›
›
›

Tài liệu Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Lớp 8

doc 42 trang thaodu 4371
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Lớp 8", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • doctai_lieu_boi_duong_hoc_sinh_gioi_vat_ly_lop_8.doc

Nội dung text: Tài liệu Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Lớp 8

  1. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 CHUYEÂN ÑEÀ BOÀI DÖÔÕNG HOÏC SINH GIOÛI PHAÀN I : CÔ HOÏC CHUÛ ÑEÀ 1 CHUYEÅN ÑOÄNG THAÚNG ÑEÀU-VAÄN TOÁC I/- Lyù thuyeát : 1/- Chuyeån ñoäng ñeàu vaø ñöùng yeân : - Chuyeån ñoäng cô hoïc laø söï thay ñoåi vò trí cuûa moät vaät so vôùi vaät khaùc ñöôïc choïn laøm moác. - Neáu moät vaät khoâng thay ñoåi vò trí cuûa noù so vôùi vaät khaùc thì goïi laø ñöùng yeân so vôùi vaät aáy. - Chuyeån ñoäng vaø ñöùng yeân coù tính töông ñoái. (Tuyø thuoäc vaøo vaät choïn laøm moác) 2/- Chuyeån ñoäng thaúng ñeàu : - Chuyeån ñoäng thaúng ñeàu laø chuyeån ñoäng cuûa moät vaät ñi ñöôïc nhöõng quaõng ñöôøng baèng nhau trong nhöõng khoaûng thôøi gian baèng nhau baát kyø. - Vaät chuyeån ñoäng ñeàu treân ñöôøng thaúng goïi laø chuyeån ñoäng thaúng ñeàu. 3/- Vaän toác cuûa chuyeån ñoäng : - Laø ñaïi löôïng cho bieát möùc ñoä nhanh hay chaäm cuûa chuyeån ñoäng ñoù - Trong chuyeån ñoäng thaúng ñeàu vaän toác luoân coù giaù trò khoâng ñoåi(V =conts) - Vaän toác cuõng coù tính töông ñoái. Bôûi vì : Cuøng moät vaät coù theå chuyeån ñoäng nhanh ñoái vôùi vaät naøy nhöng coù theå chuyeån ñoäng chaäm ñoái vôùi vaät khaùc ( caàn noùi roõ vaät laøm moác ) S V = Trong ñoù : V laø vaän toác. Ñôn vò : m/s hoaëc km/h t S laø quaõng ñöôøng. Ñôn vò : m hoaëc km t laø thôøi gian. Ñôn vò : s ( giaây ), h ( giôø ) II/- Phöông phaùp giaûi : 1/- Baøi toaùn so saùnh chuyeån ñoäng nhanh hay chaäm: a/- Vaät A chuyeån ñoäng, vaät B cuõng chuyeån ñoäng, vaät C laøm moác ( thöôøng laø maët ñöôøng ) - Caên cöù vaøo vaän toác : Neáu vaät naøo coù vaän toác lôùn hôn thì chuyeån ñoäng nhanh hôn. Vaät naøo coù vaän toác nhoû hôn thì chuyeån ñoäng chaäm hôn. Ví duï : V1 = 3km/h vaø V2 = 5km/h thì V1 < V2 - Neáu ñeà hoûi vaän toác lôùn gaáp maáy laàn thì ta laäp tæ soá giöõa 2 vaän toác. 1
  2. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 b/- Vaät A chuyeån ñoäng, vaät B cuõng chuyeån ñoäng. Tìm vaän toác cuûa vaät A so vôùi vaät B ( vaän toác töông ñoái ) - ( baøi toaùn khoâng gaëp nhau). + Khi 2 vaät chuyeån ñoäng cuøng chieàu : V = Va - Vb (Va > Vb ) - Vaät A laïi gaàn vaät B V = Vb - Va (Va < Vb ) - Vaät B ñi xa hôn vaät A + Khi hai vaät ngöôïc chieàu : Neáu 2 vaät ñi ngöôïc chieàu thì ta coäng vaän toác cuûa chuùng laïi vôùi nhau ( V = Va + Vb ) 2/- Tính vaän toác, thôøi gian, quaõng ñöôøng : S S V = ; t = ; S = V. t t V Neáu coù 2 vaät chuyeån ñoäng thì : V1 = S1 / t1 t1 = S1 / V1 ; S1 = V1. t1 V2 = S2 / t2 t2 = S2 / V2 ; S2 = V2. t2 3/- Baøi toaùn hai vaät chuyeån ñoäng gaëp nhau : a/- Neáu 2 vaät chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu : Khi gaëp nhau, toång quaõng ñöôøng caùc vaät ñaõ ñi baèng khoaûng caùch ban ñaàu cuûa 2 vaät . Ta coù : S1 laø quaõng ñöôøng vaät A ñaõ tôùi G S2 laø quaõng ñöôøng vaät A ñaõ tôùi G AB laø toång quaõng ñöôøng 2 vaät ñaõ ñi. Goïi chung laø S = S1 + S2 Chuù yù : Neáu 2 vaät xuaát phaùt cuøng luùc thì thôøi gian chuyeån ñoäng cuûa 2 vaät cho ñeán khi gaëp nhau thì baèng nhau : t = t1 = t2  Toång quaùt laïi ta coù : V1 = S1 / t1 S1 = V1. t1 ; t1 = S1 / V1 V2 = S2 / t2 S2 = V2. t2 ; t2 = S2 / V2 S = S1 + S2 (ÔÛ ñaây S laø toång quaõng ñöôøng caùc vaät ñaõ ñi cuõng laø khoaûng caùch ban ñaàu cuûa 2 vaät) b/- Neáu 2 vaät chuyeån ñoäng cuøng chieàu : Khi gaëp nhau , hieäu quaõng ñöôøng caùc vaät ñaõ ñi baèng khoaûng caùch ban ñaàu giöõa 2 vaät : Ta coù : S1 laø quaõng ñöôøng vaät A ñi tôùi choã gaëp G S2 laø quaõng ñöôøng vaät B ñi tôùi choã gaëp G S laø hieäu quaõng ñöôøng cuûa caùc vaät ñaõ ñi vaø cuõng laø khoaûng caùch ban ñaàu cuûa 2 vaät. Toång quaùt ta ñöôïc : 2
  3. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 V1 = S1 / t1 S1 = V1. t1 ; t1 = S1 / V1 V2 = S2 / t2 S2 = V2. t2 ; t2 = S2 / V2 S = S1 - S2 Neáu ( v1 > v2 ) S = S2 - S1 Neáu ( v2 > v1 ) Chuù yù : Neáu 2 vaät xuaát phaùt cuøng luùc thì thôøi gian chuyeån ñoäng cuûa 2 vaät cho ñeán khi gaëp nhau thì baèng nhau : t = t1 = t2 Neáu khoâng chuyeån ñoäng cuøng luùc thì ta tìm t1, t2 döïa vaøo thôøi ñieåm xuaát phaùt vaø luùc gaëp nhau. BAØI TAÄP AÙP DUÏNG Baøi 1 : Moät vaät chuyeån ñoäng treân ñoaïn ñöôøng daøi 3m, trong giaây ñaàu tieân noù ñi ñöôïc 1m, trong giaây thöù 2 noù ñi ñöôïc 1m, trong giaây thöù 3 noù cuõng ñi ñöôïc 1m. Coù theå keát luaän vaät chuyeån ñoäng thaúng ñeàu khoâng ? Giaûi: Khoâng theå keát luaän laø vaät chuyeån ñoäng thaúng ñeàu ñöôïc. Vì 2 lí do : + Moät laø chöa bieát ñoaïn ñöôøng ñoù coù thaúng hay khoâng. + Hai laø trong moãi meùt vaät chuyeån ñoäng coù ñeàu hay khoâng. Baøi 2 : Moät oâtoâ ñi 5 phuùt treân con ñöôøng baèng phaúng vôùi vaän toác 60km/h, sau ñoù leân doác 3 phuùt vôùi vaän toác 40km/h. Coi oâtoâ chuyeån ñoäng ñeàu. Tính quaõng ñöôøng oâtoâ ñaõ ñi trong 2 giai ñoaïn. Giaûi: Goïi S1, v1, t1 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian maø oâtoâ ñi treân ñöôøng baèng phaúng. Goïi S2, v2, t2 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian maø oâtoâ ñi treân ñöôøng doác. Goïi S laø quaõng ñöôøng oâtoâ ñi trong 2 giai ñoaïn. Toùm taét : Baøi laøm: t1 = 5phuùt = 5/60h v1 = 60km/h Quaõng ñöôøng baèng maø oâtoâ ñaõ ñi : t2 = 3 phuùt = 3/60h S1 = V1. t1 v2 = 40km/h = 60 x 5/60 = 5km Tính : S1, S2, S = ? km Quaõng ñöôøng doác maø oâtoâ ñaõ ñi : S2 = V2. t2 = 40 x 3/60 = 2km Quaõng ñöôøng oâtoâ ñi trong 2 giai ñoaïn S = S1 + S2 = 5 + 2 = 7 km 3
