§Þnh luËt vÒ c«ng : 1.Định luật : Không có máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.. 2.Các loại máy cơ đơn [r]
(1)Buæi Thø s¸u : 3/07/2009 A.Ch÷a BTVN : Tóm tắt : Quả cấu đồng : Vqc= 400 cm3 dđồng = 89 000 N/m3 , dnước = 10 000 N/m3 Treo và lực kế và nhúng chìm nước lực kế : N a) m = ? b) Quả cầu đó đặc hay rỗng ? Gi¶i : V = 400 cm3 = 0,4 dm3 = 0,0004 m3 = 10-4 m3 Lùc ®Èy ¸c si mÐt t¸c dông lªn qu¶ cÇu lµ : FA = V D nước = 10-4 10 000 = (N) Trọng lượng cầu P = 8+4 = 12 N 10 =1,2 kg Vậy khối lượng cầu là m = 10P = 12 b) Trọng lượng riêng cầu P = 4.10 12- = 30 000 N/m3 Ta cã : P = Vqc dqc suy dqc = Vqc Ta thấy : dqc = 30 000 N/m3 < d đồng = 89 000N/m3 Nên cầu đó là rỗng B Bµi häc : Sù næi I Tãm t¾t bµi häc : Khi nµo vËt ch×m, nµo vËt næi : Gọi P là trọng lượng vật, F là lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật vật ngËp hoµn toµn chÊt láng - VËt ch×m xuèng : P>F - VËt næi lªn : P<F - VËt l¬ löng chÊt láng ; P=F §é lín cña lùc ®Èy ¸c si mÐt vËt næi trªn mÆt tho¸ng cña chÊt láng C«ng thøc : FA = d cl Vc Trong đó : d là trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) V lµ thÓ tÝch cña phÇn vËt ch×m chÊt láng ( m3) FA lµ lùc ®Èy ¸c si mÐt Chó ý : Vc lµ thÓ tÝch cña phÇn vËt ch×m chÊt láng chø kh«ng ph¶i lµ thÓ tÝch cña vËt Khi vËt næi trªn mÆt tho¸ng cña chÊt láng th× lùc ®Èy ¸c si mÐt t¸c dông lên vật có độ lớn trọng lượng vật II Bµi tËp : Bài : Một vật có trọng lượng riêng là 6000 N/m3 Khi thả vật vào chất lỏng có trọng lượng riêng d1 thì thể tích bị chìm chiếm 3/4 thể tích vật , còn thả vào chất lỏng có trọng lượng riêng d2 thì thể tích bị ch×m chiÕm 4/5 thÓ tÝch cña vËt a) So sánh lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật hai trường hợp đó b) Xác định d1 và d2 Gi¶i : a)Gọi FA1, FA2 là lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật hai trường hợp Khi thả vật vào d1 hay d2 vật : suy : FA1= P FA2= P Lop8.net (2) Hay FA1= FA2 c) Xác định d1 và d2 Ta cã P= FA1 suy Vv.dv = 3/4 Vv.d1 vËy d1= 4/3.6000 = 8000 N/m3 P= FA1 suy Vv.dv = 4/5 Vv.d2 vËy d2= 5/4 6000= 75 000 N/m3 §¸p sè : a) FA1= FA2 b) 8000 N/m3 , 7500 N/m3 Bµi : Một khối gỗ hình lập phương , có chiều dài cạnh là 10 cm thả nước Trọng lượng riêng nước là 10 000 N/m3 chiều cao khối gỗ trên nước là cm a) Tìm khối lượng riêng và khối lượng vật b) Nếu ta đổ dầu có trọng lượng riêng 000N/m3 cho ngập hoàn toàn vật thì thể tích vật chìm nước và dầu là bao nhiêu ? Gi¶i : 10 cm = 0,1 m a) ThÓ tÝch cña vËt : V = (0,1)3 = 10-3 (m3) (1) -4 ThÓ tÝch phÇn ch×m cña vËt Vc= (0,1) ( 0,1- 0,03) = 7.10 ( m ) Lùc ®Èy ¸c si mÐt t¸c dông lªn vËt : FA= Vc.dn 7.10-4.104 = 7(N) Mµ vËt næi nªn P=FA suy d.V = FA vËy d=FA/V= 7/103= 7000(N/m3 ) D= 700 (kg/m3) vµ m= P/10=7/10= 0,7 kg c) Thể tích vật chìm nước và dầu : ThÓ tÝch cña vËt : V= Vcn+Vcd suy Vcn=V-Vcd (2) Lùc ®Èy ¸c si mÐt t¸c dung lªn vËt : FA=FAn+FAd = Vcn.dn+Vcd.dd Mµ vËt næi nªn F=P VËy Vcn.dn+Vcd.dd= V.d (3) Tõ (1),(2) vµ (3) ta cã ( V-Vcd).dn+ Vcd.dd=V.d V.dn- Vcd.dn+Vcd.dd= V.d Vcd( dn – dd ) = V ( dn – d ) Vcd = V.