Chuyên đề Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí lớp 8 Năm học 20122013 Nguyễn Bá Phúc6908

Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Đã in hết MỤC LỤC Chủ đề Trang Lời nói đầu Cơ Học Chủ đề 1: Chuyển động học, chuyển động đều, không + Bài tập Chủ đề 2: Sự cân lực, lực ma sát, Quán tính 10 Chủ đề 3: Áp suất, Áp suất chất lỏng, Áp suất chất khí Bình thơng + Bài tập 12 Chủ đề 4: Lực đẩy Ác-si-mét, điều kiện vật + Bài tập 16 Chủ đề 5: Công học, công suất + Bài tập 20 Chủ đề 6: Cơ , chuyển hóa bảo toàn 25 Nhiệt Học Chủ đề 7: Cấu tạo chất, Các hình thức truyền nhiệt chất Rắn - Lỏng Khí 26 Chủ đề 8: Các cơng thức tính nhiệt lượng, PT cân nhiệt + Bài tập 28 Chủ đề 9: Động nhiệt + Bài tập 35 Hướng dẫn giải 38 CHỦ ĐỀ I CHƯƠNG I: CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG ĐỀU, KHÔNG ĐỀU BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ - Chuyển động thay đổi vị trí vật so với vật khác chọn làm mốc Chuyển động vật mang tính tương đối - Chuyển động chuyển động quãng đường khoảng thời gian - Công thức : v = s / t Tổng1 quãng đường Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật Tổng lý thời gian ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến - Vận tốc trung bình: vtb = Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C II - Bài tập vận dụng Bài 1.1: Lúc 7h người từ A đến B vận tốc km/h lúc người xe đạp từ A đuổi theo vận tốc 12 km/h a) Tính thời điểm vị trí họ gặp nhau? b) Lúc họ cách km? Lời giải: ta có MB = 4t M A a) Gọi thời gian gặp t (h) (t > 0) B AB = 12t Phương trình: 12t = 4t +  t = (h) - Vị trí gặp cách A 12 (km) b) * Khi chưa gặp người Gọi thời gian lúc t1 (h) ta có : (v1t1 + 8) - v2t1 =  t1 = = 45 ph v  v1 * Sau gặp Gọi thời gian gặp t2 (h) Ta có : v2t2 - ( v1t2 + 8) =  t2 = 10 = 1h 15ph v  v1 Bài 1.2: Một xuồng máy xi dịng từ A - B ngược dịng từ B - A hết 2h 30ph a) Tính khoảng cách AB biết vận tốc xi dịng 18 km/h vận tốc ngược dòng 12 km/h b) Trước thuyền khởi hành 30ph có bè trơi từ A Tìm thời điểm vị trí lần thuyền gặp bè? Gợi ý : a) gọi thời gian xi dịng t1 ngược dịng t2 ta có: 1 AB AB   2,5  AB  v1 v2  v1 v ( t1 ; t2 > 0)    2,5  AB  18km  Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến b) Ta có v1 = v + ( xi dòng ) Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C ( ngược dòng ) v2 = v -  = km * Gặp chuyển động chiều ( Cách giải giống 1.1) ĐS : Thuyền gặp bè sau 0,1 (h) điểm cách A 1,8 (km) * Gặp chuyển động ngược chiều: (HS tự làm) Bài 1.3: a ) Một ô tô nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 , nửa quãng đường lại với vận tốc v2 Tính vTB đoạn đường b ) Nếu thay cụm từ "quãng đường" cụm từ "thời gian" Thì vTB = ? c) So sánh hai vận tốc trung bình vừa tìm ý a) ý b) Gợi ý : a ) Gọi chiều dài quãng đường (s) thời gian hết quãng đường t= s (v1  v ) s s   2v1 2v 2v1v - Vận tốc TB v TB  v1 v s  t v1  v b ) Gọi thời gian hết đoạn đường t* ta có * * * s = v1 t  v t  t ( v  v ) 2 Vận tốc TB : vtb = v  v2 s  * t c) Để so sánh hai vận tốc ta trừ cho kết ( > hay < 0) kết luận Bài 1.4 : Một