Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi lý 8

CHƯƠNG I: CƠ HỌC CHỦ ĐỀ I : 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 - Vận tốc trung bình: vtb = Tổng quãng đường II - Bài tập vận dụng Tổng thời gian 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: a) Gọi thời gian gặp t (h) (t > 0) ta có MB = 4t Phương trình: 12t = 4t + A M B AB = 12t ⇒ 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 dòng 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 dòng t2 ( t11 ; t2 > 0) 1 AB AB + = 2,5 ⇒ AB + v1 v2  v1 v ta có: b) Ta có v1 = v +   = 2,5 ⇒ AB = 18km  ( xi dịng ) v2 = v - v n ( ngược dòng ) ⇒ = 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 v , 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 s(v1 + v ) s s + = 2v1 2v 2v1v 2v1v2 s vTB = = - Vận tốc TB t v1 + v2 t= b ) Gọi thời gian hết đoạn đường t* ta có t * (v1 + v ) t* t* + v2 = 2 s = v1 v + v2 s Vận tốc TB : vtb = * = 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: 1 2 1 4 t2 = -  +  = h 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 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 = h Thời gian quãng đường: t1 = 4v Thời gian cóng lại phải quãng đường để đến sớm dự định 30 phút 1 1 t2 = -  +  = 1h 2 2 Thời gian dự định quãng đường trên: t = Vận tốc phải quãng đường lại là: s v2 = s2 = = 3.60 = 45 km/h t2 t2 4.1 * Cách 2: Có thể giải tốn đồ thị: s (km) - Đồ thị dự định đi, vẽ đường (h) chấm chấm 60 - Đồ thị thực tế đi, biểu diễn nét liền 1,5 - Căn đồ thị ta suy ra: v2 = 60 − 15 = 45 km/h 1,5 − 0,5 t 0,5 1,5 (h) 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 quay lại gặp phao nơi cách chỗ làm rơi km Tìm vận tốc dịng nước, biết vận tốc thuyền nước không đổi s1 ’ C Lời giải: s2 ’ s2 A s1 B A 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 trôi đoạn : s2 = v2t1 - Sau thuyền phao chuyển động thời gian (t) quãng đường s 2’ s1’ gặp C Ta có: s1’ = (v1 + v2) t ; s2 ’ = v t Theo đề ta có : s2 + s2’ = hay v2t1 + v2t = Mặt khác : 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 lại với vận tốc v2 Biết vận tốc trung bình quãng đường km/h Hãy tính vận tốc v 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 :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 quãng 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 1.14Một 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 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 vật học sinh A kéo lực F1 = 40 N, học sinh B kéo lực F2 = 30 A B N (F1 ⊥ F2) Học sinh C muốn kéo vật lên phải dùng dây kéo có độ lớn bao nhiêu? (Biểu diễn lực kéo học sinh C nâng theo hướng P 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 lị xo chưa treo vật nặng vào b) Tính chiều dài lò xo treo vật nặng 6N 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 không 