Tài liệu Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý thcs máy cơ đơn giản. công và công suất

http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,.. CÁC MÁY CƠ ĐƠN GIẢN – CÔNG – CÔNG SUẤT I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Ròng rọc cố định: Ròng rọc cố định chỉ có tác dụng làm thay đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực. 2. Ròng rọc động : Dùng ròng rọc động ta được lợi hai lần về lực nhưng thiệt hai lần về đường đi do đó không được lợi gì về công. F l1 3. Đòn bẩy: Đòn bẩy cân bằng khi các lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn:  . P l2 Trong đó l1, l2 là cánh tay đòn của P và F ( Cánh tay đòn là khoảng cách từ điểm tựa đến phương của lực). 4. Mặt phẳng nghiêng: Nếu ma sát không đáng kể, dùng mặt phẳng l nghiêng được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy F h F h nhiêu lần về đường đi, không được lợi gì về công.  . P l 5. Điều kiện để có công cơ học là phải có lực tác dụng và có quãng P đường dịch chuyển. Công thức: A = F.s A 6. Hiệu suất H  1 .100 0 0 trong đó: A1 là công có ích , A là công toàn phần A A 7. Công suất được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Công thức: P  t * Mở rộng: Trường hợp phương của lực tác dụng hợp với phương dịch chuyển của vật một góc  thì. A = F.s.cos  II - BÀI TẬP Câu1: Cho hệ thống như hình vẽ. Góc nghiêng  = 300, dây và ròng rọc là lý tưởng. Xác định khối lượng của vật M để hệ thống cân bằng. Cho khối lượng m = 1kg. Bỏ qua mọi ma sát.  h h Giải: Muốn M cân bằng thì F = P. với = sin 1 l l 0 2 => F = P.sin 30 = P/2 (P là trọng lượng của vật M)  F  F P h  Lực kéo của mỗi dây vắt qua ròng rọc 1 là: F1 = M l 2 4 m  F1 P  Lực kéo của mỗi dây vắt qua ròng rọc 2 là: F2 = 2 8 Lực kéo do chính trọng lượng P’ của m gây ra, tức là : P’ = F2 = P/8 => m = M/8. A B O Khối lượng M là: M = 8m = 8. 1 = 8 kg. A = A1 + A2 (A2 là công hao phí) Câu 2: Hai quả cầu sắt giống hệt nhau được treo vào 2 đầu A, B của một thanh kim loại mảnh, nhẹ. Thanh được giữ thăng bằng nhờ dây mắc tại điểm O. Biết OA = OB = là= 20 cm. Nhúng quả cầu ở đầu B vào trong chậu A đựng chất lỏng người ta thấy thanh AB mất thăng bằng. Để thanh thăng bằng trở lại phải dịch chuyển điểm treo O về phía A một đoạn x = 1,08 cm. (l-x) O ’ (l+x ) B http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đềF A bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,.. P P http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,.. Tính khối lượng riêng của chất lỏng, biết khối lượng riêng của sắt là D0 = 7,8 g/cm3. Giải: Khi quả cầu treo ở B được nhúng trong chất lỏng thì ngoài trọng lực, quả cầu còn chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet của chất lỏng. Theo điều kiện cân bằng của các lực đối với điểm treo O’ ta có P. AO’ = ( P – FA ). BO’. Hay P. ( là– x) = ( P – FA )(là+ x) Gọi V là thể tích của một quả cầu và D là khối lượng riêng của chất lỏng. Ta có P = 10.D0.V và FA = 10. D. V 2x  10.D0.V ( là– x ) = 10 V ( D0 – D )( là+ x ) => D = .D0  0,8 g / cm3 . l 50Kg x lên sàn ô tô . Sàn ô tô cách Câu 3. Dùng mặt phẳng nghiêng đẩy một bao xi măng có khối lượng mặt đất 1,2 m. a. Tính chiều dài của mặt phẳng nghiêng sao cho người công nhân chỉ cần tạo lực đẩy bằng 200N để đưa bì xi măng lên ô tô . Giả sử ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và bao xi măng không đáng kể . b. Nhưng thực tế không thêt bỏ qua ma sát nên hiệu suất của mặtphẳng nghiêng là 75% . Tính lực ma sát tác dụng vào bao xi măng. Câu 4: Một cái cốc hình trụ, chứa một lượng nước và lượng thuỷ ngân cùng khối lượng. Độ cao tổng cộng của nước và của thuỷ ngân trong cốc là 120cm.Tính áp suất của các chất lỏng lên đáy cốc? Câu 5: Trong bình đựng hai chất lỏng không trộn lẫn có trọng lượng riêng d1=12000N/m3; d2=8000N/m3. Một khối gỗ hình lập phương cạnh a = 20cm có trọng lượng riêng d = 9000N/m3được thả vào chất lỏng. 1) Tìm chiều cao của phần khối gỗ trong chất lỏng d1? 2) Tính công để nhấn chìm khối gỗ hoàn toàn trong chất lỏng d1? Bỏ qua sự thay đổi mực nước. Giải: Do d2 Aci = H . Atp = 0,7 . 3000 = 2100J ; mà Aci = Px h => P = Aci /h = 1400N P = 10. m => m = P/10 = 1400/10 =140 kg c) Aci = Atp – Ahp => Ahp = Atp – Aci = 3000 – 2100 = 900J mà Ahp = F x là=> F = Ahp / l là = 180N. Câu 30: Để đưa một kiện hàng có khối lượng 100kg từ mặt đất lên sàn xe tải cao 1,2m người ta dung một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 5m. a) Tính công dùng để đưa kiện hàng đó lên bằng mặt phẳng nghiêng ( Bỏ qua lực ma sát) b) Thực tế để đưa kiện hàng đó lên ta cần phải dùng một lực kéo F= 250N. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng. c) Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. Giải : a. Công để đưa kiện hàng đó trực tiếp theo phương thẳng đứng là: A = P.h = 10.m.h = 10. 100. 1,2 = 1200J Vì Fms = 0 nên công đưa vật bằng mặt phẳng nghiêng cũng là1200 J b. Lực ko vật ln theo mặt phẳng nghiêng khi không có ma sát là: A 1200 A = F’. s => F’ = = = 240 N s 5 Lực ma sát giữa vật v mặt phẳng nghiêng là : Fms = F – F’ = 250 – 240 = 10 N. Vậy lực ma sát là10 N. http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,.. http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,.. c. công ko vật ln theo mặt phẳng nghiêng khi có lực ma sát là: A’ = F.S = 250. 5 = 1250 J A 1200 Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là: H = . 100% = .100% = 96% A’ 1250 Vậy hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là96%. http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,..