người xe đạp từ A đến B có chiều dài 24 km liên tục khơng nghỉ sau 2h người đến B 30 phút, người dừng lại 15 phút tiếp Hỏi quãng đường sau người phải với vận tốc để đến B kịp lúc ? * Lời giải: Vận tốc theo dự định v = s = 12km/h t Quãng đường 30 phút đầu : s1 = v.t1 = km quãng đường lại phải : s2 = s - s1 = 18 km - Thời gian lại để hết quãng đường: Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C 1 t2 = -     h 2 4 Vận tốc phải quãng đường lại để đến B theo dự định: v’ = s2 = 14,4 km/h t2 Bài 1.5: Một người xe máy tren đoạn đường dài 60 km Lúc đầu người dự định với vận tốc 30 km/h Nhưng sau quãng đường đi, người muốn đến nơi sớm 30 phút Hỏi quãng đường sau người phải với vận tốc bao nhiêu? * Lời giải: s =2h v s Thời gian quãng đường: t1 = h  4v Thời gian cóng lại phải quãng đường để đến sớm dự định 30 phút 1 t2 = -    = 1h 2 2 Thời gian dự định quãng đường trên: t = Vận tốc phải quãng đường lại là: s 60 s2   v2 = = 45 km/h t2 t2 * Cách 2: Có thể giải tốn đồ thị: - Đồ thị dự định đi, vẽ s (km) đường chấm chấm (h) 60 - Đồ thị thực tế đi, biểu diễn nét liền - Căn đồ thị ta suy ra: v2 = 1,5 60  15 = 45 km/h 1,5  0,5 t (h) 0,5 1,5 Bài 1.6: Một thuyền đánh cá chuyển động ngược dòng nước làm rơi phao Do không phát kịp, thuyền tiếp tục chuyển động thêm 30 phút Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C quay lại gặp phao nơi cách chỗ làm rơi km Tìm vận tốc dịng nước, biết vận tốc thuyền nước không đổi s1’ C s2’ s2 A B A s1 Lời giải: Nước - Gọi A điểm thuyền làm rơi phao v1 vận tốc thuyền nước v2 vận tốc nước bờ Trong khoảng thời gian t1 = 30 phút thuyền : s1 = (v1 - v2).t1 Trong thời gian phao trơi đoạn : s2 = v2t1 - Sau thuyền phao chuyển động thời gian (t) quãng đường s2’ s1’ gặp C Ta có: s1’ = (v1 + v2) t ; s2’ = v2 t Theo đề ta có : s2 + s2’ = hay Mặt khác : v2t1 + v2t = s1’ - s1 = (1) hay (v1 + v2) t - (v1 - v2).t1 = (2) Từ (1) (2)  t1 = t Từ (1)  v2 = = km/h 2t1 III Bài tập tự luyện Bài 1.7: Một người xe đạp nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 = 12km/h, nửa cịn lại với vận tốc v2 Biết vận tốc trung bình quãng đường km/h Hãy tính vận tốc v2 Bài 1.8: Một người xe đạp từ A với vận tốc 12 km/h Cách 10 km Một người với vận tốc km/h, họ chiều nên ngặp C Tìm thời điểm vị trí gặp Bài 1.9 : Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Lúc 7h người xe đạp vận tốc 10km/h xuất phát từ A đến 8h người xe máy vận tốc 30km/h xuất phát từ A đến h ô tô vận tốc 40 km/h xuất phát từ A Tìm thời điểm vị trí để xe cách ( họ chiều) Bài 1.10: Hai đoàn tàu chuyển động sân ga hai đường sắt song song Đoàn tàu A dài 65m, đoàn tàu B dài 40m Nếu tàu chiều, tàu A vượt tàu B khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B 70 giây Nếu tàu ngược chiều từ lúc đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B 14 giây.Tính vận tốc tàu? Bài 1.11: Một người dự định quãng đường với vận tốc không đổi 5km/h Nhưng đến nửa đường nhờ bạn đèo xe đạp tiếp với vận tốc khơng đổi 12km/h, đến sớm dự định 28 phút Hỏi thời gian dự định lúc đầu? Bài 1.12: Một người người xe đạp