Tài liệu bồi dưỡng "độ lớn công...

ạ THCS, ta không xét lo i bài toán này... quãng đường dài 10m... Công trong giai đo n này là:Công trong giai đo n này là:ạạ A2=F.h-H... Th tay ra cho ảả thanh chuy n đ ng... công nâng t

Trang 1

M T S BÀI T P LIÊN QUAN T I Ộ Ố Ậ Ớ

TÍNH CÔNG C A NH NG L C CÓ Đ Ủ Ữ Ự Ộ

L N BI N Đ I Ớ Ế Ổ

Trang 3

s 0

Trang 4

II Công c a l c có đ l n thay đ i: ủ ự ộ ớ ổ

 Ph Ph ươ ươ ng pháp: ng pháp: Chia quãng đ Chia quãng đ ườ ườ ng s ng s

Trang 7

A ≈ T ng các hình ch nh t nh ổ ữ ậ ỏ

F

s 0

Trang 8

V y n u chia quãng đậ ế ường s thành nh ng quãng ữ

Trang 10

N u l c là m t hàm ế ự ộ

N u l c là m t hàm ế ự ộ khác hàm b c nh t c a khác hàm b c nh t c a ậ ậ ấ ủ ấ ủ

quãng đường : Tr: Trườường h p này nói chung đ ng h p này nói chung đ ợợ ồồ

th F,s là đị ường cong, công được tính b i di n ở ệ

th F,s là đị ường cong, công được tính b i di n ở ệtích hình thang cong, vượt ra ngoài chương trình

tích hình thang cong, vượt ra ngoài chương trình THCS, ta không xét lo i bài toán này ạ

THCS, ta không xét lo i bài toán này ạ

Trang 11

B - CÁC BÀI T P VÍ D Ậ Ụ

Bài 1: M t ngM t ngộộ ườười kéo m t thùng ni kéo m t thùng nộộ ướước kh i c kh i ốố

lượng 5 kg t m t gi ng sâu 8m lên cao Cho ừ ộ ế

Trang 13

s(m) 0

Trang 14

Bài s 2:ố

M t ngộ ười kéo m t v t n ng 50kg Tính ộ ậ ặ

công người đó th c hi n khi:ự ệ

1. Kéo v t trên m t sàn n m ngang m t Kéo v t trên m t sàn n m ngang m t ậậ ặặ ằằ ộộ

quãng đường dài 10m

2. Kéo v t lên m t d c nghiêng dài 10m, cao Kéo v t lên m t d c nghiêng dài 10m, cao ậậ ộ ốộ ố

2 m so v i phớ ương ngang

Bi t r ng trong c hai trế ằ ả ường h p, l c ma ợ ự

sát đ u b ng 100N, v t chuy n đ ng th ng ề ằ ậ ể ộ ẳ

đ u theo phề ương l c kéo.ự

Trang 15

sát giúp v t chuy n đ ng th ng đ u trên ậ ể ộ ẳ ề

m t ngang Công c a ph n l c này là:ặ ủ ầ ự

A1=F s = Fms s = 100.10 = 1000 ( J )

Trang 16

 M t ph n công c a l c này dùng đ th ng M t ph n công c a l c này dùng đ th ng ộộ ầầ ủ ựủ ự ể ắể ắ

tr ng l c P, nâng v t lên cao 2 m ọ ự ậ

Công c a ph n l c này là: ủ ầ ự

A2=P.h = m.g.h = 50.10.2 = 1000 ( J )

 T ng công c a l c F: A = AT ng công c a l c F: A = Aổổ ủ ựủ ự 1+A2= 2000 ( J ).

Trang 17

Bài s 3: Th c nghi m cho th y đ giãn c a lò ố ự ệ ấ ộ ủ

xo t l v i tr ng lỉ ệ ớ ọ ượng c a v t treo vào lò ủ ậ

xo t l v i tr ng lỉ ệ ớ ọ ượng c a v t treo vào lò ủ ậxo

1. Khi treo v t có tr ng lKhi treo v t có tr ng lậậ ọọ ượượng Png P1 =10N, lò xo

giãn m t đo n 2cm, h i n u kéo lò xo m t ộ ạ ỏ ế ộ

l c F=25N thì lò xo giãn m t đo n x b ng ự ộ ạ ằ

l c F=25N thì lò xo giãn m t đo n x b ng ự ộ ạ ằbao nhiêu?