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 : 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 thơng chứa chất lỏng đứng yên, mặt thoáng nhánh độ cao F S = f s - Trong máy ép dùng chất lỏng ta có cơng thức: 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 200cm lặn sâu 25m * Gợi ý: P = dh ⇒ a) ADCT: b) P = d.h P = ĐS: h= p d F ⇒ F = P.S S a) 30m b) 000N Bài 3.2:Một bình thơng chứa nước biển người ta đổ thêm xăng vào nhánh Mặt thống 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 * Gợi ý: - Ta có PA = PB ⇒ d1h1 = d2h2 mà ; h = h1 - h h1 ⇒ d1h1 = d2(h1 - h) A d2h ⇒ h1 = d − d1 h 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 S1 1,3 - Áp suất người tác dụng lên mặt đường P2 = 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 = −8 = −8 = 100 000 000 N/m 3.10 S 10 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 4dm 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 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 tông lớn để tác dụng lực 100 N lên pít tơng nhỏ nâng ô tô 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 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 cm Hỏi cầu rỗng hay đặc? Thả vào nước hay chìm? (Biết khối lượng riêng đồng 900 kg/m , 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) - Lập tỷ số: D = m / V 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 không khí nước: d n 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 tích với lỗ hổng dn miếng thép: V = V1+ V2 (với V2 thể tích lỗ hổng ) P1 − P2 P − Trong P1 trọng lượng riêng thép khơng khí (bỏ qua Ta có: V2= V - V1 = dn d1 lực đẩy Acsimet khơng khí tác dụng lên miếng thép) d1 trọng lượng riêng thép Vậy V2 = 370 N − 320 N 370 N − = 0,00026m 3 10000 N / m 78000 N / m V2 = 260 cm3 Bài 4.4a) 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: P’ = F1 - P = 20N b) Gọi thể tích khí cầu kéo người lên V x, 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 10 qủa cân có Hình 4.1 ( k hệ số tỷ lệ đó) Từ suy : k.T1 = ( m1C1 + m2C2) ∆t k.T2 = ( 2m1C1 + m2C2) ∆t Lập tỷ số ta : T2 2m1C1 + 2m2 C m1C1 = =1+ T1 m1C1 + m2 C m1C1 + m2 C Hay T2 = (1+ m1C1 ) T1 m1C1 + m2 C T2 = (1 + 4200 ).10 = 19,4 phút 4200 + 0,3.880 Bài 8.4 : Dẫn nước 1000C vào bình chứa nước có nhiệt độ 20 0C áp suất bình thường a) Khối lượng nước bình tăng gấp lần nhiệt độ đạt tới 100 0C b) Khi nhiệt độ đạt 1000C, tiếp tục dẫn nước 100 0C vào bình làm cho nước bình sơi không? Cho nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K ; Nhiệt hóa nước 2,3.106J/kg Lời giải : a) Gọi m khối lượng nước ban đầu bình m’ khối lượng nước dẫn vào nhiệt độ nâng lên 1000C Nhiệt lượng nước hấp thụ : Q1 = mc (t1- t2) Nhiệt lượng tỏa : Q2 = L.m’ Khi có cân nhiệt khối lượng nước bình tăng lên n lần từ PT cân băng nhiệt : mc (t1- t2) = L.m’ ⇒ n= m + m' m' C (t1 − t ) = 1+ = 1+ m m L n = 1+ 4200(100 − 20) = 1,15 2,3.10 b) Nước khơng thể sơi 100 0C trạng thái cân nhiệt, nước hấp thụ thêm nhiệt để hóa Bài 8.5: Muốn có nước nhiệt độ t = 500C, người ta lấy m1 = 3kg nước nhiệt độ với nước t2 = 200C Hãy xác định lượng nước lạnh cần dùng (Bỏ qua nhiệt) Gợi ý: - Nhiệt lượng tỏa : Q1= m1c (t1 - t) - Nhiệt lượng thu vào: Q2 = m2c (t - t2) 19 t = 1000C trộn Vì bỏ qua nhiệt nên : Q1 = Q2 ⇒ m2 = t1 − t m1 = (kg) t − t2 Bài 8.6: Dùng 8,5 kg củi khô để đun 50 lít nước 26 0C lị có hiệu suất 15% nước có sơi không? Gợi ý : - Nhiệt lượng cần cho nước : Q1 = mc(t2 - t1) - Nhiêt lượng củi tỏa : Q2 = q.m - So sánh Q1 Q2 để kết luận Bài 8.7: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun nóng 5g nước từ 0c đến nhiệt độ sôi làm tất lượng nước hóa thành Nhiệt hóa nước L = 2,3.106 J/kg Gợi ý : - Nhiêt lượng cần để làm sôi nước : Q1 = mc(t2 - t1) - Nhiệt lượng để nước bốc hết : Q1 = L.m - Nhiệt lượng cần thiết : Q = Q1 + Q2 Bài 8.8: Người ta dùng bếp dầu hỏa để đun sơi lít nước từ 20 0C đựng ấm nhơm có khối lượng 0,5 kg Tính lượng dầu hỏa cần thiết, biết có 30% nhiệt lượng dầu tỏa làm nóng nước ấm (Lấy nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K ; Của nhôm 880J/kg.K ; suất tỏa nhiệt dầu hỏa 46.106J/kg) * Gợi ý : Q1 = m1c1(t2 - t1) Q2 = m2c2(t2 - t1) Q = Q + Q2 Qtp = m= Q.100% H Qtp q ĐS : 0,051 kg Bài 8.9: Có hai bình cách nhiệt, bình chứa kg nước nhiệt độ 20 0c Bình hai chứa kg nước 400c Người ta trút lượng nước (m) từ bình sang bình Sau nhiệt độ bình ổn định, người ta lại trút lượng nước (m) từ bình vào bình Nhiệt độ bình sau ổn định 38 0C tính lượng nước (m) trút lần nhiệt độ bình sau lần đổ thứ ? Lời giải: Khi trút lượng nước m (kg) từ bình sang bình nước bình có nhiệt độ cân t1’ ta có: m.c.(t2 - t1’) = m1c.(t1’- t1) 20 hay: m.(t2 - t1’) = m1.(t1’- t1) (1) sau trút trả m (kg) từ bình sang bình ta lại có: (m2 - m).c.(t2 - t2’) = m.c(t2’ - t1’) hay: m2t2 - m2t2’ - mt2 + mt2’ = mt2’- mt1’ ⇔ m(t2 - t1’) = m2( t2 - t2’) (2) từ (1) (2) ta có: m1.(t1’- t1) = m2( t2 - t2’) hay : 4.(t1’ - 20) = 8.( 40 - 38) ⇔ t1’ = 24 m1 (t 1' - t ) 4.( 24 −20) = thay t1’ = 24 c vào (1) ta có m = = (kg) ' t −t1 40 −24 ĐS: m = (kg) t1’ = 240 c III - Bài tập tự luyện : Bài 8.10: Trộn (n) chất có khối lượng (m1 ; m2 ; m3 … mn) có nhiệt dung riêng (c1 ; c2 ; c3 … cn) nhiệt độ (t1 ; t2 ; t3 … tn) vào với Tính nhiệt độ cuối hỗn hợp ? (Bỏ qua nhiệt) Bài 8.11: Thả miếng đồng có khối lượng 200g chậu chứa lít nước 300C Tính nhiệt độ cuối hỗn hợp hai trường hợp a) Bỏ qua nhiệt b) Hiệu xuất trình truyền nhiệt đạt 40% Bài 8.12 : Một bếp dầu có hiệu suất 30% a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa lượng dầu hỏa cháy hết 30g? b) Tính nhiệt lượng có ích nhiệt lượng hao phí? c) Với lượng dầu đun sơi lít nước từ 