi, quần áo bơi chuyên dụng.
- Khi sải tay bơi thì nên nghiêng người một chút.
Câu 6
1 điểm
Thực hiện thí nghiệm thả rơi hai tờ giấy giống nhau như Hình 12.4, trong đó một tờ được vo tròn và một tờ được để phẳng. So sánh chuyển động của hai tờ giấy này và dự đoán nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó.
Ngoài các ví dụ được đề cập, hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng vật trong đời sống. (Gợi ý: có thể tham khảo các hiện tượng trong Hình 12.7).
Một con cá hề (Hình 12P.2) đang bơi trong nước chịu tác dụng của lực cản F = 0,65v (v là tốc độ tức thời tính theo đơn vị m/s). Hãy tính lực tối thiểu để con cá đạt được tốc độ 6 m/s, giả sử con cá bơi theo phương ngang.