xuất phát từ A đường trịn có chu vi 1800m Vận tốc người xe đạp 15 m/s, người 2,5 m/s Hỏi người đi vịng gặp người xe đạp lần Bài 1.13: Một xuồng máy chuyển động xi dịng nước qng đường AB 100km Biết vận tốc xuồng 35km/h nước 5km/h Khi cách đích 10km xuồng bị hỏng máy, người lái cho xuồng trơi theo dịng nước đến đích Tính thời gian xuồng máy hết đoạn đường AB Bµi 1.14 Một động tử từ A đến B vận tốc ban đầu 32 m/s biết sau giây vận tốc lại giảm nửa hỏi sau đến B, biết AB = 60 km Sau giây sau kể từ lúc suất phát động tử khác suất phát từ A với vận tốc 31m/s đuổi theo Hãy xác định vị trí thời điểm gặp Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C CHỦ ĐỀ II SỰ CÂN BẰNG LỰC, LỰC MA SÁT, QUÁN TÍNH I - Một số kiến thức cần nhớ - Lực đại lượng vectơ biểu diễn mũi tên có: + Gốc điểm đặt lực + Phương chiều trùng với phương, chiều lực + Độ dài biểu thị cường độ lực theo tỉ xích cho trước - Hai lực cân hai lực đặt lên vật có cường độ nhau, có phương ngược chiều - Lực ma sát xuất bề mặt tiếp xúc, ngược chiều với chuyển động vật (Có ma sát trượt, ma sát lăn, ma sát nghỉ) - Quán tính tính chất giữ nguyên vận tốc vật Quán tính vật phụ thuộc vào vận tốc khối lượng vật II - Bài tập tự luyện Bài 2.1: Học sinh A học sinh B dùng dây để kéo vật Để nâng vật học sinh A kéo lực F1 = 40 N, học sinh B A B kéo lực F2 = 30 N (F1  F2) Học sinh C muốn kéo vật lên phải dùng dây kéo theo hướng có độ lớn bao P nhiêu? (Biểu diễn lực kéo học sinh C hình vẽ) Bài 2.2: Một đầu tàu hỏa kéo đoàn tàu với lực 300 000N Lực cản tác dụng vào đoàn tàu (lực ma sát đường ray sức cản khơng khí) 285 000N Hỏi lực tác dụng lên đoàn tàu hướng nào? Bài 2.3: Một lò xo xoắn dài 15cm treo vật nặng 1N Treo thêm vật nặng 2N vào độ dài lị xo 16cm a) Tính chiều dài tự nhiên lò xo chưa treo vật nặng vào b) Tính chiều dài lị xo treo vật nặng 6N Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Bài 2.4: Một đầu tàu khởi hành cần lực kéo 10 000N, chuyển động thẳng đường sắt cần lực kéo 5000N a) Tìm độ lớn lực ma sát bánh xe lăn đường sắt Biết đầu tàu có khối lượng 10 Hỏi lực ma sát có độ lớn phần trọng lượng đầu tàu ? b) Đoàn tàu khởi hành chịu tác dụng lực ? Tính độ lớn hợp lực làm cho đầu tàu chạy nhanh dần lên khởi hành Bài 2.5: Một ô tô chuyển động thẳng lực kéo động ô tô 800N a) Tính độ lớn lực ma sát tác dụng lên bánh xe ô tô (bỏ qua lực cản khơng khí) b) Khi lực kéo tơ tăng lên tơ chuyển động coi lực ma sát không đổi ? c) Khi lực kéo tơ giảm tô chuyển động coi lực ma sát không đổi ? Bài 2.6: Đặt chén nước góc tờ giấy mỏng Hãy tìm cách rút tờ giấy mà không làm dịch chén Giải thích cách làm Bài 2.7 : Người ta dùng mặt phẳng nghiêng để kéo vật có khối lượng 50kg lên cao 2m a) Nếu khơng có ma sát lực kéo 125N Tính chiều dài mặt phẳng nghiêng b) Thực tế có ma sát lực kéo vật 150N Tính hiệu suất mặt phẳng nghiêng CHỦ ĐỀ III Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C ÁP SUẤT, ÁP SUẤT CHẤT LỎNG, ÁP SUẤT CHẤT KHÍ BÌNH THƠNG NHAU BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ - Áp suất độ lớn áp lực đơn vị diện tích