2. Tính công c a l c F làm lò xo giãn ra (ho c Tính công c a l c F làm lò xo giãn ra (ho c ủ ựủ ự ặặ

Trang 20

F (N)

x (m)0

Trang 23

Công: A = ( 10 + 25 ) 3.10-2: 2 = 0,525 ( J )

F (N)

x (10-2m)0

25

510

20

Trang 24

Bài s 4: M t s i dây xích đ ng ch t, dài l=2m ố ộ ợ ồ ấ

có kh i lố ượng m=4kg n m trên sàn nhà Tính ằ

có kh i lố ượng m=4kg n m trên sàn nhà Tính ằcông th c hi n đ kéo dây lên trên cho đ n khi ự ệ ể ế

công th c hi n đ kéo dây lên trên cho đ n khi ự ệ ể ế

đ u còn l i v a r i kh i sàn nhà ầ ạ ừ ờ ỏ

L i gi i:ờ ả

L c c n thi t đ kéo xích đi lên kh i sàn m t ự ầ ế ể ỏ ộ

đo n h b ng tr ng lạ ằ ọ ượng ph n xích dài h đó:ầ

h l

mg P

l h

F = =

Trang 25

0 2 x (m)

Trang 26

Bài s 5: M t thanh đ ng ch t, ti t di n đ u có ố ộ ồ ấ ế ệ ề

tr ng lọ ượng P=100N, dài L=1m Ban đ u thanh ầ

đ t t i ranh gi i c a hai n a m t bàn làm b ng ặ ạ ớ ủ ử ặ ằ

đ t t i ranh gi i c a hai n a m t bàn làm b ng ặ ạ ớ ủ ử ặ ằcác ch t li u khác nhau (hình v ) Tính công c n ấ ệ ẽ ầ

các ch t li u khác nhau (hình v ) Tính công c n ấ ệ ẽ ầ

th c hi n đ kéo thanh sang n a m t bàn th ự ệ ể ử ặ ứ

hai Cho bi t l c ma sát t l v i tr ng lế ự ỉ ệ ớ ọ ượng c a ủ

hai Cho bi t l c ma sát t l v i tr ng lế ự ỉ ệ ớ ọ ượng c a ủthanh, h s t l tệ ố ỉ ệ ương ng v i hai n a m t bàn ứ ớ ử ặ

thanh, h s t l tệ ố ỉ ệ ương ng v i hai n a m t bàn ứ ớ ử ặ

là k1 và k2 (k1≠k2) Xét trong 3 tr) Xét trong 3 trườường h p:ng h p:ợợ

1. k1 =0; k2 =0,2

2. k2=0; k1=0,1

L

Trang 27

Tr ng l ọ ượ ng c a ph n thanh có chi u ủ ầ ề dài x và L-x l n l ầ ượ t là

P L

x

L P

;

P L x

P1 = 2 = −

Trang 28

x L

P k

P L

x

L k

P k F

;

P L

x k

P k F

2 2

ms

1 1

P ) k k

( P

k F

x L

P k

P L

x k F

F F

2 1

2

2 2

1 ms2

ms1

− +

=

− +

= +

=

F t l v i x theo hàm b c nh t ỉ ệ ớ ậ ấ  đ th ồ ịF,x là đường th ngẳ

Trang 29

1) TrTrườường h p kng h p kợợ 1=0; k2=0,2:

T (*) ừ

T (*) ừ  khi x = 0 thì F = 20 N

Khi x=L thì F = 0 F(N)

20

1 x (m)Công: A = 0,5.1.20 = 10 ( J )

Trang 30

2) TrTrườường h p kng h p kợợ 1=0,1; k2=0:

T (*) ừ

T (*) ừ  khi x = 0 thì F = 0 N

Khi x=L thì F = 10N F(N)

10

1 x (m)

Trang 31

0 1 x (m)

Trang 32

Bài s 6: M t chi c đinh ng p vào m t t m ván ố ộ ế ậ ộ ấ

Bài s 6: M t chi c đinh ng p vào m t t m ván ố ộ ế ậ ộ ấdày l=4cm, m t ph n đinh là l ló ra ngoài t m ộ ầ ấ

dày l=4cm, m t ph n đinh là l ló ra ngoài t m ộ ầ ấván nh hình bên Ban đ u đ rút đinh ra ta ư ầ ể

ván nh hình bên Ban đ u đ rút đinh ra ta ư ầ ể

ph i dùng m t l c Fả ộ ự

ph i dùng m t l c Fả ộ ự 0 =2000N Cho r ng l c rút =2000N Cho r ng l c rút ằằ ựựđinh t l v i chi u dài ph n đinh ng p trong ỉ ệ ớ ề ầ ậ

