Giải bài tập SBT Vật lý 8 Bài 14: Định luật về công

eLib xin giới thiệu đến quý thầy cô giáo và các em học sinh nội dung giải bài tập Định luật về công SBT Vật lý 8 Bài 14 dưới đây. Tài liệu gồm các bài tập có phương pháp và hướng dẫn giải chi tiết sẽ giúp các em ôn tập thật tốt kiến thức. Mời các em cùng tham khảo.

Giải bài tập SBT Vật lý 8 Bài 14: Định luật về công

1. Giải bài 14.1 trang 39 SBT Vật lý 8

Người ta đưa một vật nặng lên độ cao h bằng hai cách. Cách nhất, kéo trực tiếp vật lên theo phương thẳng đứng. Cách thứ hai, kéo vật theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp hai lần độ cao h. Nếu qua ma sát ở mặt phẳng nghiêng thì:

A. công thực hiện ở cách thứ hai lớn hơn vì đường đi lớn gấp hai lần

B. công thực hiện ở cách thứ hai nhỏ hơn vì lực kéo vật theo phẳng nghiêng nhỏ hơn.

C. công thực hiện ở cách thứ nhất lớn hơn vì lực kéo lớn hơn.

D. công thực hiện ở cách thứ nhất nhỏ hơn vì đường đi của vật bằng nửa đường đi của vật ở cách thứ hai.

E. công thực hiện ở hai cách đều như nhau.

Phương pháp giải

Để so sánh công thực hiện ở cả 2 cách ta cần nắm được định luật về công: không có một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công

Hướng dẫn giải

Theo định luật về công thì không có một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công nên công thực hiện ở hai cách đều như nhau.

Chọn E

2. Giải bài 14.2 trang 39 SBT Vật lý 8

Một người đi xe đạp đạp đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5m. Dốc dài 40m. Tính công do người đó sinh ra. Biết rằng lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 20N, người và xe có khối lượng là 60kg.

Phương pháp giải

- Trọng lượng của người và xe: P = 10.m 

- Công hao phí do lực ma sát sinh ra: A1 = Fms.s 

- Công có ích là: A2 = P.h

- Công của người sinh ra: A = A1 + A2 

Hướng dẫn giải

Người và xe có khối lượng m = 60kg nghĩa là trọng lượng bằng:

P = 10.m = 10.60 = 600N.

Công hao phí do lực ma sát sinh ra là:

A1 = Fms.s = 20.40 = 800J

Công có ích là: A2 = P.h = 600.5 = 3000J

Công của người sinh ra bao gồm công để thắng được lực ma sát và công đưa người lên cao:

A = A1 + A2 = 800J + 3000J = 3800J

3. Giải bài 14.3 trang 39 SBT Vật lý 8

Ở hình 14.1, hai quả cầu A và B đều làm bằng nhôm và có cùng đường kính, một quả rỗng và một quả đặc. Hãy cho biết quả nào rỗng và khối lượng quả nọ lớn hơn quả kia bao nhiêu lần? Giả sử rằng thanh AB có khối lượng không đáng kể.

Phương pháp giải

- Xác định độ dài cánh tay đòn khi đòn bẩy ở trạng thai cân cân bằng

- Ta có điều kiện cân bằng của đòn bẩy:

\(\dfrac{P_A}{P_B}=\dfrac{OB}{OA}\)

Hướng dẫn giải

Quả cầu A tác dụng lên đầu A một lực PA, quả cầu B tác dụng lên đầu B một lực PB.

Ta có điều kiện cân bằng của đòn bẩy:

\(\dfrac{P_A}{P_B}=\dfrac{OB}{OA}=\dfrac{2}{3} \Rightarrow P_A={\dfrac{2}{3}}P_B\)

Quả cầu B nặng hơn quả cầu A nên quả cầu A là rỗng.

