BD HSG vật lí 8 THEO CHỦ đề vật lý 8 nguyễn văn hiếu

Trang 1

CHUYEN DE BOI DUGNG HOC SINH GIOI PHẦN I: CƠ HỌC

CHỦ ĐỀ 1

CHUYỂN ĐỘNG THẮNG ĐỀU-VẬN TỐC

I/- Lý thuyết :

1/- Chuyển động đều và đứng yên :

- Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của một vật so với vật khác được chọn làm

“

mốc

- Nếu một vật không thay đổi vị trí của nó so với vật khác thì gọi là đứng yên so với vật ấy

- _ Chuyển động và đứng n có tính tương đối (Tuỳ thuộc vào vật chọn làm mốc)

2/- Chuyển đông thẳng đều :

- Chuyển động thẳng đều là chuyển động của một vật đi được những quãng đường

bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ

- _ Vật chuyển động đều trên đường thẳng gọi là chuyển động thẳng đều

3/- Vận tốc của chuyển động :

- _ Là đại lượng cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động đó

- _ Trong chuyển động thẳng đều vận tốc ln có giá trị không đổi(V =conts)

- _ Vận tốc cũng có tính tương đối Bởi vì : Cùng một vật có thể chuyển động nhanh đối

với vật này nhưng có thể chuyển động chậm đối với vật khác ( cần nói rõ vật làm mốc )

V= — Trong d6 : V_ 1a van téc Don vi : m/s hodc km/h S la quãng đường Don vị : m hoặc km

tla thoi gian Don vi: s ( giay ), h ( gid ) II/- Phương pháp giải :

1/- Bài toán so sánh chuyển động nhanh hay châm:

a/- Vật A chuyển động, vật B cũng chuyển động, vật C làm mốc ( thường là mặt đường

)

- Căn cứ vào vận tốc : Nếu vật nào có vận tốc lớn hơn thì chuyển động nhanh hơn Vật nào có vận tốc nhỏ hơn thì chuyển động chậm hơn

Ví dụ : Vị =3km/h và V¿ạ= 5km/h thì Vị < V2

Trang 2

CHUYN DE BOI DUONG HOC SINH GIỎI VẬT LÍ 8

b/- Vật A chuyển động, vật B cũng chuyển động Tìm vận tốc của vật A so với vật B (

vận tốc tương đối ) - ( bài tốn khơng gặp nhau)

+ Khi 2 vật chuyển động cùng chiều :

V=V.- Vb (V.>Vp) - VatA lai gan vat B V=V> - Va (V2 < Vb) - VatB dixahon vatA

+ Khi hai vật ngược chiều : Nếu 2 vật đi ngược chiều thì ta cộng vận tốc của chúng lai với nhau (V= Vạ + Vụ)

2/- Tính vận tốc thời gian quãng đường :

v=Š ; t2; S=V.t

t V

Nếu có 2 vật chuyển động thì :

V,=Si/t t =Si/Vi ; S,=Vi th

V2,=S2/t, tp=S2/ V2 3; So= V2 br 3/- Bài toán hai vật chuyển động gặp nhau :

a/- Nếu 2 vật chuyển động ngược chiều : Khi gặp nhau, tổng quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu của 2 vật

Ta có : Š¡ là quãng đường vật A đã tới G S2 là quãng đường vật A đã tới G

AB là tổng quãng đường 2 vật đã đi Gọi chung là § =§+ + Đ;

Chú ý : Nếu 2 vật xuất phát cùng lúc thì £hời gian chuyển động của 2 vật cho đến khi gặp nhau thì bằng nhau : t= tì = t

>»! Tổng quát lại ta có :

Vi=Si/t, Si= Vi tL 3 t, =S,/V;, V> = S,/ t, S2 = V›, f2 ; t= S,/ V> S=S, +S,

(Ở đây S là tổng quãng đường các vật đã đi cũng là khoảng cách ban đầu của 2 vật)

b/- Nếu 2 vật chuyển động cùng chiều :

Khi gặp nhau , hiệu quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa 2 vật Ta có : S¡ là quãng đường vật A đi tới chỗ gặp G

Š; là quãng đường vật B đi tới chỗ gặp G

ŠS là hiệu quãng đường của các vật đã đi và cũng là khoảng cách ban đầu của 2 vật

Trang 3

Vi=S,/t; Si = V1 tL 5 t, =S,/ V; V> = S;/t S2 = V> bib > b= S,/ V> S= Si- S; Nếu ( vị > V2 )

S=S, - Si Nết ( v; > vị )

Chú ý : Nếu 2 vật xuất phát cùng lúc thì £hời gian chuyển động của 2 vật cho đến khi gặp nhau thì bằng nhau : t = tị = t›

Nếu không chuyển động cùng lúc thì ta tìm t¡, tạ dựa vào thời điểm xuất phát và lúc

gap nhau

BAI TAP AP DUNG

Bai 1 : Một vật chuyển động trên đoạn đường dài 3m, trong gidy dau tién n6 di dudc 1m, trong giây thứ 2 nó đi được Im, trong giây thứ 3 nó cũng đi được 1m Có thể kết luận vật

chuyển động thẳng đều không 2

Không thể kết luận là vật chuyển động thẳng đều được Vì 2 lí do :

+ Một là chưa biết đoạn đường đó có thẳng hay không + Hai là trong mỗi mét vật chuyển động có đều hay không

Bài 2 : Một ôtô đi 5 phút trên con đường bằng phẳng với vận tốc 60km/h, sau đó lên dốc 3

phút với vận tốc 40km/h Coi ơtơ chuyển động đều Tính quãng đường ôtô đã đi trong 2 giai doan

Giải:

Goi Š¡, vị, t¡ là quãng đường, vận tốc , thời gian mà ôtô đi trên đường bằng phẳng

Gọi S›, va, t¿ là quãng đường, vận tốc, thời gian mà ôtô đi trên đường dốc Goi S la quang đường ôtô đi trong 2 gia1 đoạn

Tóm tắt :

tị =5phút = 5/60h —_ Bài làm:

vị = 60km/h Quang dudng bang mà ôtô đã đi :

tạ = 3 phút = 3/60h Si= Vi ty

v2 = 40km/h = 60 x 5/60 = 5km Tính : S¡, S;, S = ? km Quãng đường dốc mà ôtô đã đi :

S2 = V> t

= 40 x 3/60 = 2km

Quang đường ôtô đi trong 2 giai doan S=S8, +S

Trang 4

Bài 3 : ĐỂ đo khoảng cách từ trái đất đến Mặt Trăng, người ta phóng lên Mặt Trăng một tia lade Sau 2,66 giây máy thu nhận được tia lade phản hồi về mặt đất ( Tia la de bật trở lại sau khi đập vào Mặt Trăng ) Biết rằng vận tốc tia lade là 300.000km/s Tính khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng

Giải:

Gọi SỈ là quãng đường tia lade đi và về

Gọi S là khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng, nên § = S2

Tóm tắt : v =300.000km/s t=2,66s Tính S§ = ? km Bài làm:

Quãng đường tia lade đi và về

SỈ = v.t= 300.000 x 2,66 = 798.000km

Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng

S=S2 = 798.000/2_ = 399.000 km

Bài 4 : Hai người xuất phát cùng một lúc từ 2 điểm A và B cách nhau 60km Người thứ nhất đi xe máy từ A đến B với vận tốc Vị = 30km/h Người thứ hai đi xe đạp từ B ngược về A với vận tốc V¿ = 10km/h Hỏi sau bao lâu hai người gặp nhau ? Xác định chỗ gặp đó ? ( Coi chuyển động của hai xe là đều )

Giải

Gọi S¡, vị, t¡ là quãng đường, vận tốc , thời gian xe máy đi từ A đến B

Gọi $¿, va, t; là quãng đường, vận tốc, thời gian xe đạp đi từ B về A Gọi G là điểm gặp nhau Gọi S là khoảng cách ban đầu của 2 xe

Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thì thời gian chuyển động t¡ = t› = t

S = 60km tr =t Bai lam: v, = 30km/h Ta có : v2 = 10km/h Si= Vi ty Si = 30t a/-t=? S.=V>.t Hay S2 = lŨÖt

b/- S hoăc S:_ Do hai xe chuyển động ngược chiều nên khi gặp nhau thì: S=S8, +S

Trang 5

60 = 30t+ 10t suyra t=1,5h Vay sau 1,5 h hai xe gap nhau

Lúc đó : Quãng đường chỗ gặp nhau cách A là : S¡ = 30t = 30.1,5 = 45km Quãng đường chỗ gặp nhau cách B là : §; = 10t = 10.1,5 = 15km

e Vay vi tri mặp nhau tại G cách A : 45km hoặc cách B : 15km

Bài 5 : Hai ôtô khởi hành cùng một lúc từ hai địa điểm A và B, cùng chuyển động về địa điểm G Biết AG = 120km, BG = 96km Xe khởi hành từ A có vận tốc 50km/h Muốn hai xe đến G cùng một lúc thì xe khởi hành từ B phải chuyển động với vận tốc bằng bao nhiêu 9

Gidi

Gọi S¡, vị, t¡ là quãng đường, vận tốc, thời gian xe máy đi từ A đến G Goi S», va, t; là quãng đường, vận tốc, thời gian xe đạp đi từ B về G

Gọi G là điểm gặp nhau

Khi 2 xe khởi hành cùng lúc, chuyển động không nghỉ, muốn về đến G cùng lúc thì

ty = to =t S,=120km * 4 ve 4 a `Œ,S› = 96km | Vi = —Ừ%+1 — | và Ỷ By Bai lam:

S; = 120km Thời gian xe đi từ A đến G

S> = 96km t= Si/V;

h=b = 120/50 = 2,4h

vị = 30km/h Thời gian xe đi từ B đến G

a.ẮẮẶẰ— tị =t¿= 2,4h

Vạ=? Vận tốc của xe đi từ B An CA Ji Lan

V> = S2/ to

= 96/2,4 = 40km/h

Bài 6 : Một chiếc xuồng máy chạy từ bến sông A đến bến sông B cách A 120km Vận tốc của xuồng khi nước yên lặng là 30km/h Sau bao lâu xuồng đến B Nếu :

a/-Nước sông không chảy

b/- Nước sông chảy từ A đến B với vận tốc 5km/h

Trang 6

4 #

Chú ý :