đinh t l v i chi u dài ph n đinh ng p trong ỉ ệ ớ ề ầ ậ

g , hãy tính công đ rút đinh ra kh i t m ván.ỗ ể ỏ ấ

Trang 34

 Đ rút đinh quãng đĐ rút đinh quãng đểể ườường l còn l i:ng l còn l i:ạạ

Gi s đ u đinh ra kh i t m ván m t đo n là x ả ử ầ ỏ ấ ộ ạ

Gi s đ u đinh ra kh i t m ván m t đo n là x ả ử ầ ỏ ấ ộ ạthì khi này đ rút ti p c n t n m t l c:ể ế ầ ố ộ ự

thì khi này đ rút ti p c n t n m t l c:ể ế ầ ố ộ ự

x l - x

0 0

l

xF

Fl

xl

F = − = −

Trang 35

Nh v y l c tác d ng trong đo n này t l ư ậ ự ụ ạ ỉ ệ

v i quãng đ ớ ườ ng x theo hàm b c nh t, đ ậ ấ ồ

0 4 x (10-2 m)

Trang 36

Bài s 7: M t s i dây xích đ ng ch t, dài l=2m ố ộ ợ ồ ấ

có kh i lố ượng m=5kg n m trên sàn Tính công ằ

c n th c hi n đ kéo dây lên bàn cao h=1m qua ầ ự ệ ể

m t ròng r c mép bàn B qua ma sát c a ộ ọ ở ỏ ủ

ròng r c và bàn.ọ

Trang 38

T ng công: A = (1+3).25/2 = 50 J.ổ

F(N)25

0 1 2 3 x ( m)

Trang 39

Bài s 8: M t kh i g hình l p phố ộ ố ỗ ậ ương, c nh ạ

a=20cm được th n i trong h nả ổ ồ ước Cho

tr ng lọ ượng riêng c a g d=8000N/mủ ỗ

tr ng lọ ượng riêng c a g d=8000N/mủ ỗ 3 ;

tr ng lọ ượng riêng c a nủ ước là d

tr ng lọ ượng riêng c a nủ ước là d1=

10.000N/m3, chi u sâu h n, chi u sâu h nềề ồ ướồ ước là 1m.c là 1m

1) Tìm chi u cao ph n g chìm trong nTìm chi u cao ph n g chìm trong nềề ầầ ỗỗ ướước.c

2) Tính công đ nh c kh i g ra kh i nTính công đ nh c kh i g ra kh i nểể ấấ ố ỗố ỗ ỏ ướỏ ước.c

3) Tính công c n th c hi n đ nh n chìm Tính công c n th c hi n đ nh n chìm ầầ ựự ệệ ểể ấấ

hoàn toàn kh i g ố ỗ

4) Tính công đ đ a kh i g t v trí cân b ng Tính công đ đ a kh i g t v trí cân b ng ể ưể ư ố ỗ ừ ịố ỗ ừ ị ằằ

trên m t nặ ước xu ng t i đáy h ố ớ ồ

Trang 40

L i gi i:ờ ả

L i gi i:ờ ả1) G i l là chi u cao ph n g chìm trong nọ ề ầ ỗ ước

1) G i l là chi u cao ph n g chìm trong nọ ề ầ ỗ ước

a2.l.d1=a3.d  l =ad/d1=20.8000/10000

l=16cm

2)

 T i v trí cân b ng c a khúc g trên m t T i v trí cân b ng c a khúc g trên m t ạ ịạ ị ằằ ủủ ỗỗ ặặ

nướ ự ẩc: l c đ y acximet cân b ng v i tr ng lằ ớ ọ ượng

nướ ự ẩc: l c đ y acximet cân b ng v i tr ng lằ ớ ọ ượng khúc g : aỗ

khúc g : aỗ 2.l.d1=a3.d

 Khi nh c khúc g lên m t đo n x thì l c kéo Khi nh c khúc g lên m t đo n x thì l c kéo ấấ ỗỗ ộộ ạạ ựự