4. Giải bài 14.4 trang 39 SBT Vật lý 8

Một người công nhân dùng ròng rọc động để nâng một vật lên cao 7m với lực kéo ở đầu dây tự do là 160N. Hỏi người công nhân đó đã thực hiện một công bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải

- Vận dụng lí thuyết về ròng rọc động: Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi. 

- Công do người công nhân thực hiện là: A = F.s

Hướng dẫn giải

Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi. Vật nâng lên 7m thì đầu dây tự do phải kéo một đoạn 14m.

Công do người công nhân thực hiện là:

A = F.s = 160 . 14 = 2240J

5. Giải bài 14.5 trang 40 SBT Vật lý 8

Vật A ở hình 14.2 có khối lượng 2kg. Hỏi lực kế chỉ bao nhiêu? Muốn vật A đi lên được 2cm, ta phải kéo lực kế đi xuống bao nhiêu cm?

Phương pháp giải

- Dựa vào hình vẽ trên để xác định lực căng dây thứ nhất, thứ hai và thứ ba

- Lực kéo của lò xo bằng lực căng của sợi dây thứ ba

- Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi

Hướng dẫn giải

Vật có khối lượng m = 2kg nghĩa là trọng lượng P = 20N. Do đó lực kế chỉ F = 20/8N = 2,5N.

Như vậy, ta được lợi 8 lần về thể lực do đó phải thiệt hại 8 lần về đường đi, nghĩa là muốn kéo vật đi lên 2cm thì tay phải kéo dây đi một đoạn 16cm.

6. Giải bài 14.6 trang 40 SBT Vật lý 8

Nối các ròng rọc động và ròng rọc cố định với nhau như thế nào để được hệ thống nâng vật nặng cho ta lợi về lực 4 lần, 6 lần?

Phương pháp giải

Để bố trí thí nghiệm ta sử dụng lí thuyết về ròng rọc động: Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi. 

Hướng dẫn giải

Bố trí một ròng rọc cố định và hai ròng rọc động thành hệ thống như hình a sẽ được lợi về lực 4 lần.

Bố trí ba ròng rọc cố định động thành hệ thống như hình b sẽ được lợi về lực 6 lần.

7. Giải bài 14.7 trang 40 SBT Vật lý 8

Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50kg lên cao 2m.

b) Thực tế có ma sát và lực kéo vật là 150N. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Chú ý: Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là:

\(H = \dfrac{A_1}{A}.100\% = \dfrac{P.h}{F.l}.100\% \)

Trong đó:

P là trọng lượng của vật

h là độ cao

F là lực kéo vật theo phương mặt phẳng nghiêng

ℓ là chiều dài mặt phẳng nghiêng.

Phương pháp giải

a) - Công theo mặt phẳng nghiêng là: A = F.ℓ

- Công theo phương thẳng đứng là: A1 = P.h

- Theo định luật về công thì A = A1, nghĩa là A1 = F.ℓ, suy ra l

b) Tính hiệu suất mặt phẳng nghiêng: \(H = \dfrac{A_1}{A}.100\% = \dfrac{P.h}{F.l}.100\% \)

Hướng dẫn giải

Vật nặng có khối lượng 50kg nghĩa là trọng lượng bằng:

P = 10.m = 10.50 = 500N.

a) Công của lực kéo vật lên theo mặt phẳng nghiêng là: A = F.ℓ

Công của lực kéo trực tiếp vật theo phương thẳng đứng là:

A1 = P.h = 500N.2m = 1000J

Theo định luật về công thì A = A1, nghĩa là A1 = F.ℓ

\(\Rightarrow l = \dfrac{A_1}{F} = \dfrac{1000}{125} = 8m\)

b) Thực tế có ma sát và lực kéo vật là 150N

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là:

\(H = {\dfrac{P.h}{F.l}}.100\% = {\dfrac{500.2}{150.8}}.100\% \approx 83\% \)