Khi nước chảy vận tốc thực của xuồng, canô, thuyền lúc xuôi dòng là

V = Vxudng + Vauée

Khi nước chảy vận tốc thực của xuồng, canô, thuyền lúc ngược dòng là

V = Vxuéng - YVnuéc

Khi nước yên lặng thì v„„¿, = 0

Giải

Gọi S là quãng đường xuồng đi từ A đến B

Gọi V, là vận tốc của xuồng máy khi nước yên lặng

Goi Vạ là vận tốc nước chẩy

Goi V là vận tốc thực của xuồng máy khi nước chảy

— Bài làm

V, = Sam tốc thực của xuồng máy khi nước yên lặng là

V„ =30km/h V = Vxuéng + Vnuée

"TA = 30 + 0 = £30km/h

a/- tị = ? khi Vạ =0 Thời gian xuồng đi từ A khi nước không chảy : b/- tạ = ? khi Vạ = 5km/h t=S/V

= 120/30 =4h

Vận tốc thực của xuồng máy khi nước chẩy từ A đến B

V = Vxudng + Vauée

= 30 +5 = 35km/h

Thời gian xuồng đi từ A khi nước chảy từ A đến B

ty = ` / V

= 120/35 = 3,42h

Bài 7: ĐỀ ảo độ sâu của vùng biển Thái Bình Dương, người ta phóng một luồng siêu âm (

một loại âm đặc biệt ) hướng thẳng đứng xuống đáy biển Sau thời gian 46 giây máy thu nhận được siêu âm trở lại Tính độ sâu của vùng biển đó Biết rằn vận tốc của siêu âm trong nước là 300m/s

Trang 7

Bai 8 : mot vat xuất phát từ A chuyển động đều về B cach A 240m véi van téc 10m/s

cùng lúc đó, một vật khác chuyển động đều từ B vé A Sau 15s hai vật gặp nhau Tinh van

tốc của vật thức hai và vị trí của hai vật gặp nhau Giải

Gọi S¡, vì, tị là quãng đường, vận tốc, thời gian vật đi từ A đến B Gọi Sa, va, t; là quãng đường, vận tốc, thời gian vật đi từ B về A Gọi G là điểm gặp nhau Gọi S là khoảng cách ban đầu của hai vật

Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thời gian chuyển động là : tị = tạ = 15s

te S = 240m » I I I I | Si | ——————q vat Ay § Vật B —— MUMIA Le S2 S = 240m Bai lam: tị =l¿ =t= 15s Ta ee eve (1) v; = 10m/s Sz= W¿ t (2)

Do chuyển động ngược chiều, khi gặp nhau thì :

S=S,+S, = 240 (3 ) Thay (1), (2) vào (3) ta được :

Vịt + Vạt = 240

10.15 + vạ.l5= 240 thì V¿ạ =6m/s b/- Quãấng đường vật từ A đi được là : Š¡ = Vị.t = 10.15 = 150m

Quãng đường vật từ B đi được là : S› = V¿.t = 6.15 = 90m Vậy vị trí mặp nhau tại G cách A : 150m hoặc cách B : 90m

Bài 9 : Hai vật xuất phát từ A và B cách nhau 400m chuyển động cùng chiều theo hướng từ A đến B Vật thứ nhất chuyển động đều từ A với vận tốc 36km/h Vật thứ hai chuyển động đều từ B với vận tốc I§km/h Sau bao lâu hai vật gặp nhau ? Gặp nhau chỗ nào ?

Giải

Goi Sj, vị, t¡ là quãng đường, vận tốc , thời pian vật đi từ A

Goi S», va, tạ là quãng đường, vận tốc, thời gian vật đi từ B

Gọi G là điểm gặp nhau Gọi S là khoảng cách ban đầu của hai vật

Trang 8

Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thời gian chuyển động là : tị = t; = t

Bài làm S = 400m

tị = to =t „

vị =36kn/h = a/-Ta có : prevent porate (1)

10m/s p= Vo t > So=5t (2)

v> = 18km/h = 5m/s Do chuyển động cùng chiểu nên khi gặp nhau

ne ee eee eee S=S,;-S8)2 = 400 (3)

a/- t= 2s Thay (1), (2) vào (3) ta được : t= 80s

Vậy sau 80s hai vật gặp nhau

b/- Quãng đường vật từ A di dudc la : S; =v ;.t = 10.80 = 800m Quang dudng vat ty B di dudc la : S =v2.t = 5.80 = 400m Vay vi tri gap nhau tai Gcach A : 800m hoặc cách B : 400m

Bài 10 : Hai xe cùng khởi hành lúc §h từ hai địa điểm A và B cách nhau 100km Xe thứ nhất đi từ A về phía B với vận tốc 60km/h Xe thứ hai đi từ B với vận tốc 40km/h theo

hướng ngược với xe thứ nhất Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau ?

Giải

Gọi S¡, vì, tị là quãng đường, vận tốc, thời gian xe đi từ A Goi S», va, t¿ là quãng đường, vận tốc, thời gian xe ổi từ B

Gọi G là điểm gặp nhau Gọi S là khoảng cách ban đầu của hai xe Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thời gian chuyển động là : tị = tạ = t

Bài làm

S = 100km

tf =t =t 2, _ _

vị =60km/h a/-Ta co: SN vài os ạ )

vạ =40km/h 92 EWyL S2= 40.0 (2)

¬ Do chuyển động ngược chiều khi gặp nhau thì :

a/-t=?h S=8,+S,= 100 (3)

b/- S¡ hoặc S› = ? Thay (1), (2) vào (3) ta được :

Thời gian chuyển động là : t= lh

Vì lúc khởi hành là 8h và chuyển động lh nên khi gặp nhau lúc 8h + 1h = 9h

b/- Quãng đường vật từ A đi được là : Š¡ = vị.t = 60.1 =60km

Trang 9

Bài 11: Một người đi xe máy chuyền động theo ba giai đoạn :

GĐI1: Chuyên động thăng đều với vận tốc vị = 15 kmíh trong 3 km đầu tiên

GĐ2: Chuyên động biến đôi trong 45 phút với vận tốc trung bình v; = 25 km/h

GÐ3: Chuyên động đều trên đoạn đường 5 km trong thời gian 10 phút a) Tính độ dài cả quãng đường ?

b) Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường Tom tat vi = 15 km/h S;=3 km V2 = 25 km/h ty = 45/ au =0,75h S3 =5km t; = 10 =cl =0,17h S= ?; Vi = ? BAI 12: GIAI:

a)Độ dài quãng đường đi được trong gia1 đoạn 2 là :

S;=v;.tạ=25 : =25 0,75 = 18,75 (km)

Độ dài cả quãng đường là :

S =S8, +S +83 =3 +4 18,75 + 5 = 26,75 (km)

b) Thời gian đi hết quãng đường giai đoạn l : tị= a8 = (),2 (h)

1

Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là :

Vu= Sit St $3 _ 3+18,75+5 _ 26,75

° titt.t+t, 92+0,75+017 112 ~ 23,88(lơn! h)

Một ơtơ có cơng suất của động cơ là 30000w chuyển động với vận tốc 48km/h một ơtơ

khác có cơng suất của động cơ là 20000w cùng trọng tải như ôtô trước chuyển động với

vận tốc 36kmh hỏi nếu nối hai ôtô này bằng một dây cáp thì chúng sẽ chuyển động với vận tốc bao nhiêu?

Giải:

Lực kéo của động cơ thứ nhất gay ra la: f, = Bo

vi

Lực kéo của động cơ thứ hai gây ra là: f› = B

Vo

Khi nối hai ơtơ với nhau thì công suất chung là:

Trang 10

Bài 13: Một người đưa thư phải đưa một công văn từ bưu điện huyện đến xã A Bác ấy đi

từ bưu điện lúc 7h 30 ph, vì lúc đi đoạn đường phải lên nhiều dốc cao nên vận tốc trung

bình chỉ đạt được là 12km/h Đến nơi, đưa xong thư bác ta quay về luôn Vận tốc trên

đường về là 6m/s, bác đưa thư về đến nơi lúc 8 giờ 54 phút Tính độ dài quãng đường từ bưu điện đến xã A

Giải: Gọi vận tốc lúc đi là vị= 12km/h

Vận tốc lúc về là vạ= 6m/s = 21,6km/h

Tổng thời gian cả đi và về là t= 8 giờ 54 phút — 7 giờ 30 phút = I giờ 24 phút = 1,4 gid

Goi thdi gian di 1a t,, thdi gian vé 18 t), ta c6 : vit) = Vato © 12t; = 21,6t (1) Mat khac ta laicé: t} +t =1,4=>t,=1,4-t;

Thay vào (1), ta có: 12( 1,4 - tạ) = 21,6t

=>t, = 0,5 gid; t; = 0,9 giờ => quãng đường từ bưu điện đến xã A là: S =v,t, = 10,8km

Bài 14: Mọi ngày Hoa đi học lúc 6 giờ 45 phút, nếu Hoa cứ đi với vận tốc trung bình là 12km/h thì 7 giờ 15 phút Hoa sẽ đến nơi Hôm nay do xe bị thủng săm, phải vá nên Hoa xuất phát chậm hơn mọi ngày 10 phút Vì sợ muộn nên Hoa phải tăng tốc độ, cuối cùng Hoa vẫn đến trường đúng giờ như mọi ngày, tính vận tốc trung bình mà Hoa đã đạt được

Giải:

Độ dài quãng đường từ nhà đến trường 14: S = 12km/h 0,5 gid = 6km

Do hồng xe (vá xe hết 10 phút ) nên thời gian Hoa đi từ nhà đến trường là 20 phút = 1/3 210

Vậy vận tốc trung bình mà Hoa đạt được khi tăng tốc là: v= s/t= 6km / 1/3h = IS§kmih

CHỦ ĐỀ 2 : CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ĐỀU VẬN TỐC TRUNG BÌNH

U/- Lý thuyết :

Trang 11

2/- Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một guấng đường nhất định được tính bằng độ dài quãng đường đó chia cho thời gian đi hết quãng đường

3/- Công thức:

LU- Phương pháp giải :

- Khi nói đến vận tốc trung bình cần nói rõ vận tốc trung bình tính trên quãng đường nào Vì trên các quấng đường khác nhau vận tốc trung bình có thể khác nhau

- Vận tốc trung bình khác với trung bình cộng các vận tốc, nên tuyệt đối khơng

dùng cơng thức tính trung bình cộng để tính vận tốc trung bình - Ví dụ : L AS _ 5, ' ¬ I I A Ị —— C B S2 Ta có : Š:= Vị Vị=— 2= Vì, to Vo= ——

Hãy tính vận tốc trung bình của chuyển động trên đoạn đường S = AC

5

Vụ= — = Sị T5 (công thức đúng) t t, +t,

Không được tính : Vụ = 2° ( công thức sai )

IH/- BÀI TẬP :

1/- Một học sinh đi xe đạp từ nhà đến trường mất 10 phút Đoạn đường từ nhà đến trường

dai 1,5km

a/- Có thể nói hoc sinh đó chuyển động đều được khơng ?

b/- Tính vận tốc chuyển động Vận tốc này gọi là vận tốc gì ?

Giải :

Trang 12

a/- Không thể xem là chuyển động đều Vì chưa biết trong thời gian chuyển động

vận tốc có thay đổi hay không

b/- Vận tốc là :

Ss

Vez f = F”_ 25m/s 600 Vận tốc này gọi là vận tốc trung bình

2/- Từ điểm A đến điểm B một ôtô chuyển động đều với vận tốc Vị = 30km/h Đến B ôtô

quay về A , ôtô cũng chuyển động đều nhưng với vận tốc V;ạ = 40km/h Xác định vận tốc trung bình của chuyển động cả đi lẫn về

Chú ý : ôtô chuyển động đều từ A đến B hoặc từ B về A cịn chuyển động khơng

đều trên đoạn đường cả đi lẫn về

GIải :

Vì đi từ A đến B = §¡ = §; = đi từ B về A

Ta có : Thời gian đi từ A đến Blà: t,= ŠL=Ÿr (1) V, 30

Mes ate A ax Dan % — 8

Thời gian đi từ A đến B là : tạ= -“ = —“ (2)

V, 40

t=t +t (3)

Thời gian cả đi lẫn về là :

Gọi S là quãng đường ôtô chuyển động cả đi lẫn về là S=8) +8) = 28; =2S (4)

la:

A A nw ` A A nx A ° RK x

Vậy vận tốc trung bình của ơtơ chuyển động cả đi lân về

N S _ S,+S,_ S,+8, _ 28 ƒ +t, Sy Sa Si Sr rv, OY V, — 25; — 25111; — 25111; — 2511; — Vu +HS, V,§+W,Š, W,§+ĐjŠ, Ấ;(,+PW,) VV, 2V, _ 2.30.40 _ 2400 _ 3, 4,4 — Œ/+P,) GB0+40) 70 Pit¥, — 30+40 _ 3stm/h

Néu tinh trung bình cộng thì khơng đúng vì : Vụ = 5

3/- Một người đi xe đạp trên một đoạn đường thẳng AB Trên 1/3 đoạn đường đầu đi với

vận tốc 12km/h, 1/3 đoạn đường tiếp theo đi với vận tốc 8km/h và 1/3 đoạn đường cuối

cùng đi với vận tốc 6km/h

Trang 13

Tac6:8,;=S,=83;=S/3

Thời gian đi hết đoạn đường đầu : t, = *4= m (1)

1 1

¬ oe Ss, Ss

Thời gian đi hết đoạn đường tiếp theo : t, = ~= — (2)

V, 3V,

Thời gian đi hết đoạn đường cuối cùng : t; = Ss - (3)

3 3

Thời gian đi hết quãng đường S là :

t=ti+ts+ts =- 0 + + =S(C ¿+ L+ 3M, 3W, 3W, 3W, VY, OV ) (4)

Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường S là :

Ven = SL 5 _ BViVV; Am W, +V,W, +WY: 3 HỆ V, SV, Thay số : ta được Vụ = 8km/h Câu 4:

Một động tử xuất phát từ A chuyển động thẳng đều về B cách A 120m với vận tốc 8m/s Cùng lúc đó một động tử khác chuyển động thẳng đều từ B về A Sau 10s hai động

tử gặp nhau Tính vận tốc của động tử thứ hai và vị trí hai động tử gặp nhau

Giải:

Gọi S1, Šz là quãng đường đi được trong VỊ V2

10s của các động tử (xem hình bên) _—>_—- - —<“—

v¡ là vận tốc của động tử chuyển động từ A B

A ` M_ %8;

v¿ là vận tốc của động tử chuyển động từ

B

Si = VỊ.{;? S2 = V2ạ.{

Khi hai d6ng tt gap nhau: 8; + S,=S = AB= 120m

S=S8,+S.=(vi+ v2 )t

Trang 14

CHUYN DE BOI DUONG HOC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Ss Ss © Vitv= — <S> Vạ= -—_—V, t t Thay số: vạ = To —8=4(m/$) VỊ trí gặp nhau cách A một đoạn: MA = §; = v¡t = 8.10 = 80m Câu 3:

Hai đoàn tàu chuyển động đều trong sân ga trên hai đường sắt song song nhau

Doan tau A dai 65m, đoàn tàu B dài 40m

Nếu hai tàu đi cùng chiều, tàu A vượt tàu B trong khoảng thời gian tính từ lúc đầu

tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B là 70s Nếu hai tau đi ngược

chiéu thì từ lúc đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B là 14s Tính vận tốc của mỗi tàu

Giải:

Khi hai tàu đi cùng chiều (hình bên) A ela > OA

Quang đường tàu A đi được Sa = vạ.t ————> n ! ne

ding dudng tau B di dudc Sz = vz.t : ! B :

Quang ng tau i dudc Sg = Vp — ! !

Nhận xét : SA — Šg = (VA-Vg)t = lA + Ìg 7 |

Với t = 70s ; 1, = 65m; lg = 40m ` g ˆ A

VA — Vpg= “.=.a (1)

Khi hai tàu đi ngược chiều (hình bên) | | < >

Trang 15

Cau 6:

Một động tử xuất phát từ A chuyển động trên đường thẳng hướng về điểm B với vận tốc ban đầu vị= 32m/s Biết rằng cứ sau mỗi giây vận tốc của động tử lại giảm đi một nửa

và trong mỗi giây đó động tử chuyển động đều

1) Sau bao lâu động tử đến được điểm B, biết rằng khoảng cách AB = 60m

2) Ba giây sau kể từ lúc động tử xuất phát, một động tử khác cũng xuất phát từ A chuyển động về B với vận tốc không đổi v; = 31m/s Hai động tử có gặp nhau khơng? Nếu

có hãy xác định thời điểm gặp nhau đó

Giải:

1) Thời gian chuyển động, vận tốc và quãng đường đi được của động tử có thể biểu diễn bởi bảng sau : Cñây thứ 1 2 3 4 5 6 Vận tốc (m/s) 32 16 8 4 2 1 Quãng đường (m) 32 48 56 60 62 63

Căn cứ vào bảng trên ta thấy : Sau 4s động tử đi được 60m và đến được điểm B

2) Cũng căn cứ vào bảng trên ta thấy hai động tử sẽ gặp nhau tại điểm cách A một khoảng là 62m Để được quãng đường này động tử thứ hai đi trong 2s: s¿ = vạt = 31.2 = 62(m) Trong 2s đó động tử thứ nhất đi được s¡ = 4 + 2 = 6m (Quãng đường đi được trong giây thứ 4 và 5) Vậy để gặp nhau động tử thứ nhất đi trong 5 giây cịn đơng tử thứ hai đi trong 3s

* Câu 7:

Khi đi xi dịng sơng, một chiếc ca nô đã vượt một chiếc bè tại điểm A Sau thời

gian t = 60phút, chiếc ca nô đi ngược lại và gặp chiếc bè tại một điểm cách A về phía hạ

lưu một khoảng 1 = 6km Xác định vận tốc chảy của dòng nước Biết rằng động cơ của ca nô chạy với cùng một chế độ ở cả hai chiều chuyển động

Giải:

Gọi vị là vận tốc của dòng nước (chiếc bè) A Cy, D y-v, B

v là vận tốc của ca nô khi nước đứng yên ° ”"”— ~~

Khi đó vận tốc ca nơ: l

A

- Khi xuôi dòng : v + Vị ˆ

- Khi ngược dòng: v— Vị

Giả sử B là vị trí ca nơ bắt đầu đi ngược, ta có: AB = (v + vị)t Khi ca nô ở B giả sử chiếc bè ở C thì: AC = vịt

Ca nơ gặp bè đi ngược lại ở D thì: I= AB — BD (Gọi t là thời s1an ca nô ngược lên gặp bè)

—=l=(v+vi)t— (v- vịt (1)

Trang 16

CHUYN DE BOI DUONG HOC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Mặtkhác: 1=AC+CD —>Ìl= Vịt+ vịt (2) Từ (1) và (2) ta có (v + vị)t— (v— vị)t = VỊt+ VI © vt + vịt —vÉ + vịÊ = vịt + vịÉ ©vt=-vt ot =t (3) / Thay (3) vào (2) ta có :Ì= vịt+ vịt >vVvị= a 2 = 3(km/h)

Bai § Một động tử xuất phát từ A trên đường thẳng hướng về B với vận tốc ban dau Vo = 1 m/s, biét rang cứ sau 4 giây chuyển động, vận tốc lại tăng gấp 3 lần và cứ chuyển động

được 4 giây thì động tử ngừng chuyển động trong 2 giây trong khi chuyển động thì động tử

chỉ chuyển động thẳng đều

Sau bao lâu động tử đến B biết AB dài 6km?