  4. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Baøi 3 : Ñeå ño khoaûng caùch töø traùi ñaát ñeán Maët Traêng, ngöôøi ta phoùng leân Maët Traêng moät tia lade. Sau 2,66 giaây maùy thu nhaän ñöôïc tia lade phaûn hoài veà maët ñaát. ( Tia la de baät trôû laïi sau khi ñaäp vaøo Maët Traêng ). Bieát raèng vaän toác tia lade laø 300.000km/s. Tính khoaûng caùch töø Traùi Ñaát ñeán Maët Traêng. Giaûi: Goïi S/ laø quaõng ñöôøng tia lade ñi vaø veà. Goïi S laø khoaûng caùch töø Traùi Ñaát ñeán Maët Traêng, neân S = S//2 Toùm taét : v = 300.000km/s t = 2,66s Baøi laøm: Tính S = ? km Quaõng ñöôøng tia lade ñi vaø veà S/ = v. t = 300.000 x 2,66 = 798.000km Khoaûng caùch töø Traùi Ñaát ñeán Maët Traêng S = S//2 = 798.000 / 2 = 399.000 km Baøi 4 : Hai ngöôøi xuaát phaùt cuøng moät luùc töø 2 ñieåm A vaø B caùch nhau 60km. Ngöôøi thöù nhaát ñi xe maùy töø A ñeán B vôùi vaän toác V1 = 30km/h. Ngöôøi thöù hai ñi xe ñaïp töø B ngöôïc veà A vôùi vaän toác V2 = 10km/h. Hoûi sau bao laâu hai ngöôøi gaëp nhau ? Xaùc ñònh choã gaëp ñoù ? ( Coi chuyeån ñoäng cuûa hai xe laø ñeàu ). Giaûi Goïi S1, v1, t1 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian xe maùy ñi töø A ñeán B . Goïi S2, v2, t2 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian xe ñaïp ñi töø B veà A Goïi G laø ñieåm gaëp nhau. Goïi S laø khoaûng caùch ban ñaàu cuûa 2 xe. Do xuaát phaùt cuøng luùc neân khi gaëp nhau thì thôøi gian chuyeån ñoäng t1 = t2 = t S = 60km t1 = t2 Baøi laøm: v1 = 30km/h Ta coù : v2 = 10km/h S1 = V1. t1 S1 = 30t a/- t = ? S2 = V2. t2 Hay S2 = 10t b/- S1 hoaëc S2 Do hai xe chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu neân khi gaëp nhau thì: = ? S = S1 + S2 S = 30t + 10t 4
  5. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 60 = 30t + 10t suy ra t = 1,5h Vaäy sau 1,5 h hai xe gaëp nhau. Luùc ñoù : Quaõng ñöôøng choã gaëp nhau caùch A laø : S1 = 30t = 30.1,5 = 45km Quaõng ñöôøng choã gaëp nhau caùch B laø : S2 = 10t = 10.1,5 = 15km Vaäy vò trí gaëp nhau taïi G caùch A : 45km hoaëc caùch B : 15km. Baøi 5 : Hai oâtoâ khôûi haønh cuøng moät luùc töø hai ñòa ñieåm A vaø B, cuøng chuyeån ñoäng veà ñòa ñieåm G. Bieát AG = 120km, BG = 96km. Xe khôûi haønh töø A coù vaän toác 50km/h. Muoán hai xe ñeán G cuøng moät luùc thì xe khôûi haønh töø B phaûi chuyeån ñoäng vôùi vaän toác baèng bao nhieâu ? Giaûi Goïi S1, v1, t1 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian xe maùy ñi töø A ñeán G . Goïi S2, v2, t2 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian xe ñaïp ñi töø B veà G Goïi G laø ñieåm gaëp nhau. Khi 2 xe khôûi haønh cuøng luùc, chuyeån ñoäng khoâng nghæ, muoán veà ñeán G cuøng luùc thì t1 = t2 = t S1 = 120km G,S2 = 96km v1 = 50km/h A B Baøi laøm : S1 = 120km Thôøi gian xe ñi töø A ñeán G S = 96km 2 t1 = S1 / V1 t1 = t2 = 120 / 50 = 2,4h v1 = 50km/h Thôøi gian xe ñi töø B ñeán G t = t = 2,4h V = ? 