Mặt phẳng nghiêng: + Các khái niệm: - l là chiều dài mặt phẳng nghiêng h: chiều cao mặt phẳng nghiêng + Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật + Công thức của mặt phẳng nghiên
Trang 1Bài toán về máy cơ đơn giản
A/ Lí thuyết cần nắm:
1, Định luật về công
2, RR cố định: + Sơ đồ (H.2)
+ Các lực TD lên RR khi hoạt động: F, P
+ Tác dụng của RR ( khi Fms = 0 ): F = P ( S = h)
3 RR động: + Sơ đồ H.vẽ ( H.1)…
+ TD của RR khi (F ms = 0)
4 Đòn bẩy: + Sơ đồ (H.3)
+ Các khái niệm: - AB là đòn bẩy
- O là điểm tựa ( Đòn bẩy có thể quay quanh điểm đó)
- F1, F2 Là các lực TD lên đòn bẩy
- L1, L2 cánh tay đòn của lực F1, F2( Cánh tay đòn vuông góc với phơng
của lực).
+ Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật
+ Công thức đòn bẩy:
1
2 2
1
L
L F
F = ⇒ F1.L1 = F2.L2
5 Mặt phẳng nghiêng: + Các khái niệm: - l là chiều dài mặt phẳng nghiêng
h: chiều cao mặt phẳng nghiêng
+ Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật
+ Công thức của mặt phẳng nghiêng: F P h
l
=
6 Pa lăng: + Hệ thống kết hợp cả RR cố định và RR động
+ Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật
* Chú ý:+ Hệ cơ: Hệ thống kết hợp các loại máy cơ
+ Tác dụng: Có tác dụng của các loại máy trên
7 Hiệu suất: Khi Fms ≠0
+ A = A1 + A2 trong đó: - A công toàn phần( Công của lực kéo F )
- A1: Công có ích ( Công của trọng lực)
- A2: Công cản ( Công của lực cản)
+ Công thức hiệu suất: H = A1
A.100%
B/ Bài tập:
Bài 14.2; 14.5; 14.6; 14.7 ( Bài tập vật lí 8 trang 19, 20)
Bài 2 (trang 18) BT vật lí phổ thông cơ sở
Bài 3 (trang 19) BT vật lí phổ thông cơ sở
Bài 4.10 (trang 22) BT vật lí phổ thông cơ sở
Cho hệ cơ nh (H.Vẽ) Tác dụng một lực F = 73,5N vào B cách A một
khoảng 0,6m trọng vật có khối lợng 10kg, thanh nằm cân bằng
Tính độ dài của thanh Biết thanh AC nhẹ, bỏ qua ma sát
Gợi ý giải: + Tính P
+ Hệ cơ gồm những loại máy cơ nào
+ Các lực TD lên hệ cơ
+ Giải
Bài 5: Cho hệ cơ (H.Vẽ) Xác định P2 sao cho hệ cân bằng Biết trọng lợng của
P1là 100N
Nếu trọng lợng của mỗi RR là 5N Hãy xác định P2 cho hệ cân bằng?
Trang 2Bài 6: Dùng RR cố định để nâng 1vật có trọng lợng 10Kg lên cao 4m, thì ngời ta phải kéo một lực
là 110N
a, Tính hiệu suất của RR
b, Tính lực ma sát tác dụng lên RR
Bài 7: Khi đa một vật lên cao 2m ngời ta phải thực hiện một công 3000J biết hiệu suất của mặt
phẳng nghiêng là 80%, chiều dài mặt phẳng nghiêng là 20m Tính khối lợng của vật và lực ma sát khi kéo vật
Bài 8: Một thanh dài AB Khối lợng không đáng kể, đầu A
treo một vật có khối lợng 2Kg Điểm treo O cách A một
đoạn OA = 1/4AB (H.vẽ) Hỏi đầu B phải treo một vật có
khối lợng bằng bao nhiêu để thanh cân bằng?
b, Vật m1 đợc nhúng vào một chất lỏng có KLR bằng 1/2
KLR của vật Muốn thanh nằm cân bằng thì m2 phải đặt
vào đâu?