Trang 41

Nh v y l c nâng c a ta t l v i đ d i x c a ư ậ ự ủ ỉ ệ ớ ộ ờ ủ

Nh v y l c nâng c a ta t l v i đ d i x c a ư ậ ự ủ ỉ ệ ớ ộ ờ ủkhúc g kh i m t nỗ ỏ ặ ước

0,16 x (m)

Trang 43

4) Công trong trường h p này b ng công th c ợ ằ ự

hi n trong ý 3) c ng v i công di chuy n khúc g ệ ộ ớ ể ỗ

xu ng t i đáy.ố ớ

L c tác d ng k t khi khúc g chìm hoàn toàn ự ụ ể ừ ỗ

L c tác d ng k t khi khúc g chìm hoàn toàn ự ụ ể ừ ỗtrong nướ ớc t i khi t i đáy không đ i và b ng:ớ ổ ằ

trong nướ ớc t i khi t i đáy không đ i và b ng:ớ ổ ằ

F = FA-P = a3(d1-d) = 16 N

Công giai đo n này: A’=F.s = 16.0,8=12,8 Jạ

T ng công = 0,32 + 12,8 = 13,12 Jổ

Trang 44

Bài s 9: M t kh i g l p phố ộ ố ỗ ậ ương có c nh ạ

a=15cm, tr ng lọ ượng riêng d=8.000N/m3

lượng riêng d2=6.000N/m3 sao cho chúng

lượng riêng d2=6.000N/m3 sao cho chúng không tr n l n và c kh i g n m chìm ộ ẫ ả ố ỗ ằ

không tr n l n và c kh i g n m chìm ộ ẫ ả ố ỗ ằhoàn toàn trong hai ch t l ng Tìm ph n ấ ỏ ầhoàn toàn trong hai ch t l ng Tìm ph n ấ ỏ ầ

Trang 45

3) Tính công đ nh n chìm kh i g hoàn toàn Tính công đ nh n chìm kh i g hoàn toàn ểể ấấ ố ỗố ỗ

vào ch t l ng d1.ấ ỏ

L i gi i:ờ ả

L i gi i:ờ ả1) l =ad/d1=15.8000/10000

l=12cm

2) G i x là ph n chi u cao kh i g chìm trong ọ ầ ề ố ỗ

ch t l ng d1 ấ ỏ

ch t l ng d1 ấ ỏ  ph n chìm trong ch t l ng ph n chìm trong ch t l ng ầầ ấ ỏấ ỏd2 là a-x

Đi u ki n cân b ng c a kh i g : ề ệ ằ ủ ố ỗ

P=FA1+FA2

Trang 46

F=FA1+FA2 - P F=a2(x+y)d1 + a2(a-x-y)d2 – a3d.

K t h p v i aế ợ ớ

K t h p v i aế ợ ớ 3.d = a2.x.d1+a2.(a-x).d2 suy ra

Trang 47

 y=0 thì F = 0.

 y = 7,5 cm thì F = 6,75 N

Công A ≈ 0,25 J

Trang 48

Bài 10: M t xi lanh có ti t di n S=1dmộ ế ệ

Bài 10: M t xi lanh có ti t di n S=1dmộ ế ệ 2 đ đượược c

gi th ng đ ng, đ u dữ ẳ ứ ầ ưới nhúng trong nước

gi th ng đ ng, đ u dữ ẳ ứ ầ ưới nhúng trong nước Bên trong có m t pitong r t nh , lúc đ u ộ ấ ẹ ầ ở

Bên trong có m t pitong r t nh , lúc đ u ộ ấ ẹ ầ ởngang m t nặ ước Kéo pitong t t lên cao.ừ ừ

ngang m t nặ ước Kéo pitong t t lên cao.ừ ừ

1) Ch ng minh r ng b ng cách nh v y ta ch Ch ng minh r ng b ng cách nh v y ta ch ứứ ằằ ằằ ư ậư ậ ỉỉ

có th hút để ược m t c t nộ ộ ước có chi u cao ề

t i đa H nào đó Tính H.ố

Trang 49

2) Tính công th c hi n khi kéo đTính công th c hi n khi kéo đựự ệệ ượ ộ ướượ ộ ước c t nc c t n c c