8. Giải bài 14.8 trang 40 SBT Vật lý 8

Một người nâng một vật nặng lên cùng một độ cao bằng hai cách. Cách thứ nhất, kéo vật bằng một ròng rọc cố định (H.14.3a). Cách thứ hai kết hợp một ròng rọc cố định và một ròng rọc động (H.14.3B). Nếu bỏ qua trọng lượng của ma sát và ròng rọc thì:

Hình 14.3

A. công thực hiện ở hai cách đều bằng nhau

B. công thực hiện ở cách thứ nhất lớn hơn vì lực kéo bằng trọng lượng của vật

C. công thực hiện ở cách thứ hai lớn hơn vì phải kéo dây dài hơn

D. công thực hiện ở cách thứ hai nhỏ hơn vì phải kéo nhỏ hơn trọng lượng của vật

Phương pháp giải

Vận dụng lí thuyết định luật về công: không có một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công 

Hướng dẫn giải

Vì theo định luật về công thì không có một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công nên công thực hiện ở hai cách đều như nhau.

Chọn A

9. Giải bài 14.9 trang 41 SBT Vật lý 8

Trong xây dựng, để nâng vật nặng lên cao người ta thường dùng một ròng rọc cố định hoặc một hệ thống ròng rọc cố định và ròng rọc động (gọi là palăng), như hình 14.4. Phát biểu nào dưới đây là không đúng về tác dụng của ròng rọc?

A. Ròng rọc cố định có tác dụng làm giảm lực nâng vật đi một nửa

B. Ròng rọc động có tác dụng làm giảm lực nâng vật

C. Hệ thống palăng gồm 1 ròng rọc cố định và 1 ròng rọc động có tác dụng làm giảm lực nâng vật 2 lần

D. Hệ thống palăng gồm 1 ròng rọc cố định và 2 ròng rọc động có tác dụng làm giảm lực nâng vật 4 lần

Phương pháp giải

Cần nắm được kiến thức về ròng rọc: 

- Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi. 

- Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp chứ không có tác dụng làm giảm lực nâng

Hướng dẫn giải

A - sai vì: Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp chứ không có tác dụng làm giảm lực nâng.

Chọn A

10. Giải bài 14.10 trang 41 SBT Vật lý 8

Phát biểu nào dưới đây về máy cơ đơn giản là đúng?

A. Các máy cơ đơn giản không cho lợi về công

B. Các máy cơ đơn giản chỉ cho lợi về lực

C. Các máy cơ đơn giản luôn bị thiệt về đường đi

D. Các máy cơ đơn giản cho lợi cả về lực và đường đi

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần nắm được kiến thức về máy cơ đơn giản: Các máy cơ đơn giản không cho lợi về công

Hướng dẫn giải

A - đúng: Các máy cơ đơn giản không cho lợi về công

B - sai vì: Các máy cơ đơn giản có thể cho lợi về lực hoặc lợi về đường đi

C - sai vì: Các máy cơ đơn giản có thể lợi về đường đi

D - sai vì: Các máy cơ đơn giản cho lợi về lực thì thiệt về đường đi và ngược lại

Chọn A

11. Giải bài 14.11 trang 41 SBT Vật lý 8

Dùng một palăng để đưa một vật nặng 200N lên cao 20cm, người ta phải dùng một lực F kéo dây đi một đoạn 1,6 m. Tính lực kéo dây và công đã sinh ra. Giả sử ma sát ở các ròng rọc là không đáng kể.

Phương pháp giải

- Ta cần nhớ: Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi. 

- Công sinh ra là: A = F.s 

Hướng dẫn giải

Vì s = 1,6m; h = 20cm = 0,2m nên đường đi s của lực kéo F gấp 8 lần đường đi của vật. Vậy ta được lợi 8 lần về lực.