bị ép Cơng thức: P  F S - Càng xuống sâu áp suất chất lỏng lớn Công thức: P = d.h - Càng lên cao áp suất khí giảm, lên cao 12 m cột thủy ngân giảm xuống 1mm Hg - Trong bình thông chứa chất lỏng đứng yên, mặt thoáng nhánh độ cao - Trong máy ép dùng chất lỏng ta có cơng thức: F S  f s II - Bài tập vận dụng Bài 3.1: Một người thợ lặn mặc áo lặn chịu áp suất tối đa 300 000N/m2 Biết trọng lượng riêng nước 10000 N/m3 a) Hỏi người thợ lặn sâu mét? b)Tính áp lực nước tác dụng lên cửa kính quan sát áo lặn có diện tích 200cm2 lặn sâu 25m * Gợi ý: a) ADCT: P = dh  b) P = d.h P= ĐS: a) 30m h= p d F  F = P.S S b) 000N Bài 3.2: Một bình thơng chứa nước biển người ta đổ thêm xăng vào nhánh Mặt thoáng hai nhánh chênh lệch 18mm Tính độ cao cột xăng, cho biết trọng lượng riêng nước biển 10 300 N/m3, xăng 7000 N/m3 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến * Gợi ý: Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C - Ta có PA = PB  d1h1 = d2h2 mà ; h2 = h1 - h h h1  d1h1 = d2(h1 - h) A d2h  h1 = d  d1 h2 B ĐS : 5,6 cm Bài 3.3: Một người 60kg cao 1,6 m có diện tích thể trung bình 1,6m2 tính áp lực khí tác dụng lên người điều kiện tiêu chuẩn Biết trọng lượng riêng thủy ngân 136 000 N/m3 Tại người ta chịu đựng áp lực lớn mà không cảm thấy tác dụng áp lực này? Lời giải: - Ở điều kiện tiêu chuẩn áp suất khí 76 cmHg P = d.h = 136 000 0,76 = 103 360 N/m2 Ta có P = F  F = P.S = 165 376 (N) S - Người ta chịu đựng khơng cảm thấy tác dụng áp lực bên thể có khơng khí nên áp lực tác dụng từ bên bên cân Bài 3.4: Một xe tăng có trọng lượng 26 000N Tính áp suất xe tăng lên mặt đường, biết diện tích tiếp xúc xích với mặt đất 1,3m2 Hãy so sánh áp suất với áp suất người nặng 450 N có diện tích tiếp xúc bàn chân với mặt đất 200cm2 ? Lời giải: - Áp suất xe tăng tác dụng lên mặt đường P1 = F1 26000  = 20 000N/m2 1,3 S1 - Áp suất người tác dụng lên mặt đường 10 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến P2 = Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C F2 450  = 22 500N/m2 S 0.02 - Áp suất người tác dụng lên mặt đường lớn áp suất xe tăng tác dụng lên mặt đường Bài 3.5: Tính áp suất ngón tay gây ấn lên kim, sức ép 3N diện tích mũi kim 0,0003cm2 Lời giải: Áp suất ngón tay gây ra: P= F = 10 S 8 = = 100 000 000 N/m2 10 8 Bài 3.6: Một nhà gạch có khối lượng 120 Mặt đất nơi cất nhà chịu áp suất tối đa 100 000 N/m2 Tính diện tích tối thiểu móng Lời giải: m = 120 = 120 000kg - Vậy áp lực nhà tác dụng lên mặt đất là: F = 200 000 N Theo công thức P = F F 1200000 S= = = 12 m2 S P 100000 ĐS: 12 m2 III- Bài tập tự luyện Bài 3.7: Đặt bao gạo 60 kg lên ghế bốn chân có khối lượng kg diện tích tiếp xúc với mặt đất chân ghế cm2 Tính áp suất chân ghế tác dụng lên mặt đất Bài 3.8: Khối lượng em học sinh 40 kg, diện tích hai bàn chân 4dm2 Hãy tính áp suất thể em lên mặt đất đứng thẳng Làm để tăng áp suất lên gấp đơi cách nhanh chóng đơn giản Bài 3.9: Toa xe lửa có trọng lượng 500 000 N có trục bánh sắt, trục bánh có bánh xe, diện tích tiếp xúc bánh với mặt ray 5cm2 a) Tính áp suất toa lên ray toa