GIải:

Cứ 4 giây chuyển động ta gọi là một nhóm chuyển động

Dễ thấy vận tốc của động tử trong các n nhóm chuyển động đầu tiên là: 3” m/s; 3` m/s; 3F

m/S ., 3"”” m/§„ ., Và quãng đường tương ứng mà động tử đi được trong các nhóm thời gian tương ứng là: 4.3” m; 4.3'm; 4.3“m; ; 4.3” m¿

Vậy quãng đường động tử chuyển động trong thời gian này là:

Sa=4(3°+3'+37+ + 37”) Đặt Kạ= 3° + 3'+37+ + 3°) > K,+3" =143(143' 4374243777) 3" 1 2 >K,+3°=1+3K, = K,= Vay: S, = 2(3" — 1) Vậy ta có phương trình: 2(3” -1) = 6000 => 3” = 2999, Ta thấy rằng 3” = 2187; 3Ÿ = 6561, nên ta chọn n = 7

Quãng đường động tử đi được trong 7 nhóm thời gian đầu tiên là: 2.2186 = 4372 m

Quãng đường còn lại là: 6000 — 4372 = 1628 m

Trong quãng đường còn lại này động tử đi với vận tốc là ( với n =8):

3’ = 2187 m/s

1628

Thời gian đi hết quãng đường còn lại này là: 2a” 0,74(s)

Vậy tổng thời gian chuyển động của động tử là:

Trang 17

Ngồi ra trong q trình chuyển động động tử có nghỉ 7 lần ( không chuyển động) mỗi lần

nghỉ là 2 giây, nên thời gian cần để động tử chuyển động từ A tới B là: 28,74 + 2.7 = 42,74 giây

Bài 9: Trên đoạn đường thẳng dài,

các ô tô đều chuyển động với vận

tốc không đổi v¡(m/s) trên cầu chúng phải | oo

chạy với vận tốc khéng déi v2 (m/s) 010 30 60 T(s

Đồ thị bên biểu diễn sự phụ thuộc khoảng cách L giữa hai ô tô chạy kế tiếp nhau trong thời gian t Tìm các vận tốc Vị; V¿ạ và chiều dài của cầu

GIải:

Từ đồ thị ta thấy: trên đường, hai xe cách nhau 400m

Trên cầu chúng cách nhau 200 m

Thời gian xe thứ nhất chạy trên cau 1a T, = 50 (s)

Bắt đầu từ giây thứ 10, xe thứ nhất lên cầu và đến giây thứ 30 thì xe thứ 2 lên cầu

Vậy hai xe xuất phát cách nhau 20 (s)

Vay: ViT2 = 400 = V;, = 20 (m/s)

V/T; = 200 = V2 = 10 (m/s)

Chiéu dai cia cau 1a 1 = V2T, = 500 (m)

Trang 18

CHU DE 2:

CHUYEN DONG KHONG DEU- VAN TOC TRUNG BINH ( tt)

BÀI TẬP:

10) Một ôtô chuyển động từ địa điểm A đến địa điểm B cách nhau 180km Trong nửa

đoạn đừơng đầu xe đi với vận tốc vị= 45km/h, nửa đoạn đường còn lại xe chuyển động với vận tốc va= 30km/h

a) Sau bao lâu xe đến B?

b) Tính vận tốc trung bình của xe trên cả đoạn đường AB?

c) Ấp dụng công thức v=v¡+va / 2 tìm kết qua va so sánh với kết quả ở câu b, từ đó rút ra nhận xét

Giải:

wes ` x 4B 180 `

a) Thời gian xe đi nửa đoạn đường đầu: ¡ =——=——— =2 gio 2v, 2.45

Thời gian xe đi nửa đoạn đường sau: /, = 4B _ 180 _, g10 2y, 2.30

Thời gian xe đi cả đoạn đường: † = tị † tạ =2 + 3 = 5 giờ b) Vận tốc trung bình của xe: v= “ = " = 36km / h

_vytv, 45430

c) Ta cé: v = 37,5km/h

* Nhan xét: Két qua v=37,5km/h # vận tốc trung bình ( 36km/h ) Van téc trung binh

hoàn toàn khác với trung bình cộng các vận tốc

11) Một vật chuyển động trên đoạn đường thẳng MN Nửa đoạn đường đầu vật đi với vận tốc vị = 30km/h Nửa đoạn đường sau vật chuyển động theo hai giai đoạn: trong nửa thời gian đầu, vật đi với vận tốc vạ= 10km/h, nửa thời gian sau vật đi với vận tốc vạ= 10km/h Tính vận tốc trung bình của vật trên đoạn đường MN

Giải:

Gọi S là chiều dài quãng đường MN; t¡ và t; là thời gian đi nửa đầu đoạn đường

x2 ` ` , s

và nửa đoạn đường cịn lại Ta có : ¢, = 2»

Trang 19

wi wi k sors on UK ` À qa Í ` :

Thời gian người ây đi với vận tôc v, va v, déu la > Đoạn đường đi được tương

Ƒ vy? vv x? ° ` ` t ` t

ứng với các thời gian nay la: S, = vụ và S, = My

Theo điều kiện bài toán: 8, +5, =" =v, 24y,2=2

Thời gian đi hết quãng đường:

S S s ss S

t=t,+t,=—+ =—+—+—

2v, v,+v, 60 30 20

Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường MN: v= = San = 20km/h

12) Một ôtô chuyển động trên đoạn đường AB = 120km với vận tốc trung bình v = 40km/h Biết nửa thời gian đầu vận tốc của ôtô là vị= 55km/h, tính vận tốc của ôtô trong nửa thời gian sau Cho rằng trong các giai đoạn ôtô chuyển động đều

Giải:

Thời gian chuyền động : t = : = sy = 3 210 Quãng đường ô tô đi trong nửa thời gian đâu:

8= hs = 55.1,5 =82,5km

Quãng đường ô tô ổi trong nửa thời g1an sau:

S, = AB-S, =120-82,5 =37,5km

Vận tốc của ô tô đi trong nửa thời gian sau:

y, = 22 = 3) = 254m /h t 1,5

Trang 20

13) Một người đi xe máy chuyển động theo 3 giai đoạn : Giai đoạn 1: Chuyển động

thẳng đều với vận tốc vị = 12km/h trong 2km đầu tiên Giai đoạn 2: Chuyển động biến

đổi với vận tốc trung bình va = 20km/h trong 30 phút Giai đoạn 3: Chuyển động đều trên quãng đường 4km trong thời gian 10 phút Tính vận tốc trung bình trên cả 3 giai đoạn

Giải:

Thời gian chuyên động gia1 đoạn Ì:

8 2 1s

t =+=—=- gi0 t 12 6

Quãng đường chuyên động trong giai đoạn 2:

S, =V,t, = 20 =10km

Tổng quãng đường của ba giai đoạn:

=8, +8, +8, =2+10+4=16n

Tổng thời gian của ba giai đoạn:

1 1 1 5 ,

Pah th th =et tenes

Vận tốc trung bình trên cả quãng đường:

1.,

CHỦ ĐỀ 3 : LỰC - SU CAN BANG LUC - LUC MA

SAT

I- TÓM TẮT KIẾN THỨC:

- Lực có thể làm thay đổi vận tốc của vật Đơn vị của lực là Niutơn (N) - Lực là đại lượng vectơ được biểu diễn bằng một mũi tên có:

+ Gốc là điểm đặt của lực

Trang 21

+ Độ dài biểu thị cường độ của lực theo tỉ xích cho trước

- Hai luc can bang 1a hai lực cùng đặt lên một vật, cùng cường độ, phương cùng nằm trên một đường thẳng, chiều ngược nhau

- Dứơi tác dụng của các lực cân bằng, một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên,

đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều Chuyển động này gọi là

chuyển động theo quán tính

- - Tính chất giữ nguyên vận tốc của vật gọi là quán tính

- Lực ma sát trượt sinh ra khi một vật chuyển động trượt trên bề mặt một vật khác

Lực ma sát lăn sinh ra khi một vật lăn trên bề mặt một vật khác

Lực ma sát nghỉ giữ cho vật đứng yên khi vật bị các tác dụng của lực khác - - Lực ma sát có thể có hại hoặc có ích

II- PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

1 Cách nhân biết lực

Căn cứ vào vận tốc chuyển động của vật:

- Nếu vận tốc không đổi cả về hướng và độ lớn: Khơng có lực tác dụng hoặc các lực

tác dụng cân bằng nhau

- Nếu vận tốc thay đổi ( có thể thay đổi hướng, độ lớn hoặc thay đổi cả hai): có lực tác

dụng và các lực tác dụng không cân bằng nhau

2- Cách biểu diễn vectơ lực:

Căn cứ vào quy ước: Lực là đại lượng vectơ được biểu diễn bằng một mũi tên có: + Gốc là điểm đặt của lực

+ Phương, chiều trùng với phương, chiều của lực

+ Độ dài biểu thị cường độ của lực theo tỉ xích cho trước

3- Cách phân tích lực tác dụng lên vật:

- Căn cứ vào đặc điểm chuyển động của vật, xem các lực tác dụng có cân bằng hay không

- Sw dung quy tắc vẽ lực và nắm vững đặc điểm của một số loại lực đã học: + Trọng lực: là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật

+ Lực đàn hồi xuất hiện khi vật có tính đàn hồi bị biến dạng

+ Lực ma sát trượt, ma sát lăn xuất hiện khi một vật trượt hay lăn trên bề mặt vật khác và can trở chuyển động của vật

+ Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi vật chịu tác dụng của lực nhưng vẫn không chuyển

động

4- Cách so sánh mức quán tính của các vật:

- - Vật có khối lượng lớn thì có qn tính lớn

Trang 22

Vật có khối lượng nhỏ thì có quán tính nhỏ 5- Bài toán hai lực cân bằng

Hai lực cân bằng có đặc điểm : Cùng tác dụng lên một vật, cùng nằm trên một

đường thẳng, cùng độ lớn (F=F›) và ngược chiều

Khi một vật chịu tác dụng của các lực cân bằng:

+ Nếu vật đang đứng n thì nó sẽ đứng yên mãi

+ Nếu vật đang chuyển động thì nó sẽ chuyển động đều mãi

II_— BAI TAP:

1)

a)

Treo một vật vào lực kế thấy lực kế chỉ 25N

Hãy cho biết các lực nào đã tác dụng vào vật, chúng có đặc điểm gì?

b) Khối lượng vật là bao nhiêu?