Trang 3Bài toán về máy cơ đơn giản
A/ Lí thuyết cần nắm:
1, Định luật về công
2, RR cố định: + Sơ đồ (H.2)
+ Các lực TD lên RR khi hoạt động: P, F
+ Tác dụng của RR ( khi Fms = 0 ): Đổi hớng lực F
F = P; S = h
3 RR động: + Sơ đồ H.vẽ …
+ Các lực TD lên RR: P, F
+ TD của RR khi (F ms = 0): F = 1/2P; S = 2h
4 Đòn bẩy: + Sơ đồ (H.3)
+ Các khái niệm: - AB là đòn bẩy
- O là điểm tựa ( Đòn bẩy có thể quay quanh điểm đó)
- F1, F2 Là các lực TD lên đòn bẩy
- L1, L2 cánh tay đòn của lực F1, F2( Cánh tay đòn vuông góc với
ph-ơng của lực).
+ Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật
+ Công thức đòn bẩy:
1
2 2
1
l
l F
F = ⇒ F1.l1 = F2.l2
5 Mặt phẳng nghiêng: + Các khái niệm: - l là chiều dài mặt phẳng nghiêng
h: chiều cao mặt phẳng nghiêng
+ Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật
+ Công thức của mặt phẳng nghiêng: F P.h
l
=
6 Pa lăng: + Hệ thống kết hợp cả RR cố định và RR động
+ Tác dụng: Đổi hớng và giảm độ lớn của lực kéo vật
* Chú ý:+ Hệ cơ: Hệ thống kết hợp các loại máy cơ
+ Tác dụng: Có tác dụng của các loại máy trên
7 Hiệu suất: Khi Fms ≠0
+ A = A1 + A2 trong đó: - A công toàn phần( Công của lực kéo F )
- A1: Công có ích ( Công của trọng lực)
- A2: Công cản ( Công của lực cản)
+ Công thức hiệu suất: H = A1
A 100%
B/ Bài tập:
Bài 1: Một ngời kéo một vật có khối lợng 20 kg lên cao 15m bằng một RR cố định Tính công ngời
đó sinh ra Biết lực cản khi RR hoạt động là 10N.
Bài 2: Để nâng một vật có khối lợng 50 Kg lên cao ngời ta dùng một RR động, đoạn dây cần phải
kéo dài 12m ( bỏ qua ma sát).
a, Tính độ lớn của lực kéo và độ cao để đa vật lên.
b, Tính công của lực kéo.
Bài 3: Đặt thanh AB thẳng dài 7dm lên một điểm tựa o, biết khoảng cách từ o đến A là 4dm Tại A
ngời ta treo một vật có khối lợng 6kg Hỏi tại B phải treo một vật có khối lợng bằng bao nhiêu để thanh
AB thăng bằng.
Bài 4: Dùng mặt phẳng nghiêng để đa một vật có trọng lợng 1000N lên cao 1,2m thì phải kéo một
lực 300N Biết chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 5m.
a, Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
b, Tính lực cản tác dung lên vật.
Trang 4Bài 1: Cho hệ cơ nh (H.Vẽ) Tác dụng một lực F = 73,5N vào B cách A một khoảng 0,6m trọng vật có
khối lợng 10kg, thanh nằm cân bằng Tính độ dài của thanh Biết thanh AC nhẹ, bỏ qua
ma sát.
Giải: + Tóm tắt: F = 73,5N: m = 10 Kg; AB = 0.6m
Trọng lợng của vật là: P = 10.m = 100N
+ Hệ cơ gồm những loại máy cơ: - 1 RR động, 1RR cố định, 1 đòn bẩy.
+ Các lực TD lên hệ cơ: - Lực tác dụng lên đầu A: FA= 1/2P
- Lực TD vào B: F
+ Theo công thức đòn bẩy ta có
AB CB
CB CA
CB F
F A
+
=
Bài 2: a, Cho hệ cơ (H.Vẽ) Xác định P2 sao cho hệ cân bằng Biết trọng lợng của P1 là
100N
b, Nếu RR có trọng lợng là 5N xác định P2 để hệ cân bằng.
G
ợ i ý: a, + P2 đợc treo trên hai sợi dây nên T1 = 1/2P2
+ T1 lại đợc chia đều trên hai sợi dây nên T2 = 1/2 T1
+ Do đó muốn hệ cân bằng thì P1 = T2
Nh vậy: T2 = P1 = 100N
Từ T2 = 1/2 T1 ⇒ T1 = 2.T2 = 200N
Từ T1 = 1/2P2 ⇒ P2 = 2T1 = 400N
b, Tơng tự ta có: Nếu Pr = 5N thì T1 = 1/2(P2 + Pr)
+ T2 = 1/2 (T1+ Pr)
+ Để hệ cân bằng thì: P1 = T2 = 100N
B i 3 à : B i 14.5: + Tóm tà ắt: m = 2Kg P = 20N
+ Lực căng trên sợi dây treo RR 1 là: T1 = P/2 = 10N
+ Lực căng trên sợi dây treo RR 2 là: T2 = T1/2 = 5N
+ Lực căng trên sợi dây treo RR 3 là: T3 = T2/2 = 2,5N
Nh vậy lực kế chỉ F = T3 = 2,5N.
+ Lực kéo giảm đi P/F = 20/2,5 = 8 lần ( Đợc lợi 8 lần về lực)
Theo ĐL về công thì ta thiệt 8 lần về đờng đi: S = 8.h = 16 cm.
* Nếu cho trọng lợng của RR là 2N thì lực kế chỉ bao nhiêu?
Bài 4: Nam có khối lợng 56kg xách 1 chiếc va li nặng 2kg đứng yên trên thang máy Thang máy
đ-a Nđ-am từ tầng 1 lên tầng 10 Hỏi Nđ-am có thực hiện công đđ-a vđ-a li lên không?
Bài 5: Nam giữ cố định 2 quả tạ có tổng khối lợng 6kg trên hai tay, rồi nhẹ nhàng di chuyển sao
cho 2 quả tạ không bị nâng lên hay hạ xuống Khi Nam đi đợc 2m thì công giữ quả tạ bằng bao nhiêu? vì sao
Bài 6: Một ngời kéo 1 gầu nớc từ giếng sâu 10m lên Công tối thiểu để ngời đó phải thực hiện là
bao nhiêu? Biết gầu có khối lợng 1kg đựng 5lít nớc KLR của nớc là 1000kg/m3
Hớng dẫn: Thể tích nớc V = 5l = 5dm3 = 0,005m3
Khối lợng nớc: Mn = V.D = 0,005.1000 = 5 (kg)
Lực tối thiểu để kéo gầu nớc lên: F = P
Hay F = 10 ( Mn + Mg ) = 60 ( N)
Công thực hiện của ngời : A = F.S = 60.10 = 600( J)
Bài 7: Một gàu nớc làm bằng nhôm có khối lựơng 540g, dung tích là 5lít Để kéo gàu nớc đầy từ
d-ới đáy giếng lên thì phải mất một công tối thiểu là bao nhiêu? Biết khoảng cách từ miệng giếng đến mặt nớc là 10m, từ mặt nớc đến đáy là 5m ( Lực để kéo gàu trong nớc coi nh không đổi) Biết KLR của nhôm là 2700kg/m3, của nớc là 1000kg/m3
Trang 5Hớng dẫn: Tóm tắt: M = 540g = 0,54kg, Vn = 5l = 0,005 m3, Dnh= 2700kg/m3, Dn = 1000kg/m3, h1
= 5m, h2 = 10m
Thể tích của nhôm làm gàu: Dnh = M/Vg Vg =
nh
D
M
= 0,0002 (m3) Khối lợng của nớc trong gàu: Mn = Dn.Vn = 1000 0,005 = 5 ( Kg)
Lực đẩy ác si mét TD lên gàu nớc: FA = ( Vg + Vn) dn = ( 0,0002 + 0,005) 10 000 = 52 (N)
Trọng lợng của gàu nớc khi ở trong nớc: P1 = P - FA = ( Mg + Mn) 10 - FA = ( 0,54 + 5) 10 - 52 = 3,4 (N)
Vì lực kéo gàu trong nớc coi nh không đổi nên công kéo nớc từ đáy giếng lên là:
A1 = P1 h1 = 3,4.5 = 17 (J)
Công kéo gàu từ mặt nớc lên mặt đất là:
A2 = P h2 = 10 ( Mg + Mn) h2 = 10 5 54.10 = 554 (J)
Vậy công kéo gàu nớc từ đáy giếng lên là: A = A1 + A2
Bài 8: a, Tính công do đầu máy xe lửa thực hiện khi đoàn tàu chuyển động đều có trọng lợng
14700N đi đợc quãng đờng dài 800m, biết hệ số ma sát giữa bánh xe và đờng ray là: 0,08
b, Tính công suất của đầu máy, nếu thời gian đi hết đoạn đờng trên là 1phút
Cho biết lực ma sát tỷ lệ thuận với trọng lợng của đoàn tàu
Hớng dẫn:
a, Vì lực ma sát tỷ lệ thuận với trọng lợng của đoàn tàu nên lực MS TD lên đoàn tàu là:
Fms = K.P = 0,08.14700 = 1176N
Đầu tàu chuyển động thẳng đều nên lực kéo F cân bằng với lực ma sát:
F = Fms = 1176N
Công của đầu máy là: A = F S =1176.800 = 940,8.103J = 940,8KJ
b, Công suất của đầu máy là:
P = W
t
A 3 15 , 68 10 3
60
10 8 ,
=
Bài 9: Cho hệ cơ nh ( H.Vẽ), B có khối lợng 100kg.
a, Hãy xác định lực TD vào đầu A để kéo B lên
b, Nếu kéo B lên đợc 0,5m thì kéo dây đi 1 đoạn bằng bao nhiêu?
Bài 10: Dùng hệ cơ nh ( H.vẽ) để kéo một vật có trọng lợng 2100N lên cao 11 m.
a, Nếu Fms = 0 thì lực kéo bằng bao nhiêu?
b, Do có ma sát nên ngời đó phải kéo một lực 560N Tímh hiệu suất của hệ cơ đó
Bài 2: a, Cho hệ cơ (H.Vẽ) Xác định P2 sao cho hệ cân bằng Biết trọng lợng của P1là
100N
Trang 6b, Nếu RR có trọng lợng là 5N xác định P2 để hệ cân bằng.
Bài 1: Cho hệ cơ nh (H.Vẽ) Tác dụng một lực F = 73,5N vào B cách
A một khoảng 0,6m trọng vật có khối lợng 10kg, thanh nằm cân bằng Tính độ dài của thanh Biết thanh AC nhẹ, bỏ qua ma sát.
Bài 4: Nam có khối lợng 56kg xách 1 chiếc va li nặng 2kg đứng yên trên thang máy Thang máy
đ-a Nđ-am từ tầng 1 lên tầng 10 Hỏi Nđ-am có thực hiện công đđ-a vđ-a li lên không?
Bài 5: Nam giữ cố định 2 quả tạ có tổng khối lợng 6kg trên hai tay, rồi nhẹ nhàng di chuyển sao
cho 2 quả tạ không bị nâng lên hay hạ xuống Khi Nam đi đợc 2m thì công giữ quả tạ bằng bao nhiêu? vì sao
Bài 6: Một ngời kéo 1 gầu nớc từ giếng sâu 10m lên Công tối thiểu để ngời đó phải thực hiện là
bao nhiêu? Biết gầu có khối lợng 1kg đựng 5lít nớc KLR của nớc là 1000kg/m3
Bài 7: Một gàu nớc làm bằng nhôm có khối lựơng 540g, dung tích là 5lít Để kéo gàu nớc đầy từ
d-ới đáy giếng lên thì phải mất một công tối thiểu là bao nhiêu? Biết khoảng cách từ miệng giếng đến mặt nớc là 10m, từ mặt nớc đến đáy là 5m ( Lực để kéo gàu trong nớc coi nh không đổi) Biết KLR của nhôm là 2700N/m3, của nớc là 1000kg/m3
Bài 8: a, Tính công do đầu máy xe lửa thực hiện khi đoàn tàu chuyển động đều có trọng lợng
14700N đi đợc quãng đờng dài 800m, biết hệ số ma sát giữa bánh xe và đờng ray là: 0,08
b, Tính công suất của đầu máy, nấu thời gian đi hết đoạn đờng trên là 1phút
Cho biết lực ma sát tỷ lệ thuận với trọng lợng của đoàn tàu
Bài 9: Cho hệ cơ nh ( H.Vẽ), B có khối lợng 100kg.
a, Hãy xác định lực TD vào đầu A để kéo B lên
b, Nếu kéo B lên đợc 0,5m thì kéo dây đi 1 đoạn bằng bao nhiêu?
Bài 10: Dùng hệ cơ nh ( H.vẽ) để kéo một vật có trọng lợng 2100N lên cao 11
m
a, Nếu Fms = 0 thì lực kéo bằng bao nhiêu?
b, Do có ma sát nên ngời đó phải kéo một lực 560N Tính hiệu suất của hệ cơ
đó