đỗ đường b) Tính áp suất toa lên đường tổng diện tích tiếp xúc đường ray tà vẹt với mặt đường (phần chịu áp lực) 2m2 Dã in đến 11 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Bài 3.10: a) Tính chiều cao giới hạn tường gạch áp suất lớn mà móng chịu 110 000N/m3 Biết trọng lượng riêng trung bình gạch vữa 18400N/m3 b) Tính áp lực tường lên móng, tường dày 22 cm, dài 10m cao ý a) Bài 3.11: Đường kính pit tơng nhỏ kích dùng dầu cm Hỏi diện tích tối thiểu pít tơng lớn để tác dụng lực 100 N lên pít tơng nhỏ nâng tơ khối lượng 000 kg? Bài 3.12: Một máy lặn khảo sát đáy biển tích 16cm3, khơng khí trọng lượng 300 000N Máy đứng mặt đất nằm ngang nhờ chân, diện tích tiếp xúc chân với đất 0,5m2 Xác định áp suất máy lặn mặt đất Máy làm việc đáy biển có độ sâu 200m nhờ đứng chân địa hình phẳng Xác định áp suất máy lên đáy biển Tìm áp lực nước biển lên cửa sổ quan sát máy nằm cách đáy biển 2m Biết diện tích cửa sổ 0,1m2 Trọng lượng riêng nước biển 10 300N/m3 Bài 3.13: Một tàu bị thủng lỗ độ sâu 2,8m Người ta đặt miếng vá áp vào lỗ thủng từ phía Hãy tính xem cần đặt lực có độn lớn để giữ miếng vá lỗ thủng rộng 150cm2 Biết trọng lượng riêng nước d = 10 000N/m3 12 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C CHỦ ĐỀ IV LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT, ĐIỀU KIỆN NỔI CỦA VẬT BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ - Mọi vật nhúng vào chất lỏng (hoặc chất khí) bị đẩy từ lên lực trọng lượng phần chất lỏng (Chất khí) bị vật chiếm chỗ - Cơng thức: FA = d.V - Điều kiện vật + Vật lên khi; P < FA  dv < dn + Vật chìm xuống khi; P > FA  dv > dn + Vật lơ lửng khi; P = FA  dv = dn II Bài tập vận dụng: Bài 4.1: Một cầu đồng có khối lượng 100 g thể tích 20 cm3 Hỏi cầu rỗng hay đặc? Thả vào nước hay chìm? (Biết khối lượng riêng đồng 900 kg/m3 , trọng lượng riêng nước 10 000 N/m3) * Lời giải: a) Giả sử qủa cầu đặc ADCT: D = m V  m = D.V = 900 0,00 002 = 0,178 kg - Với khối lượng cho 100g cầu phải làm rỗng ruột b) Trọng lượng cầu : P = N Lực Ác - si - mét đẩy lên : FA = d.V = 10 000 0,00002 = 0,2 N - Quả cầu chìm thả vào nước, P > FA Bài 4.2: Trên mặt bàn em có lực kế, bình nước ( Do = 1000 kg/m3) Hãy tìm cách xác định khối lượng riêng vật kim loại hình dạng * Lời giải: - Xác định trọng lượng vật (P1)  m = ? - Thả vật vào nước xác định (P2)  FA = P1 - P2 - Tìm V qua cơng thức: FA = d.V ( d = 10Do) 13 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến - Lập tỷ số: D = m / V Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Bài 4.3: Một miếng thép có lỗ hổng bên Dùng lực kế đo trọng lượng miếng thép khơng khí thấy lực kế 370N Hãy xác định thể tích lỗ hổng? Trọng lượng riêng nước 10 000N/m3: thép 78 000N/m3 Lời giải: Lực đẩy Acsimet nước tác dụng lên miếng thép : F = P1- P2 = dn V (1) Trong đó, P1; P2 độ lực kế miếng thép khơng khí nước: dn trọng lượng riêng nước V thể tích miếng thép Từ (1) rút ra:V = P1  P2 thể tích thể tích khối thép đặc cộng với thể dn tích với lỗ hổng miếng thép: V = V1+ V2 Ta có: V2= V - V1 = (với V2 thể tích lỗ hổng ) P1  P2 P  