2)

3)

4)

Giải:

a) Có hai lực tác dụng lên vật: Trọng lực (lực hút của Trái Đất ) và lực đàn hồi của lò xo lực kế Khi vật đứng yên (cân bằng), hai lực này cân bằng nhau

b) Ví hai lực cân bằng nên giá trị của trọng lực băng đúng số chỉ của lực kế tức là bằng 25N, suy ra khối lượng vật là 2,5kg

Một quả cân có khối lượng Ikg được đặt trên một miếng gỗ nằm trên bàn Miếng gỗ

vẫn giữ nguyên trạng thái đứng yên mặc dù có lực ép từ quả cân lên nó Điều này có mâu thuẫn gì với tác dụng của lực hay không? Hãy giải thích

Khơng mâu thuẫn gì, vì ngồi lực ép của quả cân, cịn có lực đàn hồi của mặt bàn chống

lại sự biến đạng, lực này cân bằng với lực ép tác dụng lên miếng gỗ làm cho miếng gỗ

vẫn đứng yên

Những hành khách ngồi trên xe ôtô cho biết: khi xe chuyển động nhanh, nếu phanh

để xe dừng lại đột ngột thì họ có xu hướng bị ngã về phía trước Hãy giải thích tại sao?

Khi xe chuyển động nhanh, người ngồi trên xe chuyền động cùng với xe Khi phanh làm cho xe dừng lại đột ngột, chân người cũng dừng lại cùng với sản xe, nhưng do quán tính phân phía trên của cơ thể người vẫn có xu hướng chuyển động tới trước với vận tốc như

cũ, chính vì lí đo này mà người có xu hướng bị ngã chúi về phía trước

Một quả cầu có khối lượng m = 2kg được treo bằng một sợi dây mảnh Hãy phân tích

các lực tác dụng lên quả cầu Các lực tác dụng lên quả cầu có đặc điểm gì? Vì sao

em biết? Dùng hình vẽ để minh họa

Trang 23

- Trọng lực hướng thăng đứng xuống dưới, có độ lớn P= 20N

- Lực căng của dây treo hướng thắng đứng lên trên, có độ lớn I=P= 20N

- Trọng lực P và lực căng dây T cân bằng nhau vì quả cầu đứng yên Hình vẽ bên minh họa các lực

5) Một ôtô có khối lượng 4 tấn và một ôtô loại nhỏ có khối lượng 1 tấn cùng chuyển

động thẳng đều

a) Các lực tác dụng lên mỗi ơtơ có đặc điểm gì giống nhau?

b) Khi hai xe cùng chạy với vận tốc như nhau, xe nào có thể dừng lại nhanh hơn nếu gặp chướng ngại vật phía trước? Vì sao?

GIải:

a) Các lực tác dụng lên mỗi ôtô đều cân bằng nhau vì cả hai xe đều chuyên động thắng đêu

b) Khi hai xe cùng chạy với vận tôc như nhau, nêu gap chướng nhại vật phía trước, xe ô tô nhỏ có thê dừng lại nhanh hơn vì ơ tơ nhỏ có khơi lượng nhỏ hơn nên mức quán tính

của nó cũng nhỏ hơn

6) Treo vật A vào một lực kế thấy lực kế chỉ 12N Móc thêm vật B vào lực kế thấy lực kế chỉ 18N Tính khối lượng của vật B

GIải:

Khi chỉ treo vật A, số chỉ của lực kế bằng trọng lượng của vật: hị=P, =10zm,>m, “11a

Khi treo thêm vật B, số chỉ của lực kế bằng tổng trọng lượng của hai vật: Fi =P,+P;, =(m,+m,).10> (m,+m,) “lô =¡g = 8g

Khối lượng vật B: mạ = l,8 - 1,2 = 0,6kg

=l,2kg

7) Trong nhiều trường hợp, lực ma sát là có lợi, nhưng cũng có rất nhiều trường hợp lực ma sát là có hại Hãy tìm hiểu và nêu một số thí dụ về vấn đề trên

Giải:

Ma sát có lợi: Nhờ có ma sát mà ta có thể cầm, giữ được các vật trên tay Nhờ có ma sát mà các loại xe tự hành như ô tô, xe máy, thậm chí là con người có thể chuyển động được trên mặt đất

Ma sat co hai: Trong các máy móc hoạt động, các chi tiết máy thường cọ xát, trượt trên nhau, ma sát trong trường hợp này làm mài mòn các chỉ tiết, nếu khơng có biện

pháp giám ma sát thì các chỉ tiết máy nhanh bị hư hỏng

8) Người ta đưa hai con thuyền giống hệt nhau vào bờ Ở thuyền thứ nhất, một đầu của dây thừng buộc chặt vào cái cọc cắm trên bờ, đầu còn lại do thủy thủ ngồi trên thuyển kéo Ở thuyền thứ hai, một đầu dây thừng do một người ngồi trên bờ kéo,

Trang 24

đầu còn lại do một thủy thủ ngồi trên thuyền kéo Cả ba người kéo cùng một lực

Hỏi thuyền nào vào bờ trước?

Giai:

Theo nguyên lí tác dụng và phản tác dụng thì ở thuyền thứ nhất, khi thủy thủ trên thuyền kéo dây bằng một lực F, dây căng, khi đó cọc sẽ tác dụng trở lại một lực F¡ giông như lực F do người ngồi trên bờ kéo thuyền thứ hai

Kết quả là hai trường hợp lực tác dụng giống nhau và hai thuyên cùng vào bờ cùng một lúc

9) Một quả cân có khối lượng Ikg được đặt trên một miếng gỗ nằm trên bàn Miếng gỗ vân giữ nguyên trạng thái đứng yên mặc dù có lực ép từ quả cân lên nó Điều này có mâu thuẫn gì với tác dụng của lực hay khơng? Hãy giải thích

Khơng mâu thuẫn gì , vì ngồi lực ép của quả cân, cịn có lực đàn hồi của mặt bàn chống lại sự biến dạng, lực này cần bằng với lực ép tác dụng lên miếng g6 làm cho miếng gỗ vẫn đứng yên

10) khi bút máy bị tắt mực , các học sinh thường cầm bút máy vầy mạnh Làm như vậy có tác dụng gì? Kiến thức vật lí nào đã được áp dụng?

Trang 25

11) Một học sinh kéo chiếc hộp gỗ trên bàn thông qua lực kế Ban đầu, lực kéo nhỏ hộp gỗ khơng nhúc nhích, tăng dân lực kéo một chút hộp gỗ vẫn không nhúc nhích Khi lực

kéo đạt đến một giá trị F nào đó ( bằng số chỉ trên lực kế thì thấy hộp gỗ bắt đầu nhúc

nhích

a) Giải thích vì sao khi lực kéo còn nhỏ hơn giá trị F thì hộp gỗ khơng nhúc nhích Lực ma sát xuất hiện trong trường hợp này là lực ma sát gì?

b) Khi hộp gỗ bắt đầu nhúc nhích, lực ma sát trong trường hợp này là lực ma sát gì? ©) So sánh độ lớn của lực ma sát trong hai trường hợp a và b

a) Khi lực kéo còn nhỏ hơn giá trị F thì giữa hộp gỗ và mặt bàn xuất hiện lực ma sát nghỉ , lực ma sát nghỉ này cân bằng với lực F làm cho hộp gỗ vẫn đứng yên Khi lực kéo tăng nhưng vẫn nhỏ hơn F thì lực ma sát nghỉ cũng tăng theo đề cân bằng với lực kéo và

hộp gỗ vẫn không chuyền động

b) Khi hộp gỗ bắt đầu nhúc nhích, lực ma sát trong trường hợp này là lực ma sát trượt Độ lớn của lực ma sát trượt nhỏ hơn so với độ lớn của lực kéo F

12) Một vật đang chuyển động thắng đều, chịu tác dung cua hai luc F, va Fp, a) Cac lực F¡ và Fa có đặc điểm gi?

b) Tại một thời điểm nào đó, lực F1 mắt di, vat sé chuyên động như thế nào? Tại sao? Giải:

a) Vì vật đang chuyên động thắng đều nên các lực F; và E; là hai lực cân bằng b) Khi luc F; mat đổi, dưới tác dụng của lực F; vật sẽ thay đôi vận tôc:

- Nêu lực F; cùng hướng với chuyên động ban đầu thì vận tơc của vật sẽ tăng dân - Nêu lực F¿ ngược hướng với chuyên động ban đâu thì vận tơc của vật sẽ giảm dân

Trang 26

CHU DE 4: AP SUAT

LTOM TAT KIEN THUC:

- Ấp suất là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép - Công thức: p= E/S

Trong đó: F là áp lực (N)

S là diện tích bị ép (m')

- Đơn vị áp suất là Niutơn trên mét vng (N/m?) cịn gọi là Paxcan kí hiệu là Pa

- Chất lồng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lịng nó

- Cơng thức: p=h.d

- Trong đó: h là độ cao tính từ điểm tính áp suất đến mặt thoáng của chất lỏng(m), d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m”)

- Trong bình thơng nhau chứa cùng một chất lồng đứng yên, các mặt thoáng của chất lồng ở hai nhánh khác nhau đều cùng một độ cao

- Dựa vào khả năng truyền nguyên vẹn áp suất bên ngoài tác dụng lên chất lỏng, ngừơi ta chế tạo ra máy dùng chất lồng

- Do khơng khí tạo thành khí quyển có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu tác dụng của áp suất khí quyển

- Đơn vị thường dùng của áp suất khí quyển là milimét thủy ngân (mmHg) hoặc

centimét thủy ngân (cmHg)

I- PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

I1- Tính áp suất do vật này ép lên vật khác

- _ Tìm áp lực F (N) tìm diện tích bị ép S (m”) - _ Ấp dụng công thức: p=F/S 2 Tính áp suất của chất lỏng - Dùng công thức: p= h.d

- Chú ý: Ở những điểm có cùng độ sâu, áp suất chất lồng là bằng nhau

3 Tính áp suất khí quyển

Trang 27

- Để đo áp suất khí quyển, dùng ống Tôrixenli: Ấp suất khí quyển bằng áp suất gây ra

do trọng lượng của cột thủy ngân trong ống - Ấp dụng công thức: p=h.d

Trong đó: h là độ cao của cột thủy ngân trong ống (cm)

d= 136000N/m’ 1a trong lượng riêng của thủy ngân

- _ Chú ý: Với độ cao không lớn lắm, cứ lên cao 12m áp suất khí quyển giảm 1mmHg

4 Bài toán máy dùng chất lồng: Ap dung cong thifc: F/f=S/s

Trong đó f và s là lực tác dụng lên píttơng nhỏ và diện tích của pittơng nhỏ F va S là lực nâng pittông lớn và diện tích pittơng lớn ( Xem hình)

II- BÀI TẬP:

1) Một xe tăng có trọng lượng P = 30000N, diện tích tiếp xúc của các bản xích xe tăng

lên mặt đất là 1,2 m’

a) Tính áp suất của xe tăng tác dụng lên mặt đường

b) Hãy so sánh áp suất của xe tăng lên mặt đất với áp suất của một người nặng 70kg có diện tích tiếp xúc của hai bàn chân lên mặt đất là 200cm” và rút ra kết luận

Giải:

a) Áp lực của xe tăng tác dụng lên mặt đất bằng đúng trọng lượng của xe tăng: F = P = 30000N

_ẨJ _ 30000

Ap suat: = 25000N /m’?

b) Trong lugng cua nguoi: P’= 10.m = 10.70= 700N = Áp lực của người lên mặt dat: F’ = P’ = 700N

Dién tich mat tiép xúc: S° =200cm = 0,02m”

Ap suat: p =“ = ng =35000N/ m

>

So sanh: p’ = 35000N/m? > p= 25000N/mˆ

Kết luận: Áp suất phụ thuộc vào áp lực và diện tích bị ép, vật có trọng lượng lớn có thể gay ap suất nhỏ nêu diện tích mặt tiếp xúc lớn, ngược lại vật có trọng lượng nhỏ có

thể gây áp suất lớn nếu diện tích mặt tiếp xúc nhỏ

2) Người ta dùng một cái đột để đục lỗ trên một tấm tôn mỏng Mũi đột có tiết diện S = 0,0000005 m”, áp lực do búa đập vào đột là 40N, tính áp suất do mũi đột tác dụng lên

tấm tôn

Giải:

Ấp suất tác dụng lên tấm tôn:

Trang 28

p=F/S= 40 / 0,0000005 = 80000000 N/m”

3) Một tàu ngầm lặn dưới đáy biển, áp suất tác dụng lên mặt ngoài của thân tàu đo

được bằng áp kế của tàu là 1545000 N/m Hỏi tàu đang ở độ sâu nào? Biết rằng trọng lượng riêng trung bình của nước biển là 10300N/mỶ

GIải:

3 Từ công thức áp suất : p=h.d =

=> độ sâu của tàu ngầm: h=p/d = 1545000 / 10300 = 150m

4) Tính lực tác dụng lên cánh buồm biết diện tích cánh buồm là 16m”, áp suất của gió lên cánh buồm là 360N/m” Nếu lực tác dụng lên cánh buồm là 6400N thì cánh buồổm phải chịu áp suất bao nhiêu?

Giải:

Từ công thức p= F/S=> lực tác dụng lên cánh buồm: F=P.S = 360.16= 5760N

Nếu lực tác dụng lên cánh buồm là 6400N thì cánh buồm phải chịu áp suất là: P.=E/S=6400/l6= 400N/m”

5) Một người thợ lặn lặn xuông độ sâu 40m so với mặt nước biên a) Tính áp suât của độ sâu ây ?

b) Cửa chiếu sáng của áo lặn có diện tích 0,018§mỂ Tính áp lực của nước tác dụnglên phân diện tích này Cho trọng lượng riêng trung bình của nước là

10300N/m’

a) Tinh áp suât của độ sâu 40m Ta có: p = h.d = 40.10300 = 412000N/m’

b) Ap lực tác dụng lên phan diện tích của cửa chiêu sáng: F=p.S= 412000.0,018 = 7416N

6) Một toa tàu lửa khối lượng 48 tấn có 4 trục bánh sắt, mỗi trục có 2 bánh xe, diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt ray là 4,5 cm”

c) Tính áp suất của toa tàu lên đường ray khi toa tàu đỗ trên mặt ray bằng phẳng d) Tính áp suất của toa tàu lên mặt đất nếu tổng diện tích tiếp xúc ray và tà vẹt

lên mặt đất là 2,4 m”

Giải:

Diện tích tiếp xúc tổng cộng của các bánh xe lên mặt ray:

S = (4.2) 4,5 = 36 cm” = 0,0036 m”

Trang 29

F= P = 10m = 10.48000= 480000N

Ấp suất tác dung lên ray: p= F/S = 480000 / 0,0036 = 133333333,3 N/m?

b) Ap suất do toa tàu tác dụng lên mặt đất:

=F _ 480000 200000.N / m?

PS" 2,4

7) Tiết diện pittông nhỏ của một cái kích dùng dầu là 1,35cm; , của pittông lớn là 170 cm” Người ta dùng kích đê nâng một vật có trọng lượng 42000N Hỏi phải tác dụng lên pittông nhỏ một lực là bao nhiêu? Giải: Ấp dụng công thức về máy dùng chất lỏng: F_S f os Lực tác dụng lên pittông nhỏ: /-Sr= 42000=333,5N

8) Đường kính pittơng nhỏ của một máy dâu dùng chất lỏng là 2cm.Hỏi diện tích tối thiểu của piftông lớn là bao nhiêu dé tac dụng một lực 120N lên pittơng nhỏ có thể nâng được một ơ tơ có trọng lượng 24000N

Giải:

3? 2?

Diện tích pittơng nhỏ: s=ø-—=3,14.7-=3,14cm'

` A + F tA + ns <n 9 ˆ A 4 `

Từ công thức: FSW, diện tích tối thiểu của pittơng lớn là:

s

= r s= 24000 3,14=628cm’

f 0

9) Mot cai céc nỗi trong một bình chứa nước, trong cốc có một hòn đá Mức nước trong bình thay đơi như thê nào, nêu lây hòn đá ra và thả vào bình?

Giai:

Gọi H là độ cao của mực nước trong bình ban dau, S 14 dién tich đáy bình,

đạ là trọng lượng riêng nước

Kp lực của nước tác dụng lên đáy bình: F¡ = dạ S H

Khi thả hòn đá xuống, mực nước lúc này làh Ấp lực tác dụng lên đáy là: F, = d,.S.h+ Faz

Vì trọng lượng riêng của cốc, nước và đá không thay đổi nên: F\ = Ea Tức là: dạ.s.H = dạ.S.h+Ea¿ Vì đá có trọng lượng riêng

Fa >0 >d,.S.H > dạ.S.h Suy ra: H >h: mực nước giảm

Trang 30

10) Mot cốc hình lăng trụ, đáy hình vng có cạnh a chứa một chất lỏng Tính độ cao H của cột chât lỏng đê áp lực F tác dụng lên thành cơc có giá trị băng áp lực của chât lỏng lên đáy coc

Giải:

Diện tích một mặt thành bình tiếp xúc với chất lỏng S1 = a.H

Vì áp suất chất lỏng tăng đều theo độ sâu nên ta lấy giá trị trung bình của áp suất tại điểm giữa cột chất lỏng, để áp lực ( lực ép) lên thành bình:

F.= aH s= d.HaH _ da.H

2 2 2

Ap luc của chất lồng lên đáy: F2 = d.H.a 2 Theo điều kiện bài toán

d.a.H’

> =d.H.a’ >H =2a

11) Một vật hình hộp chữ nhật kích thước 50(cm)x40(cm)x20(cm) đặt trên mat ban nam ngang Trọng lượng riêng của chất làm vật d=7 8000N/mỶ Tính áp suất lớn nhất và nhỏ nhất trên mặt bàn

Áp suất lớn nhất: p= 39000N/m° Áp suất nhỏ nhất: pịạ= 15600 N/m”

Trang 31

Luc day ACSIMET- SU NOI CUA VAT

A TOM TAT KIEN THUC CAN NHỚ:

1 Luc day Ácsimét:

Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy từ dưới lên với lực có độ lớn bằng một trọng lượng của phần chất lỏng mà được chiếm chỗ Lực này gọi là lực đẩy ÁCSIMÉT

- Cơng thức tính lực đây Ácsimét : F = d.V Trong đó: d là trọng lượng riêng của chất lồng

V là thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ

2 Sự nổi của vật

Một vật thả vào chất lỏng có thể nổi lên bể mặt chất lỏng, chìm xuống đáy hoặc lơ lửng

trong lòng chất lồng

- Khi vật nổi: P< F - Khi vật chìm: P> F

- Khi vật lơ lửng trong lòng chất lồng: P= F B Phương pháp giải

1 Tính lực đẩy ÁCSIMÉT

- Dùng công thức F = d V

- Chú ý: + Khi vật nổi: V là phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ ( khác với thể tích của

vật)

+ Khi vật chìm hay lơ lửng trong chất lỏng: Thể tích phần chất lỏng bị vật

chiếm chỗ cũng là thể tích của vật

2 Xác định điều kiện vật nổi, chìm hay lơ lửng trong chất lỏng So sánh trọng lượng p của vật với lực đẩy ÁCSMÉT:

- Khi vật nổi : P< F - Khi vật chìm : P> F

- Khi vật lơ lửng trong lòng chất lồng: P = F

C- BÀI TẬP:

1) Một hình cầu có thể tích V thả vào một chậu nước thấy vật chỉ bị chìm trong nước một

nửa, nửa còn lại nổi trên mặt nước Tính khối lượng riêng của chất làm quả cầu biết khối

lượng riêng của nước là D = 1000kg/mỶ

Trang 32

2) Thả hai vật có khối lượng bằng nhau chìm trong một cốc nước Biết vật thứ nhất làm bằng đồng, vật thứ hai làm bằng nhôm, hỏi luc day Acsimét tac dụng lên vật nào lớn hơn? Hãy giải thích tại sao?