30 0C nóng đến 1000C (nhiệt lượng ấm hấp thụ không đáng kể) Bài 8.13: Một thau nhơm có khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước 200C a) Thả vào thau nước thỏi đồng có khối lượng 200g lấy lị Nước nóng đến 21,2 0C Tìm nhiệt độ bếp lị Biết nhiệt dung riêng nhôm, nước, đồng C = 880J/kg.K; C2 = 4200J/kg.K; C3 = 380J/kg.K Bỏ qua tỏa nhiệt môi trường b) Thực trường hợp nhiệt lượng tỏa môi trường 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước Tìm nhiệt độ thực bếp lò ? c) Nếu tiếp tục bỏ vào thau nước thỏi nước đá có khối lượng 100g oC Nước đá có tan hết khơng ? (Biết nhiệt nóng chảy nước đá λ =21 3,4.106J/kg Bài 8.14 : Muốn có 100 lít nước nhiệt độ 35 0C phải đổ lít nước sơi vào lít nước nhiệt độ 150C Lấy nhiệt dung riêng nước 190 J/kg.K Bài 8.15: Dùng bếp dầu hỏa để đun sơi lít nước từ 15 0C 10 phút Hỏi phút phải dùng dầu hỏa? Biết có 40% nhiệt lượng dầu tỏa làm nóng nước (Lấy nhiệt dung riêng nước 190J/kg.K suất tỏa nhiệt dầu hỏa 46.10 J/kg) CHỦ ĐỀ IX ĐỘNG CƠ NHIỆT BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ - Động nhiệt động phần lượng nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hóa thành (Động nổ kỳ loại thường gặp nay) - Hiệu suất : H = A 100% Q II - Bài tập vận dụng Bài 9.1: Đầu thép búa máy có khối lượng 12 kg nóng lên thêm 20 0C sau 1,5 phút hoạt động Biết có 40% búa chuyển hóa thành nhiệt đầu búa Tính công công suất búa, lấy nhiệt dung riêng thép 460J/kg.K * Gợi ý: Nhiệt lượng búa thép thu vào: Q = mc(t2 - t1) Từ công thức: H = Q Q.100% 100% ⇒ A = A H Công suất búa: P = A t ĐS: kW Bài 9.2: Với lít xăng xe máy có cơng suất 1,6 kW chuyển động với vận tốc 36 km/h km? Biết hiệu suất động 25%; Năng suất tỏa nhiệt xăng 4,6.10 7J/kg, Khối lượng riêng xăng 700 kg/m3 * Gợi ý: Nhiệt lượng xăng tỏa ra: Q = q.m ( m = D.V) Công động : A = Q.H Thời gian xe là: t = A p Quãng đường xe : s = v.t ĐS: 101 km 22 Bài 9.3: Động máy bay có cơng suất 2.10 W hiệu suất 30% Hỏi với xăng máy bay bay lâu? Năng suất tỏa nhiệt xăng 4,6.107J/kg * Gợi ý: Q = q.m A = Q.H t= A p ĐS: 1h55p Bài 9.4: Tính hiệu xuất động ô tô biết ô tô chuyển động với vận tốc 72 km/h động có cơng suất 20 kW tiêu thụ 20 lít xăng để chạy 200km Gợi ý: v = 72km/h = 20m/s; s = 200km = 200000 m p = 20kW = 20000 W ; V = 20 l = 0,02 m3 Q = m.q = D.V.q = 0,7.103.0,02.46.106 = 644.106 J s 2.10 A = P.t = P = 2.10 = 2.108 J v 20 H= A 2.10 = = 31% Q 644.10 III - Bài tập tự luyện: Bài 9.5: Một ô tô công suất 15 000W Tính cơng máy sinh Biết hiệu suất máy 25% Tính lượng xăng tiêu hao để sinh cơng Biết suất tỏa nhiệt xăng 46.10 6J/kg khối lượng riêng xăng 700kg/m3 Bài 9.6: Tính lượng than mà động nhiệt tiêu thụ Biết động thực công 40500kJ, suất tỏa nhiệt than 3,6.107J/kg hiệu suất động 10% Bài 9.7: Một máy bơm nước sau chạy hết 10 lít dầu (khoảng 