Trong P1 trọng lượng riêng thép dn d1 khơng khí (bỏ qua lực đẩy Acsimet khơng khí tác dụng lên miếng thép) d1 trọng lượng riêng thép Vậy V2 = 370 N  320 N 370 N   , 00026 m 3 10000 N / m 78000 N / m V2 = 260 cm3 Bài 4.4 a) Một khí cầu tích 10m3 chứa khí hiđrơ, kéo lên không vật nặng bao nhiêu? Biết khối lượng vỏ khí cầu 10 kg Khối lượng riêng khơng khí Dk = 1,29kg/m3, hiđrô DH= 0,09 kg/m3, b) Muốn kéo người nặng 60 kg bay lên khí cầu phải tích bao nhiêu? Lời giải: a) Trọng lượng khí Hi đrơ khí cầu: PH = dH.V = 9N Trọng lượng khí cầu: P = Pv + PH = 109N Lực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên khí cầu: F1 = dk.V = 129N Trọng lượng tối đa vật mà khí cầu kéo lên là: 14 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến P’ = F1 - P = 20N Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C b) Gọi thể tích khí cầu kéo người lên Vx, Trọng lượng khí Hiđrơ khí cầu : P’H = dH.Vx Trọng lượng người: Pn = 600N Lực đẩy Ác-si-mét: F’ = dK,Vx Muốn bay lên khí cầu phải thỏa mãn điều kiện sau F’ > Pv + P’H + Pn dkVx > 100 + dHVx + 600 Vx (dk - dH) > 700 Vx > 700 = 58,33 m3 dk  dH III - Bài tập tự luyện Bài 4.5: Trên đĩa cân bên trái có bình chứa nước, bên phải giá đỡ có cheo vật (A) sợi dây mảnh nhẹ (hình 4.1) Khi nặng chưa chạm nước cân vị trí thăng Nối dài sợi dây để vật (A) chìm hồn tồn nước Trạng thái cân vật bị phá vỡ Hỏi phải đặt qủa cân có trọng lượng vào đĩa cân nào, để đĩa cân cân trở lại Cho thể tích vật (A) V Trọng lượng riêng nước d Hình 4.1 Bài 4.6: Một tàu chở gạo choán 12 000 m3 nước cập bến để bốc gạo lên bờ Sau bốc hết gạo lên bờ, tàu cịn chốn 000m3 nước Sau người ta chuyển 7210 than xuống tàu Tính: a) Khối lượng gạo bốc lên bờ b) Lượng choán nước tàu sau chuyển than xuống c) Trọng lượng tàu sau chuyển than Khối lượng riêng nước 1030kg/m3 Bài 4.7: Một khối nước đá hình lập phương cạnh 10 cm mặt nước bình thủy tinh Phần nhơ lên mặt nước có chiều cao cm a) Tính khối lượng riêng nước đá 15 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C b) Nếu nước đá tan hết thành nước mực nước bình có thay đổi khơng? Bài 4.8: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện đáy 40 cm2, cao 10 cm Có khối lượng 160g a) Thả khối gỗ vào nước, tìm chiều cao khối gỗ mặt nước Biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 b) Bây khối gỗ kht lỗ hình trụ có tiết diện cm2 sâu h (cm) lấp đầy chì có khối lượng riêng 11 300 kg/m3 thả vào nước ta thấy mực nước ngang với mặt khối gỗ Tìm độ sâu (h) lỗ khoét Bài 4.9: Một cốc nhẹ có đặt cầu nhỏ bình chứa nước (hình 4.1) Mực nước (h) thay đổi lấy cầu thả vào bình nước? Khảo sát trường hợp a) Quả cầu gỗ có khối lượng riêng bé nước b) Quả cầu sắt h Hình 4.1 Bài 4.10: Trong bình hình trụ tiết diện So chứa nước, mực nước có chiều cao 20 cm Người ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho thẳng đứng mực nước dâng lên thêm 4cm a) Nếu nhấn chìm nước hồn tồn mực nước bình so với đáy Biết khối lượng riêng nước là: 0,8 g/cm3 ; 1g/cm3 b) Tìm lực tác dụng để ấn xuống chìm hồn tồn nước cho thể tích 50cm3 Bài 4.11: Trên mảnh, đồng chất, phân bố khối lượng có thẻ quay quanh trục O Phần nhúng nước, cân nằng nghiêng hình vẽ (Hình 4.2), nửa chiều dài nằm nước Hãy xác định khối lượng riêng chất làm Hình 4.2 16 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C CHỦ ĐỀ V CÔNG CƠ HỌC, CÔNG SUẤT BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ - Điều kiện để có cơng học phải có lực tác dụng có qng đường dịch chuyển Cơng thức: A = F.s - Công suất xác định công thực đơn vị thời gian Công thức: P  * Mở rộng: A t Trường hợp phương lực tác dụng hợp với phương dịch chuyển vật góc  A = F.s.cos  II - Bài tập vận dụng Bài 5.1: Khi kéo vật có khối lượng m1 = 100kg để di chuyển mặt sàn ta cần lực F1 = 100N theo phương di chuyển vật Cho lực cản chuyển động ( Lực ma sát) tỉ lệ với trọng lượng vật a) Tính lực cản để kéo vật có khối lượng m2 = 500kg di chuyển mặt sàn b) Tính cơng lực để vật m2 đoạn đường s = 10m dùng đồ thị diễn tả lực kéotheo quãng đường di chuyển để biểu diễn công Lời giải: a) Do lực cản tỉ lệ với trọng lượng nên ta có: Fc = k.P = k.10.m ( k hệ số tỷ lệ) - Do vật chuyển động hai trường hợp ta có: F1 = k1.10.m1 F2 = k2.10.m2 - Từ (1) (2) ta có: F2 = m2 500 F1  100 = 500N m1 100 b) Công lực F2 thực vật m2 di chuyển quãng đường (s) là: F M F2 A2 = F2 s = 500 10 = 5000 J A2 - Do lực kéo không đổi suốt quãng đường di chuyển nên ta biểu diễn đồ thị hình vẽ Căn s theo đồ thị cơng A2 = F2.s diện tích hình chữ nhật 0F2MS 17 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 s Trường THCS Nga Tiến Bài 5.2: Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Một người xe đạp từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5m dài 40m Tính cơng người sinh Biết lực ma sát cản trở xe chuyển độngtrên mặt đường 25N người xe có khối lượng 60 kg Tính hiệu suất đạp xe Lời giải: Trọng lượng người xe : P = 600 (N) Công hao phí ma sát; Ams = Fms l = 1000 (J) Cơng có ích: A1 = Ph = 3000 (J) Công người thực A = A1 + Ams = 4000 (J) A Hiệu suất đạp xe: H = 100% = 75% A Bài 5.3: Dưới tác dụng lực = 4000N, xe chuyển động lên dốc với vận tốc 5m/s 10 phút a) Tính cơng thực xe từ chân dốc lên đỉnh dốc b) Nếu giữ nguyên lực kéo xe lên dốc với vận tốc 10m/s cơng thực bao nhiêu? c) Tính cơng suất động hai trường hợp Lời giải: a) Công động thực được: A = F.S = F.v.t = 12000 kJ b) Công động không đổi = 12000 kJ c) Trường hợp đầu công suất động là: P= A = F.v = 20000 W = 20kW t Trong trường hợp sau, v’ = 2v nên : P’ = F.v’ = F.2v = 2P = 40kW Bài 5.4: Người ta dùng cần cẩu để nâng thùng hàng khối lượng 2500kg lên độ cao 12m Tính công thực trường hợp Lời giải: Ta có m = 2500kg  P = 25 000 N Mà: F  P A = F s = 25 000 12 = 300 000 (J) = 300 (kJ) Đáp số: 300 kJ Bài 5.5: 18 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C Một khối gỗ hình trụ tiết diện đáy 150m2 , cao 30cm thả hồ nước cho khối gỗ thẳng đứng Biết lượng riêng gỗ dg = d (do trọng lượng riêng nước do=10 000 N/m ) Biết hồ nước sâu 0,8m, bỏ qua thay đổi mực nước hồ a) Tính cơng lực để nhấc khối gỗ khỏi mặt nước b) Tính cơng lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ Lời giải a) - Thể tích khối gỗ: Vg = S.h = 150 30 = 4500 cm3 = 0,0045 m3 - Khối gỗ nằm im nên: Pg = FA  dgVg = doVc  hc = d gVg d o S = 4500 = 20 cm = 0,2 m 150 2 d Vg = 10000.0,0045 = 30 N 3 F S 30.0,2 - Vì lực nâng khối gỗ biến thiên từ đến 30 N nên : A = = = (J) 2 - Trọng lượng khối gỗ là: P = dgVg = b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên toàn khối gỗ là: FA = doVg = 10 000.0,0045 = 45 N - Phần gỗ mặt nước : 10 cm = 0,1 m * Cơng để nhấn chìm khối gỗ nước: A = F S 45.0,1 = = 2,25 (J) 2 * Cơng để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ: A = F.S = 45.(0,8 - 0,3) = 22,5 (J) * Tồn cơng thực A = A1 + A2 = 2,25 + 22,5 = 24,75 (J) ĐS: a) (J) b) 24,75 (J) III - Bài tập tự luyện Bài 5.6: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy 100cm , chiều cao 20cm thả nước cho khối gỗ thẳng đứng Biết lượng riêng gỗ dg= dn(dn lượng riêng nước dn=10 000N/m ) Tính cơng lực để nhấc khối gỗ khỏi mặt nước, bỏ qua thay đổi mực nước Bài 5.7: Một miếng gỗ hình trụ chiều cao h, diện tích đáy S cốc nước hình trụ có diện tích đáy gấp đơi so với19 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C diện tích đáy miếng gố Khi gỗ nổi, chiều cao mực nước so với đáy cốc l ,trọng lượng riêng gỗ dg = dn (dn trọng lượng riêng nước) Tính cơng lực dùng để nhấn chìm miếng gỗ xuống đáy cốc Bài 5.8: Hai khối gỗ hình lập phương cạnh a = 10 cm có trọng lượng riêng d1 = 12 000 N/m3 d2 = 000 N/m3 thả nước Hai khối gỗ nối với sợi dây mảnh dài 20 cm tâm vật Trọng lượng riêng nước 10 000 N/m3 a) Tính lực căng sợi dây b) Tính cơng để nhấc hai khối gõ khỏi nước Bài 5.9: Một tòa nhà cao 10 tầng, tầng cao 3,4m có thang máy chở tối đa 20 người, người có khối lượng trung bình 50kg Mỗi chuyến lên tầng 10 phút (nếu không dừng tầng khác) a) Công suất tối thiểu động thang máy ? b) Để đảm bảo an toàn, người ta dùng động có cơng suất lớn gấp đơi mức tối thiểu Biết rằng, giá 1kWh điện 800 đồng Hỏi chi phí chuyến cho thang máy ? Bài 5.10: Một đinh ngập vào ván cm Một phần đinh cịn nhơ cm (như hình vẽ) Để rút đinh người ta cần lực 2000 N Tính cơng để rút cm cm đinh khỏi ván Biết lực giữ gỗ vào đinh tỉ lệ với phần đinh ngập gỗ Bài 5.11: Một bơm hút dầu từ mỏ độ sâu 400m lên bờ với lưu lượng 000 lít /phút a) Tính cơng máy bơm thực 1giờ Biết trọng lượng riêng dầu 900 kg/m3 b) Tính cơng suất máy bơm Bài 5.12: Một đầu máy xe lửa có cơng suất 1000 mã lực kéo đồn tàu chuyển động với vận tốc 36 km/h 20 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 ... vận tốc vật Quán tính vật phụ thuộc vào vận tốc khối lượng vật II - Bài tập tự luyện Bài 2.1: Học sinh A học sinh B dùng dây để kéo vật Để nâng vật học sinh A kéo lực F1 = 40 N, học sinh B A... chất làm Hình 4.2 16 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C CHỦ ĐỀ V CÔNG CƠ HỌC, CÔNG SUẤT BÀI TẬP I... định vị trí thời điểm gặp Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ThuVienDeThi.com Năm học 2012 – 2013 Trường THCS Nga Tiến Người thực hiện: Nguyễn Bá Phúc-8C CHỦ ĐỀ II SỰ CÂN BẰNG LỰC, LỰC MA SÁT,