Giải bài 4 trang 177 – Bài 37 - SGK môn Vật lý lớp 10 Nâng cao

a) Coi mặt đất là mặt phẳng ngang. Chọn \( {{W}_{{{t}_{0}}}}=0 \) tại mặt đất.

Bỏ qua lực cản không khí thì cơ năng được bảo toàn, suy ra: 

\( {{W}_{{{\text{đ}}_{2}}}}={{W}_{{{\text{đ}}_{1}}}}={{W}_{{{\text{đ}}_{0}}}}\text{ hay }{{\text{v}}_{2}}=\text{ }{{\text{v}}_{1}}\text{ = }{{\text{v}}_{0}}\text{ = 10 }\left( m/s \right) \)

Trong cả hai trường hợp vận tốc chạm đất của vật đều có độ lớn bằng vận tốc ném nhưng khác nhau ở góc rơi : 

\( \left\{ \begin{align} & {{\beta }_{1}}={{\alpha }_{1}}={{30}^{0}} \\ & {{\beta }_{2}}={{\alpha }_{2}}={{60}^{0}} \\ \end{align} \right. \)

b) Khi đạt độ cao cực đại thì vật có : \( v={{v}_{x}}={{v}_{0}}\cos \alpha . \) 

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng :

\( \begin{align} & mg{{z}_{\max }}+\dfrac{1}{2}m{{\left( {{v}_{0}}\cos \alpha \right)}^{2}}=\dfrac{1}{2}\left( mv_{0}^{2} \right) \\ & {{z}_{\max }}=\dfrac{{{\left( {{v}_{0}}\sin \alpha \right)}^{2}}}{2g} \\ & \text{Với }{{\alpha }_{1}}={{30}^{0}}\text{ thì }{{\text{z}}_{1\max }}=\dfrac{{{\left( 10.0,5 \right)}^{2}}}{2.9,8}\approx 1,28\text{ }\left( m \right) \\ & \text{Với }{{\alpha }_{2}}={{60}^{0}}\text{ thì }{{\text{z}}_{2\max }}=\dfrac{{{\left( 10.\dfrac{\sqrt{3}}{2} \right)}^{2}}}{2.9,8}\approx 3,83\text{ }\left( m \right). \\ \end{align} \) 

Ghi nhớ:

- Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, và tổng của chúng, tức là cơ năng của vật, được bảo toàn (không đổi theo thời gian).

- Nếu một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế thì tổng động năng và các loại thế năng luôn được bảo toàn.