Lý 8 Bài 14: Định luật về công

- Dụng cụ: Thước thẳng, lực kế, quả nặng, ròng rọc, giá thí nghiệm.

- Tiến hành:

• Móc quả nặng vào lực kế và kéo từ từ sao cho lực nâng F₁ = P_qn, Đọc giá trị của F1, độ dài S₁
• Dùng ròng rọc động kéo vật lên cùng một đoạn S₁, sao cho số chỉ của lực kế không đổi. Đọc số chỉ của lực kế và đo độ dài quãng đường đi được S₂
• Hoàn thiện bảng 14.1

C1: F₁ > F₂

C2: S₁ < S₂

C3: A₁ = A₂

C4: Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực thì thiệt hai lần về đường đi. Nghĩa là không được lợi gì về công

Không một 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.

• Ròng rọc cố định: Chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực.

• Ròng rọc động: Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực thì thiệt hai lần về đường đi.

• Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thiệt về đường đi.

• Đòn bẩy: Lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại.

- Trong thực tế, ở các máy cơ đơn giản bao giờ cũng có ma sát. Do đó công thực hiện phải dùng để thắng ma sát và nâng vật lên. Công này gọi là công toàn phần, công nâng vật lên là công có ích. Công để thắng ma sát là công hao phí.

- Công toàn phần = Công có ích + Công hao phí

- Tỉ số giữa công có ích (A₁) và công toàn phần (A₂) gọi là hiệu suất của máy:

• Công thức: \(H = \frac{{{A_1}}}{{{A_2}}}.100\% \)

Để đưa một vật có trọng lượng P = 420N lên cao theo phương thẳng đứng bằng ròng rọc động, theo hình 13.3, người công nhân phải kéo đầu dây đi một đoạn là 8m. Bỏ qua ma sát. Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.

Hướng dẫn giải

Kéo vật lên cao nhờ ròng rọc động thì lực kéo chỉ bằng nửa trọng lượng của vật:

F = 1/2.P = 420/2 = 210 N.

Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực, vậy phải thiệt hai lần về đường đi (theo định luật công) nghĩa là muốn nâng vật lên độ cao h thì phải kéo đầu dây đi một đoạn l = 2h.

l = 2.h = 8 m ⇒ h = 8/2 = 4 m

Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 5000N lên sàn ô tô cách mặt đất 1 m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể). Tính công của lực kéo thùng hang theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.

Hướng dẫn giải

Công của lực kéo thùng hang theo mặt phẳng nghiêng lên ô tô cũng đúng bằng công của lực kéo lên trực tiếp thùng hàng theo phương thẳng đứng lên ô tô: A = P. h = 500.1 = 500 J.

Câu 1: Dùng một ròng rọc động và một ròng rọc cố định để nâng một vật lên cao 20 m người ta phải kéo đầu dây một lực F = 450 N. Tính:

a) Công phải thực hiện để nâng vật.

b) Khối lượng của vật. Biết độ lớn của lực cản 30 N.

Câu 2: Kéo một vật nặng 100 kg lên cao 25 m bằng Pa lăng gồm 2 ròng rọc động và 2 ròng rọc cố định. Hiệu suất của Pa lăng là 80%. Tính:

a) Công cần thực hiện để nâng vật.

b) Lực kéo vào đầu dây.

Câu 3: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50 kg lên cao 2 m. Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125 N. Thực tế có ma sát và lực kế là 175 N. Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng dùng trên là bao nhiêu?

Câu 4: Để đưa vật có trọng lượng P = 500 N lên cao bằng ròng rọc động phải kéo dây đi một đoạn 8 m. Lực kéo, độ cao đưa vật lên và công nâng vật lên là bao nhiêu?

Câu 1: Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500 N lên sàn ô tô cách mặt đất bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể). Kéo thùng thứ nhất dùng tấm ván 4m, kéo thùng thứ hai dùng tấm ván 2 m. So sánh nào sau đây đúng khi nói về công thực hiện trong hai trường hợp?

A. Trường hợp thứ nhất công của lực kéo nhỏ hơn và nhỏ hơn hai lần.

B. Trong cả hai trường hợp công của lực kéo bằng nhau.

C. Trường hợp thứ nhất công của lực kéo lớn hơn và lớn hơn 4 lần.

D. Trường hợp thứ hai công của lực kéo nhỏ hơn và nhỏ hơn 4 lần.

Câu 2: Một người đi xe đạp đi đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5 m. Dốc dài 40 m, biết lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 20 N và cả người cùng xe có khối lượng 37,5 kg. Công tổng cộng do người đó sinh ra là bao nhiêu?

A. 3800 J        B. 4200 J        C. 4000 J        D. 2675 J

Câu 3: Người ta đưa vật nặng lên độ cao h bằng hai cách:

Cách 1: Kéo trực tiếp vật lên theo phương thẳng đứng.

Cách 2: Kéo vật theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp hai lần độ cao h. Bỏ qua ma sát ở mặt phẳng nghiêng. So sánh công thực hiện trong hai cách. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Công thực hiện cách 2 lớn hơn vì đường đi lớn hơn gấp hai lần.

B. Công thực hiện cách 2 nhỏ hơn vì lực kéo trên mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn.

C. Công thực hiện ở cách 1 lớn hơn vì lực kéo lớn hơn.

D. Công thực hiện ở hai cách đều như nhau.

Câu 4: Có mấy loại máy cơ đơn giản thường gặp?

A. 1        B. 2        C. 3        D. 4

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Định luật về công cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được: 

• Nắm được định luật về công.
• Giải được các bài tập liên quan đến công.