( dn – d )/ ( dn – dd ) Thay sè vµ ta cã : Vcd = ( 10 000 – 000) 10-3/ ( 10 000 – 000) = 0,75.10-3 m3 = 750 cm3 VËy Vcn = 10-3 – 0,75 10-3 = 0,25 10-3 m3 §¸p sè : 700 kg/m3 , 0,7 kg, 750 cm3, 250 cm3 Bµi : Muốn đo khối lượng voi ta có thể làm nào ( ứng dụng lùc ®Èy ¸c si mÐt vµ sù næi ) Gi¶i : Bước : Đặt thuyền xuống sông và đánh dấu mực nước thân thuyền Ta có độ sâu thuyền là h1, Tính V1 Bước : Đưa voi xuống thuyền và đánh dấu mưc nước thân thuyền ,ta có độ sâu thuyền là h2, Tính V2 Bước : Tính thể tích phần chìm thêm thuyền nước là Vch×m thªm = V2 – V1 ( m3 ) Bước : Tính trọng lượng voi Pvoi = Vchìmthêm dnước ( N) Từ đó ta tính khổi lượng voi mvoi = Pvoi/ 10 ( kg) Lop8.net (3) Bµi : Trên bàn có dụng cụ và vật liệu sau :Lực kế,bình nước, (nước đựng bình có khối lượng riêng D0 , bình không chia độ) Làm nào các dụng cụ trên có thể xác định khối lượng riêng vật b»ng kim lo¹i cã h×nh d¹ng bÊt kú ? H·y tr×nh bµy c¸ch lµm Gi¶i : Để xác định khối lượng riêng ta cần biết khối lượng m và thể tích V vật - Dùng lực kế xác định trọng lượng P1 vật không khí - Khối lượng m = P1/10 - Ta tiếp tục dùng lực kế xác định trọng lượng P2 nước vật - Lùc ®Èy ¸c si mÐt FA = P1 – P2 - Mµ FA = dn V = D0 10 V - VËy V = P1 – P2 / 10 D0 - Ta tính khối lượng riêng vật D = m/V = P1 D0 / P1 – P Bµi : Một cái bình thông gồm hai ống hình trụ có tiết diện đáy là S1 và S2 = S1 nối thông đáy Người ta đổ vào bình ít nước sau đó bỏ vào nó cầu gỗ có khối lượng 25 g thì thấy mực nước ống dậng cao 18 mm Tính tiết diện ngang ống Cho khối lượng riêng nước là Dn = 1g/cm3 Gi¶i : - Đổi đơn vị : m = 25 g = 25.10-3 kg Dn = 1g/cm3 = 1000 kg/m3 H= H1= H2 = 18 mm = 18 10-3 m - Trọng lượng cầu : P = 10.m - Lùc ®Èy ¸c si mÐt t¸c dông lªn qu¶ cÇu FA = V dn = (S1H1+S2H2 ).Dn = H( S1+ 2S1)dn = 3S1.H 10.Dn - Do vËt n»m c©n b»ng nªn P = FA 10 m = S1 H 10 Dn S1 = m/ 3.H.Dn Thay sè ta cã tiÕt diÖn cña èng thø nhÊt lµ : S1 = 25.10-3/ 18.10-3 103 = 0,46 10-3 m2 = 46 cm2 TiÕt diªn èng thø hai S2 = S1 = 2.46 = 92 cm2 Lop8.net (4) Buæi thø s¸u 10/7/2009 Bµi häc : C«ng c¬ häc, §Þnh luËt vÒ c«ng A.Tãm t¾t bµi häc : I C«ng c¬ häc : C«ng c¬ häc : - Khi nµo cã c«ng c¬ häc : Khi cã lùc t¸c dông vµo vËt vµ vËt chuyÓn dêi theo phương không vuông góc với phương lực - Công học phụ thuộc vào hai yếu tố : Lực tác dụng vào vật và độ chuyển dêi cña vËt C«ng thøc tÝnh c«ng c¬ häc : A= F.s Trong đó : F: Lực tác dụng vào vật ( N) s : Qu·ng ®êng vËt dÞch chuyÓn (m) A : C«ng cña lùc F ( 1N.m = 1J ) Lưu ý : - Nếu hướng chuyển động không trùng với hướng lực tác dông th× c«ng tÝnh theo c«ng thøc kh¸c vµ nhá h¬n F.s - Khi hướng chuyển động vuông góc với phương lực thì công - Tõ A=F.s ta suy : F=A/s hay s= A/F II §Þnh luËt vÒ c«ng : 1.