1 2 2 Vaän toác cuûa xe ñi töø B v2 = ? V2 = S2 / t2 = 96 / 2,4 = 40km/h Baøi 6 : Moät chieác xuoàng maùy chaïy töø beán soâng A ñeán beán soâng B caùch A 120km. Vaän toác cuûa xuoàng khi nöôùc yeân laëng laø 30km/h. Sau bao laâu xuoàng ñeán B. Neáu : a/-Nöôùc soâng khoâng chaûy. b/- Nöôùc soâng chaûy töø A ñeán B vôùi vaän toác 5km/h Kieán thöùc caàn naém 5
  6. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Chuù yù : Khi nöôùc chaûy vaän toác thöïc cuûa xuoàng, canoâ, thuyeàn luùc xuoâi doøng laø : v = vxuoàng + vnöôùc Khi nöôùc chaûy vaän toác thöïc cuûa xuoàng, canoâ, thuyeàn luùc ngöôïc doøng laø v = vxuoàng - vnöôùc Khi nöôùc yeân laëng thì vnöôùc = 0 Giaûi Goïi S laø quaõng ñöôøng xuoàng ñi töø A ñeán B Goïi Vx laø vaän toác cuûa xuoàng maùy khi nöôùc yeân laëng Goïi Vn laø vaän toác nöôùc chaûy Goïi V laø vaän toác thöïc cuûa xuoàng maùy khi nöôùc chaûy Baøi laøm S = 120km 1 Vaän toác thöïc cuûa xuoàng maùy khi nöôùc yeân laëng laø Vn = 5km/h v = vxuoàng + vnöôùc Vx = 30km/h = 30 + 0 = 30km/h Thôøi gian xuoàng ñi töø A khi nöôùc khoâng chaûy : a/- t1 = ? khi Vn = 0 b/- t2 = ? khi Vn = 5km/h t1 = S / V = 120 / 30 = 4h Vaän toác thöïc cuûa xuoàng maùy khi nöôùc chaûy töø A ñeán B v = vxuoàng + vnöôùc = 30 + 5 = 35km/h Thôøi gian xuoàng ñi töø A khi nöôùc chaûy töø A ñeán B t1 = S / V = 120 / 35 = 3,42h Baøi 7: Ñeå ño ñoä saâu cuûa vuøng bieån Thaùi Bình Döông, ngöôøi ta phoùng moät luoàng sieâu aâm ( moät loaïi aâm ñaëc bieät ) höôùng thaúng ñöùng xuoáng ñaùy bieån. Sau thôøi gian 46 giaây maùy thu nhaän ñöôïc sieâu aâm trôû laïi. Tính ñoä saâu cuûa vuøng bieån ñoù. Bieát raèn vaän toác cuûa sieâu aâm trong nöôùc laø 300m/s. Giaûi nhö baøi 3 6
  7. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Baøi 8 : moät vaät xuaát phaùt töø A chuyeån ñoäng ñeàu veà B caùch A 240m vôùi vaän toác 10m/s. cuøng luùc ñoù, moät vaät khaùc chuyeån ñoäng ñeàu töø B veà A. Sau 15s hai vaät gaëp nhau. Tính vaän toác cuûa vaät thöùc hai vaø vò trí cuûa hai vaät gaëp nhau. Giaûi Goïi S1, v1, t1 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian vaät ñi töø A ñeán B . Goïi S2, v2, t2 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian vaät ñi töø B veà A Goïi G laø ñieåm gaëp nhau. Goïi S laø khoaûng caùch ban ñaàu cuûa hai vaät. Do xuaát phaùt cuøng luùc neân khi gaëp nhau thôøi gian chuyeån ñoäng laø : t1 = t2 = 15s S = 240m S1 Vaät A G Vaät B ///////////////////////////////////////////////////////// S2 S = 240m Baøi laøm: t1 = t2 = t = 15s a/- Ta coù : S1 = V1. t (1 ) v1 = 10m/s S2 = V2. t ( 2 ) Do chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu, khi gaëp nhau thì : a/- v2 = ?m/s S = S1 + S2 = 240 (3 ) b/- S hoaëc S = 1 2 Thay (1), (2) vaøo (3) ta ñöôïc : ? V1t + V2t = 240 10.15 + v2.15 = 240 thì V2 = 6m/s b/- Quaõng ñöôøng vaät töø A ñi ñöôïc laø : S1 = V1.t = 10.15 = 150m Quaõng ñöôøng vaät töø B ñi ñöôïc laø : S2 = V2.t = 6.15 = 90m Vaäy vò trí gaëp nhau taïi G caùch A : 150m hoaëc caùch B : 90m Baøi 9 : Hai vaät xuaát phaùt töø A vaø B caùch nhau 400m chuyeån ñoäng cuøng chieàu theo höôùng töø A ñeán B. Vaät thöù nhaát chuyeån ñoäng ñeàu töø A vôùi vaän toác 36km/h. Vaät thöù hai chuyeån ñoäng ñeàu töø B vôùi vaän toác 18km/h. Sau bao laâu hai vaät gaëp nhau ? Gaëp nhau choã naøo ? Giaûi Goïi S1, v1, t1 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian vaät ñi töø A . Goïi S2, v2, t2 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian vaät ñi töø B Goïi G laø ñieåm gaëp nhau. Goïi S laø khoaûng caùch ban ñaàu cuûa hai vaät. 7
  8. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Do xuaát phaùt cuøng luùc neân khi gaëp nhau thôøi gian chuyeån ñoäng laø : t1 = t2 = t Baøi laøm S = 400m t = t = t 1 2 a/-Ta coù : S = V . t S = 10.t (1 ) v = 36km/h = 1 1 1 1 S = V . t  S = 5.t ( 2 ) 10m/s 2 2 2 Do chuyeån ñoäng cuøng chieàu neân khi gaëp nhau : v2 = 18km/h = 5m/s S = S1 – S2 = 400 (3) a/- t = ?s Thay (1), (2) vaøo (3) ta ñöôïc : t = 80s b/- S1 hoaëc S2 = ? Vaäy sau 80s hai vaät gaëp nhau. b/- Quaõng ñöôøng vaät töø A ñi ñöôïc laø : S1 = v1.t = 10.80 = 800m Quaõng ñöôøng vaät töø B ñi ñöôïc laø : S2 = v2.t = 5.80 = 400m Vaäy vò trí gaëp nhau taïi G caùch A : 800m hoaëc caùch B : 400m Baøi 10 : Hai xe cuøng khôûi haønh luùc 8h töø hai ñòa ñieåm A vaø B caùch nhau 100km. Xe thöù nhaát ñi töø A veà phía B vôùi vaän toác 60km/h. Xe thöù hai ñi töø B vôùi vaän toác 40km/h theo höôùng ngöôïc vôùi xe thöù nhaát. Xaùc ñònh thôøi ñieåm vaø vò trí hai xe gaëp nhau ? Giaûi Goïi S1, v1, t1 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian xe ñi töø A . Goïi S2, v2, t2 laø quaõng ñöôøng, vaän toác , thôøi gian xe ñi töø B Goïi G laø ñieåm gaëp nhau. Goïi S laø khoaûng caùch ban ñaàu cuûa hai xe. Do xuaát phaùt cuøng luùc neân khi gaëp nhau thôøi gian chuyeån ñoäng laø : t1 = t2 = t Baøi laøm S = 100km t1 = t2 = t a/-Ta coù : S1 = V1. t S1 = 60.t (1 ) v1 = 60km/h S2 = V2. t S2 = 40.t ( 2 ) v2 = 40km/h Do chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu khi gaëp nhau thì : a/- t = ?h S = S1 + S2 = 100 (3 ) Thay (1), (2) vaøo (3) ta ñöôïc : b/- S1 hoaëc S2 = ? Thôøi gian chuyeån ñoäng laø : t = 1h Vì luùc khôûi haønh laø 8h vaø chuyeån ñoäng 1h neân khi gaëp nhau luùc 8h + 1h = 9h b/- Quaõng ñöôøng vaät töø A ñi ñöôïc laø : S1 = v1.t = 60.1 = 60km Quaõng ñöôøng vaät töø B ñi ñöôïc laø : S2 = v2.t = 40.1 = 40km Vaäy vò trí gaëp nhau taïi G caùch A : 60m hoaëc caùch B : 40m 8