3) Ba vật làm bằng ba chất khác nhau nhưng có cùng thể tích, khi nhúng chìm hồn tồn

chúng vào trong cùng một chất lỏng thì lực day Acsimét tac dụng lên chúng có bằng nhau khơng? Giải thích

4) Một vật làm bằng kim loại, nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước

trong bình dâng lên thêm 50cm” Nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chi 3,9N Cho

trọng lượng riêng của nước d = 10000N/m”

a) Tinh luc day Ácsimét tác dụng lên vật

b) Xác định khối lượng riêng của chất làm nên vat

5) Một vật có khơi lượng 0,42kg và khối lượng riêng D = 10,5 g/cm” được nhúng hoàn tồn trong nước Tìm lực đây Acsimét tác dụng lên vật, cho trọng lượng riêng của nước d = 10000 Ním

6) Một cục nước đá có thể tích V = 500cm” nổi trên mặt nước Tính thể tích của phần ló ra khỏi mặt nước, biết khối lượng riêng của nước đálà 0,92 g/cm”, trọng lượng riêng của nước

dn = 10000N/m°

7) Một cái bình thơng nhau gồm hai ống hình trụ giống nhau ghép liền đáy Người ta đổ vào một ít nước sau đó bị vào trong nó một quả cầu bằng gỗ có khối lượng 20g thì thấy mực nước mỗi ống dâng cao 2mm Tính tiết diện ngang của ống của bình thơng nhau Cho khối lượng riêng của nước là 1g/cm'

8) Móc một vật A vào một lực kế thì thấy lực kế chỉ 7N, nhưng khi nhúng vật vào trong

nước thì thấy lực kế chỉ 4N Hãy xác định thể tích của vật và trọng lượng riêng của chất

làm vật

Cho trọng lượng riêng của nước là d = 10000 N/m”

9) Thả một vật hình cầu có thể tích V nước thấy ; thé tích của vật bi chìm trong nước

a) Tính khối lượng riêng của chất làm quả cầu, biết khối lượng riêng của nước là D =

1000 kg/m'

b) Biết khối lượng vật 0,2 kg Tính lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật

10) Treo một vật vào một lực kế trong không khí thấy lực kế chỉ F = 14N Vẫn treo vật bằng lực kế nhưng nhúng vật chìm hồn tồn trong nước thì lực kế chỉ E° = 8N

a) Vì sao có sự chênh lệch này? Hãy giải thích

b) Tính thể tích của vật và khối lượng riêng của nó, biết khối lượng riêng của nước là D =

Trang 33

11) Thả một vật làm bằng kim loại bình đo thể tích có vạch chia độ thì nước trong bình từ

mức Vị = 120cm” dâng lên đến mức V¿ = 165cm” Nếu treo vật vào một lực kế trong diéu kiện vật vẫn nhúng hoàn toàn trong nước thì lực kế chỉ 3,35N Cho trọng lượng riêng của

nước d = 10000N/mẺ

a) Tính lực đẩy Acsimét tac dụng lên vật

b) Xác định khối lượng riêng của chất làm nên vật

12) Một cục nước đá có thể tích V = 360cm” nổi trên mặt nước

a) Tính thể tích của phần ló ra khỏi mặt nước biết khối lượng riêng của nước đá là 0,92 ø/cm”, trọng lượng riêng của nước d„ = 10000N/nỶ

b) So sánh thể tích của cục nước đá và phần thể tích nước do cục nước đá tan ra hoàn tồn

13) Một vật có khối lượng 0,6kg và khối lượng riêng D = 10,5 g/cm” được thả vào một chậu nước Vật bị chìm xuống đáy hay nổi trên mặt nước? Tại sao? Tìm lực đẩy Ácsimét tác dụng lên vật

Cho trọng lượng riêng của nudc d = 10000 N/m’

14) Một quả cầu có trọng lượng riêng dị = 8200N/mỶ, thể tích Vị = 100m’, nổi trên mặt một bình nước Người ta rót dầu vào phủ kín hồn tồn quả cau

a) Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu

b) Nếu tiếp tục rót thêm dầu thì thể tích phần ngập trong nước của quả cầu có thay đổi

khơng?

Trọng lượng riêng của dầu d; = 7000N/m” và của nước dạ = 10000N/mẺ

15) Treo một vật vào một lực kế trong khơng khí thì lực kế chỉ 13,8N Vẫn treo vật bằng lực kế nhưng nhúng vật chìm hồn tồn trong nước thì lực kế chỉ

F’= 8,8N

a) Vì sao có sự chênh lệch này? Hãy giải thích

b) Tính thể tích của vật và khối lượng riêng của nó, biết khối lượng riêng của nước là D

= 1000kg/m’

Đáp án: CHỦ ĐỀ 5: LỰC ĐẨY ÁCSIMÉT — SU NOI CUA VAT

1)Trọng lượng của vật: P = 10D'.V

Trang 34

Luc day Acsimet: F = 10D

Khi vật nổi ta có P = F hay 10D'.V = 10D _

= Khối lượng riêng của vật: D'= o> = 500kg/m’

2) Từ cơng thức tính khối lượng riêng D = 7 ta thấy với cùng khối lượng như nhau, đồng có khối lượng riêng lớn hơn nhôm nên vật làm bằng đồng có thể tích nhỏ hơn

Từ cơng thức tính lực đẩy Acsimét : F = d.V, vì vật bằng đồng có thể tích nhỏ hơn nên lực

đẩy Acsimét tac dung lên nó nhỏ hơn so với vật làm bằng nhôm có cùng khối lượng

3) Lực day Acsimét tác dụng lên các vật là như nhau

Theo cơng thức tính lực đẩy Acsimét : F = d.V ta thấy F phụ thuộc vào phần thể tích chất

lỏng bị vật chiếm chỗ Vì các vật có thể tích bằng nhau và bị chìm hồn tồn trong chất lồng nên chúng chiếm chỗ của chất lồng như nhau do đó lực đẩy Ácsimét cũng bằng nhau 4) a) Thể tích nước dâng lên trong bình bằng đúng thể tích của vật chiếm chỗ trong nước:

V = 50cm’ = 0,00005m’

Luc day Acsimét: F = d.V = 10000 0,00005 = 0,5N

b) Khối lượng riêng và trọng lượng riêng của vật

- Số chỉ của lực kế bằng đúng trọng lượng của vật: P = 3,0N

Trọng lượng riêng của vật: d = P-3? =78000 N/m’

V 0,00005

Khối lượng riêng: D = TT” 1o =7800kg /

5) Thể tích của vật xác định từ công thức: D = yal - 7

Với m = 0,42kg = 420g =V= °

2

: =40cm° =0,00004zn”

Lực đây Acsimet tác dụng lên vật: = F, = d.V = 0,00004.10000 = 0,4N

6) Khối lượng của cục nước đá: m = V.D = 500 0,92 = 460g = 0,46 kg Trọng lượng của cục nước đá: P = 10.m = 10 0,46 = 4,6N

Khi cục nước đá nổi trọng lượng của cục nước đá bằng đúng trọng lượng của nước bị chiếm

chỗ tức bằng luc day Acsimét

Trang 35

y= 46

10000

Thể tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nước là:

= 0,00046 mỶ = 460 cm”

V — V’ = 500 — 460 = 40cm’

Vậy thé tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nước là 40 cm’

7)Trọng lượng của quả cầu: P = 10.m

Luc day Acsimét: Fa = V.d = S.2h.d

Trong đó h là độ cao mực nước dâng lên trong mỗi ống, d là trọng lượng riêng của nước Vì vật nổi nên: P = Fa; với d = 10.D

Ta có: 10.m = S.2h.10.D = 5 = 2hD

Với m = 20g ; h = 2mm = 0,2 cm ; D = 1000kg/m3 = I g/cm”

20 _ 20 2.0,2.1 0,4

8) Khi vật A ngập trong nước nó chịu tác dụng của hai lực: Trọng lực P¡ và lực đẩy

Tiết diện của ống: S = =50cm’

Acsimét Fy Luc day Ácsimét hướng thẳng đứng lên trên và có độ lớn bằng hiệu trong lượng P¡ ngoài khơng khí và P; trong nước:

Fy, =P,;-P,=7-4=3N Mặt khác: Fa = V dạ

Trong đó V là thể tích của vật; dn là trọng lượng riêng của nước

Thể tích của vật: V = £4= —2—=0,0003m’

d 10000

Trọng lượng riêng của vật: d = = l / mi

V 0,0003

9) a) Gọi D' là khối lượng riêng của chất làm vật Trọng lượng của vật: P = 10D'.V

Lực đẩy Acsimét: F = 10.D.—

Khi vật nổi ta có P = F hay 10D'.V = 10D =

= Khối lượng riêng của vật: D’= D100 ° b) Luc day Acsimét

Khi vat néi, luc day Acsimét bang dung trọng lượng của vật: Fa, = P=10.m= 10.0,2 = 2N

10) a) Giải thích:

Trang 36

- Khi treo vật trong không khí, các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống và lực đần hồi của lò xo lực kế F hướng lên

Vật cân bằng: P = F (1)

- Khi treo vật trong nước, các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống, lực đẩy

Ácsimét Fa hướng lên và lực đàn hồi của lò xo lực kế F° hướng lên Vật cân bằng: P = F° +

F, oF’ =P—Fy (2)

Từ (1) và (2) ta thấy độ chênh lệch về số chỉ của lực kế bằng đúng lực đẩy Ácsimét tác dụng lên vật

b) Thể tích và khối lượng riêng

Khi hệ thống đặt trong khơng khí, số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật: P = F =14N => khối lượng vật m = T _ LẺ —1

10 10

Khi nhúng vật trong nước, số chỉ của lực kế là hiệu của trọng lượng của vật với luc đẩy

Acsimét : F’ =P-— Fy >Fa=P-—F’ =14-8=6N Ta có lực day Acsimét: Fa = d.V 10D.V Suy ra thể tích của vật: V = tạ 6 =0,0006m’ 102 10.1000

Khối lượng riêng của vật: D' = m 1,4 = 2333, 3kg/m°

V 0,0006

11) a) Thể tích nước dâng lên trong bình bằng đúng thể tích của vật chiếm chỗ trong nước:

V = V2— V; = 165 — 120 = 45cm’ = 0,000045m’

Lực đẩy Acsimét: F = d.V = 10000 0,000045 = 0,45N b) Khối lượng riêng và trọng lượng riêng của vật

Khi treo vat bang luc ké va vat can bang thi P = F + Fa

= Trong ludng cua vat: P = 3,35 + 0,45 = 3,8N

P 3,8

Trọng lượng riêng của vật : d= —=—————=84444,4N/m

V 0,000045

Khối lượng riêng : D = < ThS =8444,44kg / m° 12) a) Thể tích của phần ló ra khỏi mặt nước Khối lượng của cục nước đá :

m = V.D = 360 0,92 = 331,2g = 0,3312kg

Trọng lượng của cục nước đá: P= 10.m = 10 0,3312 = 3,312 N

Trang 37

Thể tích phần chìm trong nước: V’ =

.|"w ( d là trọng lượng riêng của nước)

V'= ng 0,0003312„z” = 331,2 cm”

Thể tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nước là:

V — V’ =360 - 331,2 = 28,8 cm”

Vậy thể tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nước là 28,8 cm”

b) So sánh

Giả sử khi chưa tan, cục đá lạnh có thể tích Vị, trọng lượng riêng di

Khi cục đá tan ra, nước do đá tan có thể tích V¿ và trọng lượng riêng d; = dạ

Khối lượng không đổi tức: Vị.dị = Va.dạ = Vạ.dạ

Vì dị < dạ > V¿ < Vị, tức là khi tan thành nước, lượng nước có thể tích nhỏ hơn so với thể tích cục đá chưa tan

13) Trong ludng cua vat P = 10m = 10 0,6 = 6N

Thể tích của vật xác định từ công thức : D = y =>V ”

D

a: 600 3 3

Với m = 0,6 kg = 600g Var) 5 =57,14cm' =0,00005714m

Lực đẩy Acsimét lớn nhất ( khi vật chìm hồn toàn trong nước)

F, = d.V = 10000 0,00005714 = 0,5714N

Nhận xét: P > FA = Vật bị chìm xuống đáy

Lực đẩy AÁcsimét tác dụng lên vật lúc đó bằng đúng lực đẩy Ácsimét lớn nhất : FA =

0,5714N

14) a) Goi V2 va V3 1a thé tich qua cầu ngập trong dau và trong nước

Ta có Vị = V¿ + Và (1)

Quả cầu cân bằng trong dầu và nước nên trọng lượng của quả cầu cân bằng với lực đẩy ẤÁcsimét của nước và dầu tác dụng lên qua cau:

Vị.dị = V¿d; + Vạda (2)

Ty (1) = Vạ= Vị _— Vị Thay vào (2) ta được: Vidi = (Vi — V3 )d2 + V3d3

Hay Vịd¡ = Vịd; + (dạ — dz) V3

V3 = (d; — do) V, / d3 — dz = (8200 — 7000).100 / 10000 — 7000 = 40cm” b) Từ biểu thức: V¿ = (d; — d;)V¡ / dạ — dạ

Ta thay V3 chi phụ thuộc vào V¡, d;,d;,dạ tức là không phụ thuộc vào độ sâu của quả cầu

trong dầu cũng như lượng dầu đổ thêm Do đó nếu tiếp tục rót thêm dầu thì phần ngập

trong nước của quả cầu không thay đổi

Trang 38

15) a) Giải thích:

- Khi treo vật trong khơng khí, các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống và

lực đàn hồi của lò xo lực kế E hướng lên

Vật cân bằng: P = F (1)

- Khi treo vật trong nước, các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống, lực đẩy

Ácsimét Fa hướng lên và lực đàn hồi của lò xo lực kế F' hướng lên Vật cân bằng: P=F°+FA=F=P-FA (2)

Từ (1) và (2) ta thấy độ chênh lệch về số chỉ của lực kế bằng đúng lực day Acsimét tác

dụng lên vật

b) Thể tích và khối lượng riêng

Khi hệ thống đặt trong khơng khí, số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật: P = F

=14,8N = khối lượng vật m = 5” <2 =1,38kg

Khi nhung vat trong nuéc: Fa = P— F’ = 13,8 -— 8,8 =5N

Ta có luc day Acsimét: F, = d.V = 10D.V

Suy ra thể tích của vat: V = Mo >= 0,0005 m?°

102 10.1000

we ` a a ; m 135 3

Khối lượng riêng của vật: D' = —= =2760kg m

Ve 0,0005

CHU DE 6: CONG VA CONG SUAT

I TOM TAT KIEN THUC:

1- Céng co hoc:

- Công cơ học dùng với trường hợp có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo hướng không vng góc với phương của lực

- Công thức: A = F.s

Trong đó: F là lực tác dụng lên vật (N)

s là quãng đường dịch chuyển của vật (m)

Đơn vị hợp pháp của công cơ học là Jun ( kí hiệu J ) : 1J = 1N.1m = 1N.m

Trang 39

- Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại

3- Hiệu suất của máy:

Công thức :H = Avior 1999

toanphan

4- Công suất:

- Công suất được xác định bằng công thực hiên được trong một giây

- Công thức: Ff -2

Trong đó: A là công thực hiện được

t là thời gian thực hiện cơng đó - Đơn vị cơng suất là Oát ( kí hiệu W )

1W = 11/⁄s (Jun trên giây)

IkW = 1000W ; IMW = 1000000W

II- PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

1 Cách tính cơng của lực: Ap dung cong thifc: A = F.s

Trong do: F la luc tac dung lén vat (N)

s là quãng đường dịch chuyển của vật (m)

Chú ý: - Công thức trên chỉ sử dụng khi hướng của lực trùng với hướng chuyển động của vật

- _ Khi hướng của lực ngược với hướng chuyển động thì: A=-F.s

- Khi hướng của lực vuông góc với hướng chuyển động thì: A=0

2 Ấp dụng định luật về công cho các loại máy cơ đơn giản

a) Ròng rọc cố định:

Chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không lợi về lực cũng không lợi về đường đi, tức là

không cho lợi về cơng

b) Rịng rọc động:

Lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về dường đi, không cho lợi về công

c) Mặt phẳng nghiêng:

Lợi về lực, thiệt về đường đi, không cho lợi về cơng

d) Địn bẩy:

Lợi về lực, thiệt về đường đi, hoặc ngược lại, không cho lợi về công

Trang 40

3 Cách tính hiệu suất của máy; Ap dung cong thitc: H = _„2— 100%

toanphan

Chú ý: Cơng có ích (A: cơng có ích) là công cần thiết để vật dịch chuyển, cơng tồn phần

là tổng cơng có ích và công hao phí

4 Cách tính cơng suất:

Ap dụng công thức: Pf =<

Trong đó A là cơng thực hiện được, t là thời gian thực hiện cơng đó 5 Cách tính cơng cơ học thông qua công suất

Từ công thức: FP =“

suy ra cách tính cơng A = Œ.t

Ill — BAI TAP:

1) Một vật khối lượng m = 4kg rơi từ độ cao h = 3m xuống đất Lực nào đã thực hiện cơng? Tính cơng của lực trong trường hợp này Bỏ qua sức cản của khơng khí

2) Một đầu máy xe lửa kéo các toa xe bằng lực EF = 6000N Tính cơng của lực kéo khi các toa xe chuyển động được quãng đường s = 4km

3) Một thang máy có khối lượng m = 600kg, được kéo từ đáy hầm mỏ sâu 150m lên mặt đất bằng lực căng của một dây cáp Tính cơng nhỏ nhất của lực căng để thực

hiện việc đó

4) Một người kéo một vật từ giếng sâu 12m lên đều trong 24 giây Người ấy phải dùng

một lực E = 150N Tính công và công suất của người kéo

5) Hai người cùng kéo một cái thùng nặng trên mặt sàn nằm ngang bằng các lực F) = 300N và F; = 400N theo hướng chuyển động của vật Tính cơng mà mỗi người đã thực hiện và công tổng cộng khi thùng dịch chuyển quãng đường s = 14m

6) Một máy bay trực thăng khi cất cánh, động cơ tạo ra một lực chuyển động 6400N, sau 1 phút máy bay đạt được độ cao 800m Tính công suất của động cơ máy bay 7) Dùng lực F = 145N của máy để kéo một vật trên sàn nằm ngang như hình vẽ bên,

lực ma sát tác dụng lên vật là F„; = 12N Quãng đường vật dịch chuyển là s = 15m a) Tính cơng của lực kéo và công của lực ma sát

b) Tính hiệu suất của máy

8) Một cái máy khi hoạt động với công suất P = 1400W thì nâng được một vật nặng m

= 75kg lên độ cao 8m trong 30giay

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	6,74 MB