Định luật : Không có máy đơn giản nào cho ta lợi công, lợi bao nhiêu lần lực thì thiệt nhiêu lần đường và ngược lại 2.Các loại máy đơn giản thường gặp : - Ròng rọc cố định : Chỉ có tác dụng đổi hướng lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn lực - Ròng rọc động : Khi dùng ròng rọc động cho ta lợi hai lần lực thì thiÖt h¹i hai lÇn vÒ ®êng ®i - MÆt ph¼ng nghiªng: Lîi vÒ lùc, thiÖt vÒ ®êng ®i - Đòn bẩy : Lợi lực, thiệt đường ngược lại Hiệu suất máy đơn giản : H = Aci/Atp Trong đó Aci là công có ích, Atp là công toàn phần 4.Lu ý : - Đối với máy đơn giản : sử dung có thể có ma sát bỏ qua ma sát - Độ dài quãng đường sử dụng máy đơn giản :+ Độ cao cần nâng vật (m)khi dùng ròng rọc cố định + Chiều dài mặt phẳng nghiêng (m) dùng mặt phẳng nghiêng + Chiều dài đọa dây cần kéo (m)khi dùng ròng rọc động - Tính hiệu suất máy đơn giản : Khi cã ma s¸t Atp= Aci + Ahao phÝ B Bµi tËp : Bµi : Mét c¸i thïng h×nh hép rçng ,chiÒu dµi mçi c¹nh lµ 30cm §Ó thïng chìm xuống nước thì phải đặt vào thúng vật có khối lượng nhỏ là 20kg a.Tính khối lượng thùng b.Nếu không đặt vật vào thùng thì ta phải thực công tối thiểu bao nhiêu để nhấn chìm thùng xuống sâu 5m Lop8.net (5) ( Giả sử nước không vào thùng , cho dnước = 10 000 N/m3 ) Giải : Đổi đơn vị : 30cm = 0,3m a)Khối lượng thùng : Vthùng = (0,3)3 = 0,027 m3 = 27.10-3 m3 Lùc ®Èy ¸c si mÐt t¸c dông lªn thïng : FA = Vthùng dnước = 27.10-3 104 = 270 (N) (1) Trọng lượng thùng và vật : P= Pthùng + Pvật = Pthùng + 20.10= Pthùng + 200 (2) Mà đó P= FA nên từ (1) và (2) ta có Pthïng+ 200 = 270 Pthïng = 270 – 200 = 70 (N) suy mthïng = 70/10 = 7(kg) b) Nếu không đặt vật vào thùng và muốn nhấn chìm thùng ta phải tác dụng vào thùng lực theo phương thẳng đứng có độ lớn tối thiểu lượng vật nên : Fnhấn = Pthùng = 70(N) Vậy công tối thiểu để nhấn thùng xuống sâu m Atèi thiÓu= FnhÊn.h = 70.5= 350(J) §¸p sè : 7(kg) , 350 (J) Bài : Dùng mặt phẳng nghiêng để đưa vật có trọng lượng 1200N lên cao 1,8m b»ng mét lùc kÐo 500N BiÕt chiÒu dµi mÆt ph¼ng mghiªng lµ 5m a)TÝnh hiÖu suÊt cña mÆt ph¼ng nghiªng b) Tính lực cản lên vật trường hợp đó: Gi¶i : a) TÝnh hiÖu suÊt cña mÆt ph¼ng nghiªng ; C«ng thùc hiÖn kh«ng cã ma s¸t : Aci= P.h = 1200.1,8 =2160(J) C«ng thùc hiÖn dïng mÆt ph¼ng nghiªng: Atp = F.l = 500.5 = 2500(J) HiÖu suÊt mÆt ph¼ng nghiªng : H= Aci/Atp = 2160/2500 = 86,4% b) TÝnh lùc c¶n : Tõ Atp= Aci + AhaophÝ suy Ahao phÝ = Atp – Aci = 2500-2160 = 340(J) Mµ Ac¶n = Fc¶n l Fc¶n = Ahao phÝ /l = 340: = 68(N) §¸p sè : 86,4%, 68(N) Bµi : Kéo vật nặng 50 kg lên cao 20m Pa lăng gồm hai ròng rọc động và hai ròng rọc cố định Hiệu suất Palăng là 80% Tính a) Công cần thực để nâng vật b)Lùc kÐo vµo ®Çu d©y Giải : a) Công có ích để nâng vật : Aci = P.h = 50.10.20 = 10 000 (J) Công toàn phần thực để nâng vật : Atp = Aci/H = 10 000/ 0,8 = 12500 (J) b)Lùc cÇn kÐo d©y : Atp = F.s = F.4h suy F = Atp/4h = 12500/4.20 = 156,25 (N) Bµi : Lop8.net (6) Cho hÖ thèng nh h×nh vÏ Lop8.net (7)