  9. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Baøi 11: Một người đi xe máy chuyển động theo ba giai đoạn : GĐ1: Chuyển động thẳng đều với vận tốc v1 = 15 km/h trong 3 km đầu tiên . GĐ2: Chuyển động biến đổi trong 45 phút với vận tốc trung bình v2 = 25 km/h . GĐ3: Chuyển động đều trên đoạn đường 5 km trong thời gian 10 phút . a) Tính độ dài cả quãng đường ? b) Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường . Tóm tắt GIẢI : v1 = 15 km/h S = 3 km a)Độ dài quãng đường đi được trong giai đoạn 2 là : 1 3 v = 25 km/h S2 = v2 . t2 = 25 . = 25 . 0,75 = 18,75 (km) 2 4 / 3 t2 = 45 = h 0,75h Độ dài cả quãng đường là : 4 S = S1 + S2 + S3 = 3 + 18,75 + 5 = 26,75 (km) S3 = 5 km 1 S1 3 / b) Thời gian đi hết quãng đường giai đoạn 1 : t1= = 0,2 (h) t3 = 10 = h 0,17h 15 6 t1 Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là : S= ?; V = ? tb s1 s2 s3 3 18,75 5 26,75 Vtb = 23,88 km / h 0,2 0,75 0,17 1,12 t1 t 2 t3 BAØI 12: Moät oâtoâ coù coâng suaát cuûa ñoäng cô laø 30000w chuyeån ñoäng vôùi vaän toác 48km/h. moät oâtoâ khaùc coù coâng suaát cuûa ñoäng cô laø 20000w cuøng troïng taûi nhö oâtoâ tröôùc chuyeån ñoäng vôùi vaän toác 36km/h. hoûi neáu noái hai oâtoâ naøy baèng moät daây caùp thì chuùng seõ chuyeån ñoäng vôùi vaän toác bao nhieâu? Giaûi: P1 Löïc keùo cuûa ñoäng cô thöù nhaát gaây ra laø: f1 = v1 P2 Löïc keùo cuûa ñoäng cô thöù hai gaây ra laø: f2 = v2 Khi noái hai oâtoâ vôùi nhau thì coâng suaát chung laø: p = p1 + p2 (1) P1 P2 Maët khaùc p = f.v= (f1 + f2)v = ( + ) v (2) v1 v2 P1 P2 Töø (1) vaø (2) ta coù p1 + p2 = ( + ) v v1 v2 (P P )v v > v = 1 2 1 2 42,4 km/h P1v2 +P2v1 9
  10. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Baøi 13: Moät ngöôøi ñöa thö phaûi ñöa moät coâng vaên töø böu ñieän huyeän ñeán xaõ A. Baùc aáy ñi töø böu ñieän luùc 7h 30 ph , vì luùc ñi ñoaïn ñöôøng phaûi leân nhieàu doác cao neân vaän toác trung bình chæ ñaït ñöôïc laø 12km/h. Ñeán nôi, ñöa xong thö baùc ta quay veà luoân. Vaän toác treân ñöôøng veà laø 6m/s, baùc ñöa thö veà ñeán nôi luùc 8 giôø 54 phuùt. Tính ñoä daøi quaõng ñöôøng töø böu ñieän ñeán xaõ A. Giaûi: Goïi vaän toác luùc ñi laø v1= 12km/h Vaän toác luùc veà laø v2= 6m/s = 21,6km/h Toång thôøi gian caû ñi vaø veà laø t = 8 giôø 54 phuùt – 7 giôø 30 phuùt = 1 giôø 24 phuùt = 1,4 giôø. Goïi thôøi gian ñi laø t1, thôøi gian veà laø t2, ta coù : v1t1 = v2t2  12t1 = 21,6t2 (1) Maët khaùc ta laïi coù: t1 + t2 = 1,4 => t1 = 1,4 – t2; Thay vaøo (1), ta coù: 12( 1,4 – t2) = 21,6t2 =>t2 = 0,5 giôø; t1 = 0,9 giôø => quaõng ñöôøng töø böu ñieän ñeán xaõ A laø: S = v1t1 = 10,8km Baøi 14: Moïi ngaøy Hoa ñi hoïc luùc 6 giôø 45 phuùt, neáu Hoa cöù ñi vôùi vaän toác trung bình laø 12km/h thì 7 giôø 15 phuùt Hoa seõ ñeán nôi. Hoâm nay do xe bò thuûng saêm, phaûi vaù neân Hoa xuaát phaùt chaäm hôn moïi ngaøy 10 phuùt. Vì sôï muoän neân Hoa phaûi taêng toác ñoä, cuoái cuøng Hoa vaãn ñeán tröôøng ñuùng giôø nhö moïi ngaøy, tính vaän toác trung bình maø Hoa ñaõ ñaït ñöôïc. Giaûi: Ñoä daøi quaõng ñöôøng töø nhaø ñeán tröôøng laø: S = 12km/h. 0,5 giôø = 6km Do hoûng xe (vaù xe heát 10 phuùt ) neân thôøi gian Hoa ñi töø nhaø ñeán tröôøng laø 20 phuùt = 1/3 giôø. Vaäy vaän toác trung bình maø Hoa ñaït ñöôïc khi taêng toác laø: v= s/t = 6km / 1/3h = 18km/h. CHUÛ ÑEÀ 2 : CHUYEÅN ÑOÄNG KHOÂNG ÑEÀU VAÄN TOÁC TRUNG BÌNH I/- Lyù thuyeát : 1/- Chuyeån ñoäng khoâng ñeàu laø chuyeån ñoäng maø ñoä lôùn cuûa vaän toác thay ñoåi theo thôøi gian. 10
  11. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 2/- Vaän toác trung bình cuûa moät chuyeån ñoäng khoâng ñeàu treân moät quaõng ñöôøng nhaát ñònh ñöôïc tính baèng ñoä daøi quaõng ñöôøng ñoù chia cho thôøi gian ñi heát quaõng ñöôøng. 3/- Coâng thöùc: S Vtb = t II/- Phöông phaùp giaûi : - Khi noùi ñeán vaän toác trung bình caàn noùi roõ vaän toác trung bình tính treân quaõng ñöôøng naøo. Vì treân caùc quaõng ñöôøng khaùc nhau vaän toác trung bình coù theå khaùc nhau. - Vaän toác trung bình khaùc vôùi trung bình coäng caùc vaän toác, neân tuyeät ñoái khoâng duøng coâng thöùc tính trung bình coäng ñeå tính vaän toác trung bình. - Ví duï : S S1 A C B S2 S1 Ta coù : S1 = V1. t1 V1 = t1  S 2 S2 = V2. t2 V2 = t2 Haõy tính vaän toác trung bình cuûa chuyeån ñoäng treân ñoaïn ñöôøng S = AC S S1 S 2 Vtb = = (coâng thöùc ñuùng) t t1 t2 V1 V2 Khoâng ñöôïc tính : Vtb = ( coâng thöùc sai ) 2 III/- BAØI TAÄP : 1/- Moät hoïc sinh ñi xe ñaïp töø nhaø ñeán tröôøng maát 10 phuùt. Ñoaïn ñöôøng töø nhaø ñeán tröôøng daøi 1,5km. a/- Coù theå noùi hoïc sinh ñoù chuyeån ñoäng ñeàu ñöôïc khoâng ? b/- Tính vaän toác chuyeån ñoäng. Vaän toác naøy goïi laø vaän toác gì ? Giaûi : 11
  12. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 a/- Khoâng theå xem laø chuyeån ñoäng ñeàu. Vì chöa bieát trong thôøi gian chuyeån ñoäng vaän toác coù thay ñoåi hay khoâng. b/- Vaän toác laø : S 1500 Vtb = = 2,5m/s t 600 Vaän toác naøy goïi laø vaän toác trung bình 2/- Töø ñieåm A ñeán ñieåm B moät oâtoâ chuyeån ñoäng ñeàu vôùi vaän toác V1 = 30km/h. Ñeán B oâtoâ quay veà A , oâtoâ cuõng chuyeån ñoäng ñeàu nhöng vôùi vaän toác V2 = 40km/h. Xaùc ñònh vaän toác trung bình cuûa chuyeån ñoäng caû ñi laãn veà. Chuù yù : oâtoâ chuyeån ñoäng ñeàu töø A ñeán Bø hoaëc töø B veà A coøn chuyeån ñoäng khoâng ñeàu treân ñoaïn ñöôøng caû ñi laãn veà. Giaûi : Vì ñi töø A ñeán B = S1 = S2 = ñi töø B veà A S1 S1 Ta coù : Thôøi gian ñi töø A ñeán B laø : t1 = = (1 ) V1 30 S 2 S 2 Thôøi gian ñi töø A ñeán B laø : t2 = = (2 ) V2 40 Thôøi gian caû ñi laãn veà laø : t = t1 + t2 (3) Goïi S laø quaõng ñöôøng oâtoâ chuyeån ñoäng caû ñi laãn veà laø : S = S1 + S2 = 2S1 = 2S2 (4) Vaäy vaän toác trung