⇒ Lực kéo dây là: \(F=\dfrac{P}{8}=\dfrac{200}{8}=25N\)

Công sinh ra là: A = F.s = 25.1,6 = 40J

12. Giải bài 14.12 trang 41 SBT Vật lý 8

Hình 14.5 là sơ đồ một trục kéo vật P có trọng lượng là 200 N buộc vào sợi dây cuốn quanh trục A có bán kính R1 = 10 cm. Lực kéo F kéo dây cuốn vào trục quay B có bán kính R2 = 40 cm. Tính lực kéo F và công của lực kéo khi vật P được nâng lên độ cao 10 cm.

Hình 14.5

Phương pháp giải

- Lực kéo F dịch chuyển một đoạn là s2 thì vòng tròn R2 đi được một cung có độ dài s2, khi đó vòng tròn R1 quay được cung có độ dài s1 và vật lên cao một đoạn là s1.

- Lập tỉ số \(\dfrac{s_1}{s_2}=\dfrac{R_1}{R_2}\)

- Tính lực kéo F

- Công của lực kéo F bằng công của trọng lực nên: A = P.h 

Hướng dẫn giải

Nhận xét: Dựa vào hình, nếu lực kéo F dịch chuyển một đoạn là s2 thì vòng tròn R2 đi được một cung có độ dài s2, khi đó vòng tròn R1 quay được cung có độ dài s1 và vật lên cao một đoạn là s1.

Vì \(\dfrac{s_1}{s_2}=\dfrac{R_1}{R_2}=\dfrac{40}{10}=4\) nên lực kéo F có độ lớn là: 

\(F=\dfrac{P}{4}=\dfrac{200}{4}=50N\)

Công của lực kéo F bằng công của trọng lực nên công của lực kéo F khi nâng vật lên cao 10cm là: A = P.h = 200.0,1 = 20J.

13. Giải bài 14.13 trang 42 SBT Vật lý 8

Tính lực căng của sợi dây ở hình 14.6 cho biết OB=20 cm, AB=5 cm và trọng lượng của vật là 40N.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: \(F_1.d_1=F_2.d_2\) với \(F_1=F\) và \( F_2=P\)

Hướng dẫn giải

Nhận xét: OB = 20cm; OA = 25cm; F × OA = P × OB

⇒ Lực căng của sợi dây là: F = (P x OB) / OA = 4P/5 = 32N.

14. Giải bài 14.14 trang 42 SBT Vật lý 8

Hai công nhân, hàng ngày phải chất các thùng sơn, mỗi thùng nặng 500N, lên xe tải, mỗi xe chở được 5 tấn, sàn xe cách mặt đất 0,8m. Một người chủ trương khiêng thẳng thùng sơn lên xe, một người chủ trương dùng ván nghiêng, rồi đấy cho thùng sơn lăn lên.

a) Trong hai cách làm này, cách nào lợi hơn về công? Cách thứ nhất có lợi về mặt nào? Cách thứ hai có lợi về mặt nào?

b) Tính công mà mỗi công nhân phải sản ra để chất đầy một xe. Bỏ qua ma sát trong các trường hợp

Phương pháp giải

a) Để xác định cách nào lợi hơn về công ta cần ghi nhớ: cách 1 lợi về đường đi, cách 2 lợi về lực

b) Công mà mỗi công nhân phải sản ra để chất đầy một xe hàng: A = P.h 

Hướng dẫn giải

a) Trong cả hai cách công thực hiện là như nhau.

- Cách thứ nhất cho lợi về đường đi. 

- Cách thứ hai cho lợi về lực.

b) Khi chất đầy một xe thì mỗi công nhân phải thực hiện công để đưa trọng lượng của 5 tấn (5000 kg) sơn (P = 10.m = 10.5000 = 50000 N) lên cao 0,8 m.

Công mà mỗi công nhân phải sản ra để chất đầy một xe hàng:

A = P.h = 50 000. 0,8 = 40 000J

Ngày:03/11/2020 Chia sẻ bởi:Minh Ngoan

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM