Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc Chuyên đề bài tập về ròng rọc
EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý CHUYÊN ĐỀ: CÁC MÁY CƠ ĐƠN GIẢN Chủ đề: Ròng rọc A- KIẾN THỨC CẦN NHỚ: 1) Tác dụng máy đơn giản làm biến đổi lực: ‐ Thay đổi hướng lực (ròng rọc cố định) ‐ Thay đổi độ lớn lực (ròng rọc động) ‐ Thay đổi hướng độ lớn lực (đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng) 2) Định luật công: ‐ Không máy đơn giản cho ta lợi công Được lợi lần lực thiệt nhiêu lần đường ngược lại 3) Công thức tính hiệu suất: H= Ai ×100 0 Atp B- BÀI TẬP: Em Tự Học |1 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý Bài toán ròng rọc Bài Bài 1: F Dùng hệ thống ròng rọc hình vẽ để kéo vật lên có trọng lượng P = 100N a Tính lực kéo dây b Để nâng vật lên cao 4m phải kéo dây đoạn bâo nhiêu ? Tính công dùng để kéo vật P Bài 2: Có hệ ròng rọc hình vẽ Vật A có trọng lượng 4N, ròng rọc có trọng lượng 1N Bỏ qua ma sát khối lượng dây treo a Hỏi với hệ thống nâng vật B có trọng lượng để lên b Tính hiệu suất hệ ròng rọc A c Tính lực kéo xuống tác dụng vào ròng rọc cố định lực tác dụng vào giá treo B Bài 3: Có hệ ròng rọc hình vẽ Vật A B có trọng lượng 16N 4,5N Bỏ qua ma sát khối lượng dây Xem trọng lượng ròng rọc không đáng kể a Vật A lên hay xuống b Muốn vật A chuyển động lên cm vật B phải có trọng lượng di chuyển bao nhiêu? B c Tính hiệu suất hệ ròng rọc Em Tự Học |2 Tổng hợp từ nguồn internet A EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý Bài 4: Xác định hiệu suất hệ thống ròng rọc hình bên Biết hiệu suất ròng rọc 0,9 Nếu kéo vật trọng lượng 10N lên cao m công để thắng ma sát ? P F Bài 5: Một người có trọng lượng P = 600N đứng ván treo vào hai ròng rọc hình vẽ Để hệ thống cân bằng, người phải kéo dây, lúc lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định F = 720N Tính: a Lực người nén lên ván b Trọng lượng ván c Bỏ qua ma sát khối lượng ròng rọc Có thể xem hệ thống vật Bài 6: Để đưa vật có khối lượng 50 kg lên cao 10 m, người thứ dùng hệ thống ròng rọc hình (a), người thứ hai dùng hệ thống ròng rọc hình (b) Biết khối lượng ròng rọc kg lực cản kéo dây hệ thống 10N a Hãy so sánh đoạn dây cần kéo công thực hai trường hợp b Tính hiệu suất hệ thống ròng rọc Hình b Hình a Fk Fk P Bài 7: P Em Tự Học |3 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý Cho hình vẽ, AB đồng chất có khối lượng kg trạng thái cân Mỗi ròng rọc có khối lượng 0,5 kg Biết đầu A gắn vào lề, m B = 5,5 kg, mC = 10 kg AC = 20 cm, ta thấy AB cân Tìm độ dài AB B A C mB mC Bài 8: Cho hệ thống hình vẽ Biết khối lượng ròng rọc, vật m vật m2 0,2 kg; kg kg AB = 3BC, bỏ qua ma sát khối lượng dây nối Hỏi hệ thống có cân không ? Tại sao? m1 B A C m2 Bài 9: Để kéo nước từ giếng sâu lên dễ dàng, người ta sử dụng hệ thống ròng rọc hình vẽ Biết O, O' hai trục quay cố định, ròng rọ có bán kính r = 10 cm, tay quay OA dài 50 cm Trọng lượng gàu nước P = 100N a Tay quay OA nằm ngang, tính độ lớn lực kéo F k tác dụng lên tay quay để giữ cho gàu nước đứng yên Dùng hệ thống ta lợi lần lực ? Bỏ qua khối lượng dây nối lực cản b Người làm việc liên tục nửa kéo m công cần thực ? Biết lần kéo gàu nước phút, h = 10m, khối lượng riêng nước D = 1000 kg/m độ lớn lực kéo coi không đổi Em Tự Học |4 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý O' O A h Bài 10: Cho sơ đồ hình vẽ Biết: Mặt phẳng nghiêng có l = 60 cm, h = 30 cm Thanh AB đồng chất tiết diện có khối lượng 0,2 kg OA = AB , m2 = 0,5 kg Hỏi m1 để hệ thống cân Bỏ qua ma sát khối lượng dây nối A m1 l O B h Bài 11: Để đưa vật có khối lượng 270 kg lên cao 18 m người ta dùng ròng rọc động ròng rọc cố định với lực kéo có độ lớn 1500N Tính: a Hiệu suất hệ thống ròng rọc b Độ lớn lực cản khối lượng ròng rọc động Biết công hao phí để nâng ròng rọc động công hao phí ma sát Hết Em Tự Học |5 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý Lời giải Bài 1: a Ta phân tích lực tác dụng vào hệ thống Để vật cân ta phải có: F= F P = 50 N F F b Khi vật nâng lên đoạn h = m dây phải rút ngắn đoạn s = 2h = 8m Công dùng để kéo vật: P A = F.s = 50.8 = 400 J Bài 2: a PB = 14N; Vậy hệ thống nâng vật PB = 14N lên b Khi vật B lên đoạn h ròng rọc động lên đoạn h vật A xuống đoạn 4h Công có ích công để nâng vật B: Ai = PB h = 14h Công toàn phần công vật A thực được: At = PA 4h = 16h F hiệu suất hệ thống: H= F F P P A Ai 14h ×100 0 = ×100 0 = 87,5 0 At 16h F F PA c Lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định là: B PB 2F + P = PA + P = 9N Lực tác dụng vào giá treo gồm hai lực trục ròng rọc cố định tác dụng vào giá đầu dây treo vào giá: + F = 18 + PA = 22N Em Tự Học |6 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý Bài 3: a Nếu A cân trọng lượng vật A P A = 16N nên lực căng dây thứ F1 = dây thứ hai F2 = PA = N , lực căng F1 = 4N • Theo đề bài, vật B có trọng lượng PB = 4,5N > F2 = 4N nên B xuống, vật A lên b Khi vật B có trọng lượng PB' = N lực kéo xuống trọng lực cân với lực F2 kéo vật B lên (I) (II) F3 F2 Nếu lúc đầu A B đứng yên ta kích thích A chuyển động lên, B chuyển động xuống • Ta thấy kéo vật A có trọng lượng PA = 16N lên cần có trọng lượng PB' = N Như tính lực lợi lần nên phải thiệt lần đường đi.Do vật B phải xuống 16 cm F1 B A Thật vậy, A xuống đoạn h, dây thứ (I) bị rút ngắn đoạn 2h, dây thứu hai (II) bị rút ngắn đoạn 4h Khi ròng rọc (1) lên cm (cùng với a) ròng rọc (2) phải lên cm nên B phải xuống 16 cm Bài 4: Vì hệ gồm ròng rọc cố định nên không cho ta lợi lực Hiệu suât ròng rọc là: H= P P →F = F H F1 Gọi F1, F2, F lực kéo ròng rọc 1,2 ta có: P P = H ≈ 0, 73 F Khi nâng vật P, công có ích: Ai = P.h = 10 J Công toàn phần: A = Ai + Ax = 10 + Ax Em Tự Học |7 F2 P F P F P F1 = ; F2 = = ; F = = H H H H H Vậy hiệu suất hệ ròng rọc là: H ' = Tổng hợp từ nguồn internet F EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý với Ax công để thắng ma sát A' = Ai 10 → 0, 73 = A 10 + Ax Giải ta Ax = 3,7 J Bài 5: a) Gọi T lực căng dây ròng rọc động, T ' lực căng dây ròng rọc cố định Ta có: ' T ' = 2T ; F = 2T = 4T T' F 720 N ⇒T = = = 180 N 4 T' F Gọi Q lực người nén lên ván, ta có: T Q = P - T = 600N - 180N = 420N b) Gọi P' trọng lượng ván, coi hệ thống vật hệ thống cân bằng, ta có: ' ' T +T=P +Q T' Q P T P' Suy ra: 3T = P + Q ⇒ P' = 3T - Q P' = 3.180 - 420 = 120N Vậy lực người nén lên ván 420N ván có trọng lượng 120 N Bài 6: a Hai hệ thống ròng rọc hình (a) hình (b) bị thiệt lần đường phải kéo đoạn dây dài: s1 = s2 = s = 4.10 = 40 (m) Hình a: Lực kéo: Fk1 = P + 2.PRR 10(50 + 2.1) + FC = + 10 4 ⇒ Fk1 = 140N Công thực để kéo vật lên: A1 = Fk1 s = 140 x = 5600 (J) Hình b: Em Tự Học |8 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý P + PRR 10.(50 + 1) + PRR + 10.1 Lực kéo: F = 2 + FC = + 10 k2 2 ⇒ Fk2 = 142,5 (N) Công thực để kéo vật lên: A2 = Fk2 s =142,5 x 40 = 5700 (J) A2 - A1 = 5700 - 5600 = 100 (J) Vậy người thứ hai cần phải thực công lớn lớn 100 J b Hiệu suất hệ thống là: Công có ích là: A = P.h = 50.10.10 = 5000 (J) Vậy: H1 = Aci 5000 = ≈ 89,3 0 A1 5600 H2 = Aci 5000 = ≈ 87, 0 A2 5700 Bài 7: Dựa vào hình vẽ ta có lực tác dụng vào đầu B là: F= PB + PRR 10.(5,5 + 0,5) = = 30 ( N ) 2 G A C Khi AB thăng ta có: PC AC + PAB AG = PB AB Mà AG = mC AB (G trọng tâm AB) ⇒ 10.10.0, + 10.2 B FB T PAB PC AB = 30 AB ⇔ 20 + 10.AB = 30.AB ⇒ 20.AB = 20 ⇒ AB = 1(m) Bài 8: Giả sử thay m2 m2' cho hệ thống cân Khi hệ thống cân thì: Em Tự Học |9 Tổng hợp từ nguồn internet T mB PB EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý F.AB = P1.BC ⇔ 3.FC.BC = P1.BC nên 3.F = P1 Mà ta có: F = T = P2 + PRR F m1 P + PRR ⇔ = P1 A ⇔ 1,5.P2 + 1,5.PRR = P1 P1 T B m2 C P2 P 60 ⇔ P2 = − PRR = − = 38( N ) 1,5 1,5 ' ⇒ m2 = 3,8(kg ) Ta thấy m2' = 3,8kg < m2 = 4kg Vậykhi treo m2 = kg vào ròng rọc hệ thống không cân mà vật m1 chuyển động lên m2 chuyển động xuống Bài 9: a) Tính lực kéo Fk để giữ cho gàu nước đứng yên Để lợi lực phương Fk phải vuông góc với OA Khi gàu nước đứng yên ta có: Fk OA = P r ⇒ Fk = r 10 ×P = ×100 = 20( N ) OA 50 b) Lượng nước kéo 30 phút: P' = P.30 = 100.30 = 3000 (N) ⇒V = P' 3000 = = 0,3(m3 ) 10.D 10.1000 Vì bỏ qua ma sát nên công thực là: A = P'.h = 3000.10 =30000(J) Bài 10: Ta biểu diễn lực hình vẽ Theo đề ta có: OA = AB F m1 FA A l O G h P1 AB ⇒ OB = 0, AB ⇒ OB = P2 G trọng tâm: Em Tự Học | 10 Tổng hợp từ nguồn internet B EmTuHoc.Edu.Vn Tài liệu ôn tập Vật Lý ⇒ GA = GB = 0,5.AB Thanh AB ta xem đòn bẩy có điểm tựa B Khi hệ thống cân thì: F.l = P1.h ⇒ F = P1.h l (1) F AB = P2 OB + PAB GB ⇒F= P2 OB + PAB GB AB ⇒F= AB.(0, 6.P2 + O,5.PAB ) AB ⇒ F = 0,6.P2 + 0,5 PAB Từ (1) (2) ta có: ⇒ P1 = (2) P1.h = 0, 6.P2 + 0,5.PAB l (0, 6.P2 + 0,5.PAB ).l (0, 6.5 + 0,5.2).0, = = 8( N ) h 0,3 Vậy m1 = 0,8 kg Bài 11: a) Hiệu suất hệ ròng rọc: Công có ích: Aci = P.h = 270.10.18 = 48600 (J) Công toàn phần: Atp = F.2.h = 1500.2.18 = 54000 (J) A 48600 ci Vậy hiệu suất: H = A = 54000 = 90 0 b) Khối lượng ròng rọc: Công hao phí: Ahp = Atp - Aci = 54000 - 48600 = 5400 (J) Công để nâng ròng rọc động gấp hai lần công ma sát nên độ lớn lực cản lực để nâng ròng rọc là: Ac = Em Tự Học 5 Ahp = ×5400 = 4500( J ) 6 | 11 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn ⇒ Fc = Tài liệu ôn tập Vật Lý Ac 4500 = = 125( N ) s 2.18 ANRR = Ahp - Ac = 5400 - 4500 = 900 (J) Mà: FNRR = ANRR 900 = = 25( N ) s 2.18 ⇒ PRR = 2.FNRR = 2.25 = 50( N ) Vậy ròng rọc có khối lượng: mRR = kg Em Tự Học | 12 Tổng hợp từ nguồn internet EmTuHoc.Edu.Vn Em Tự Học Tài liệu ôn tập Vật Lý | 13 Tổng hợp từ nguồn internet