cao h Xét hai trường h p: h<H và h>H.ợ

B qua ma sát, cho tr ng lỏ ọ ượng riêng c a ủ

nước là d=10.000N/m

nước là d=10.000N/m3; áp su t khí quy n; áp su t khí quy nấấ ểể

p0 =105N/m2 Xét h=5m và h=15m

Trang 50

L i gi i:ờ ả

L i gi i:ờ ả1) Do áp su t tác d ng lên m t thoáng c a nấ ụ ặ ủ ước

1) Do áp su t tác d ng lên m t thoáng c a nấ ụ ặ ủ ước nên khi kéo pittong đi lên nướ ẽc s dâng lên trong

nên khi kéo pittong đi lên nướ ẽc s dâng lên trong xilanh

A B

xilanh cao ngang v i A ớ

C t nộ ướ ẽc s không dâng

lên n a khi áp su t t i B ữ ấ ạ

b ng áp su t t i A.ằ ấ ạ

Trang 51

Áp su t t i A là áp su t Áp su t t i A là áp su t ấ ạấ ạ ấấ

khí quy n Pể

khí quy n Pể A=105N/m2

Áp su t t i B do tr ng Áp su t t i B do tr ng ấ ạấ ạ ọọ

lượng c t nộ ước cao H gây

ra PB=dH

 Ta có dH=PA 

H=PA/d = 105/104H=10(m)

A B

H

Trang 52

2) a) Trường h p h< H:ợ

Khi c t nộ ước dâng lên m t đo n x so v i ộ ạ ớ

m t thoáng, l c tác d ng lên pitong khi đó ặ ự ụ

Trang 53

trên xu ng: ố

F=P.S = 105.0,01 = 1000 N

Công trong giai đo n này là:Công trong giai đo n này là:ạạ

A2=F.(h-H)

Trang 54

 V i h = 15m thì AV i h = 15m thì Aớớ 2=1000.5 = 5000 J.

 Công t ng c ng: A = 10.000 JCông t ng c ng: A = 10.000 Jổổ ộộ

Trang 55

Bài s 11 ố

M t thanh đ ng ch t tr ng lộ ồ ấ ọ ượng riêng

d=8000N/m3 có ti t di n đ u, chi u dài có ti t di n đ u, chi u dài ếế ệệ ềề ềề

L=30cm được gi th ng đ ng trong ữ ẳ ứ

nước Đ u trên c a thanh dầ ủ ưới m t ặ

nước m t đo n h Bi t tr ng lộ ạ ế ọ ượng riêng

c a nủ ước d

c a nủ ước dn=10.000N/m3 Th tay ra cho Th tay ra cho ảả

thanh chuy n đ ng Coi nh thanh ch ể ộ ư ỉ

chuy n đ ng theo phể ộ ương th ng đ ng và ẳ ứ

b qua ma sát gi a thanh và nỏ ữ ước

Lh

Trang 56

1) Tìm h đ đ u dTìm h đ đ u dể ầể ầ ướ ủướ ủi c a thanh v a nhô lên i c a thanh v a nhô lên ừừ

kh i m t nỏ ặ ước?

2) Cho h=20cm Xác đ nh chi u cao đ u trên Cho h=20cm Xác đ nh chi u cao đ u trên ịị ềề ầầ

c a thanh nhô lên kh i m t nủ ỏ ặ ước sau khi th ả

c a thanh nhô lên kh i m t nủ ỏ ặ ước sau khi th ảtay

B qua s thay đ i m c nỏ ự ổ ự ước khi thanh

chuy n đ ng.ể ộ

Trang 57

công nâng thanh lên đ cao h+L.ộ

Trang 58

A=A’  SLdnh + SLdnL/2= SLd(h+L) Rút h t bi u th c trên ta đừ ể ứ ược:

Rút h t bi u th c trên ta đừ ể ứ ược:

Thay s ta đố ược h= 45cm

L ) d d

( 2

) d d

2

( h

Trang 59

2) G i x là ph n thanh nhô lên kh i m t nọ ầ ỏ ặ ước

2) G i x là ph n thanh nhô lên kh i m t nọ ầ ỏ ặ ước 

thanh di chuy n m t đo n để ộ ạ ường là h+x

 Công c a l c đ y Acximet giúp thanh di chuy n Công c a l c đ y Acximet giúp thanh di chuy n ủ ựủ ự ẩẩ ểể

d ) x L

( S SLd

[

2

− +

=

Tiêu đề	Tính công của lực có độ lớn biến đổi
Trường học	Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	TP.HCM

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	437,5 KB