8kg) đưa 700m nước lên cao 8m Tính hiệu suất máy bơm đó, biết suất tỏa nhiệt loại dầu 4,6.10 J/kg Bài 9.8: Với lít xăng, xe máy công suất 1,6 kW chuyển động với vận tốc 36km/h km Biết hiệu suất động 25% Năng suất tỏa nhiệt xăng 4,6 10 7J/kg Khối lượng riêng xăng 700 kg/m3 Bài 9.9: 23 Một ô tô chạy 100km với lực kéo khơng đổi 700N tiêu thụ hết lít xăng Tính hiệu xuất động ô tô Biết suất tỏa nhiệt xăng 4,6.107J/kg HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ CHƯƠNG I: CƠ HỌC CHỦ ĐỀ I CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG ĐỀU, KHÔNG ĐỀU BÀI TẬP Bài 1.7: ĐS : km/h Bài 1.8: ĐS; t = 1,25 h Điểm gặp cách A 15 km Bài 1.9: Gọi thời gian tính từ lúc tơ t (h) Ta có PT : 30t + 30 - (10t + 20) = (10t + 20) - 40t - Khi : ⇒ t = 1/5 (h) = 12 phút Xe máy cách A 36 km Xe đạp cách A 22 km Ơ tơ cách A km ( HS tự tìm thêm đáp số ôtô xe đạp xe máy) Bài 1.10: - Khi hai tàu chiều : 70vA - 70 vB = 65 + 40 - Khi hai tàu ngược chiều : 14vA + 14vB = 65 + 40 ⇒ vA = 4,5 m/s ; vB = m/s Bài 1.11: - Thời gian dự đinh : AB / - Thời gian : AB / 10 - Thời gian xe đạp : AB / 24 PT : AB  AB AB  − + = 24  15  10 ⇒AB = km - Thời gian dự định 1,6 km/h Bài 1.12: - Tính thời gian người hết vòng ? - Thời gian người xe hết vòng bao nhiêu? - Vẽ sơ đồ đường hai chuyển động, giao hai sơ đồ số lần gặp Bài 1.13: ĐS: 1h 42 ph 24 Bài 1.14: giải: giây thứ vận tốc quãng đường 32 16 32 48 56 60 62 63 Theo bảng động tử 4(s) để hết 60(m) hai động tử gặp sau 2(s) kể từ động tử suất phát, điểm gặp cách B (km) CHỦ ĐỀ II: SỰ CÂN BẰNG LỰC, LỰC MA SÁT, QUÁN TÍNH Bài 2.1: Gợi ý: C - Kẻ tia Bx //0A ; tia Ay // 0B Giao hai tia điểm A C B - Tia 0C hướng phải kéo HS C * Tính 0C theo định lý Pi-ta-go ( FC = 50 N) Bài 2.2: P ĐS: Fk = 15 000N (có hướng theo chiều chuyển động đồn tàu) Bài 2.3: ĐS: a) 14,5 cm b)17,5 cm Bài 2.4: ĐS : a) 0,05 lần b) 000 N Bài 2.5: ĐS : a) 800N b) Khi Fk > Fms tơ chuyển động nhanh dần c) Khi Fk < Fms tơ chuyển động chậm dần Bài 2.6: ĐS : Giật nhanh tờ giấy Do quán tính chén nước chưa kịp thay đổi vận tốc nên không bị đổ Bài 2.7 : ĐS : a) m b) 83 % CHỦ ĐỀ III ÁP SUẤT, ÁP SUẤT CHẤT LỎNG, ÁP SUẤT CHẤT KHÍ BÌNH THÔNG NHAU BÀI TẬP Bài 3.7: ĐS: 200 000N/m2 Bài 3.8: 25 ... vật II - Bài tập tự luyện Bài 2.1: Học sinh A học sinh B dùng dây để kéo vật Để vật học sinh A kéo lực F1 = 40 N, học sinh B kéo lực F2 = 30 A B N (F1 ⊥ F2) Học sinh C muốn kéo vật lên phải dùng... - t1) = 14. 08 kJ Nhiệt lượng cần cung cấp tổng cộng để đun nước sôi Q = Q1 + Q2 = 686 , 08 kJ Do hiệu suất bếp 30% nên thực tế nhiệt cung cấp cho bếp dầu tỏa Q 686 080 100% = 100% = 2 286 933,3 (J)... nhiệt lượng cho hệ thống Q = 686 080 J Để cung cấp nhiệt lượng Q3 = 4600000J cần tốn thời gian : t= Q3 4600000 15 ph = 15 ph = 100,57phút ≈ 1h41phút Q 686 080 Bài 8. 3 : Một bếp dầu đun 1l nước