bình cuûa oâtoâ chuyeån ñoäng caû ñi laãn veà laø: S S1 S 2 S1 S 2 2S1 Vtb = = = = t t t S S S S 1 2 1 2 1 1 V1 V2 V1 V2 2S 2S V V 2S V V 2S V V = 1 = 1 1 2 = 1 1 2 = 1 1 2 V2 S1 V1S 2 V2 S1 V1S 2 V2 S1 V1S1 S1 (V1 V2 ) V1V2 2V V 2.30.40 2400 = 1 2 = = = 34,3km/h (V1 V2 ) (30 40) 70 V1 V2 30 40 Neáu tính trung bình coäng thì khoâng ñuùng vì : Vtb = = = 35km/h 2 2 3/- Moät ngöôøi ñi xe ñaïp treân moät ñoaïn ñöôøng thaúng AB. Treân 1/3 ñoaïn ñöôøng ñaàu ñi vôùi vaän toác 12km/h, 1/3 ñoaïn ñöôøng tieáp theo ñi vôùi vaän toác 8km/h vaø 1/3 ñoaïn ñöôøng cuoái cuøng ñi vôùi vaän toác 6km/h. Tính vaän toác trung bình cuûa xe ñaïp treân caû ñoaïn ñöôøng AB. Giaûi : 12
  13. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Ta coù : S1 = S2 = S3 = S/3 S1 S Thôøi gian ñi heát ñoaïn ñöôøng ñaàu : t1 = = (1) V1 3V1 S 2 S Thôøi gian ñi heát ñoaïn ñöôøng tieáp theo : t2 = = (2) V2 3V2 S3 S Thôøi gian ñi heát ñoaïn ñöôøng cuoái cuøng : t3 = = (3) V3 3V3 Thôøi gian ñi heát quaõng ñöôøng S laø : S S S S 1 1 1 t = t1 + t2 + t3 = + + = ( ) (4) 3V1 3V2 3V3 3 V1 V2 V3 Vaän toác trung bình treân caû ñoaïn ñöôøng S laø : S S 3V1V2V3 Vtb = = = t S 1 1 1 V V V V V V ( ) 1 2 2 3 3 1 3 V1 V2 V3 Thay soá : ta ñöôïc Vtb = 8km/h. Caâu 4: Moät ñoäng töû xuaát phaùt töø A chuyeån ñoäng thaúng ñeàu veà B caùch A 120m vôùi vaän toác 8m/s. Cuøng luùc ñoù moät ñoäng töû khaùc chuyeån ñoäng thaúng ñeàu töø B veà A. Sau 10s hai ñoäng töû gaëp nhau. Tính vaän toác cuûa ñoäng töû thöù hai vaø vò trí hai ñoäng töû gaëp nhau Giaûi: Goïi S1, S2 laø quaõng ñöôøng ñi ñöôïc trong v1 S v2 10s cuûa caùc ñoäng töû (xem hình beân) v1 laø vaän toác cuûa ñoäng töû chuyeån ñoäng töø A B A S1 M S2 v2 laø vaän toác cuûa ñoäng töû chuyeån ñoäng töø B S1 = v1.t ; S2 = v2.t Khi hai ñoäng töû gaëp nhau: S1 + S2 = S = AB = 120m S = S1 + S2 = ( v1 + v2 )t 13
  14. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 S S v1 + v2 = v2 = v t t 1 120 Thay soá: v2 = 8 4 (m/s) 10 Vò trí gaëp nhau caùch A moät ñoaïn: MA = S1 = v1t = 8.10 = 80m Caâu 5: Hai ñoaøn taøu chuyeån ñoäng ñeàu trong saân ga treân hai ñöôøng saét song song nhau. Ñoaøn taøu A daøi 65m, ñoaøn taøu B daøi 40m. Neáu hai taøu ñi cuøng chieàu, taøu A vöôït taøu B trong khoaûng thôøi gian tính töø luùc ñaàu taøu A ngang ñuoâi taøu B ñeán luùc ñuoâi taøu A ngang ñaàu taøu B laø 70s. Neáu hai taøu ñi ngöôïc chieàu thì töø luùc ñaàu taøu A ngang ñaàu taøu B ñeán luùc ñuoâi taøu A ngang ñuoâi taøu B laø 14s. Tính vaän toác cuûa moãi taøu. Giaûi: Khi hai taøu ñi cuøng chieàu (hình beân) A lA A Quaõng ñöôøng taøu A ñi ñöôïc SA = vA.t SA B Quaõng ñöôøng taøu B ñi ñöôïc SB = vB.t B Nhaän xeùt : SA – SB = (vA-vB)t = lA + lB Vôùi t = 70s ; lA = 65m ; lB = 40m l A lB 65 40 vA – vB = 1,5(m / s) (1) t 70 Khi hai taøu ñi ngöôïc chieàu (hình beân) A B / A Töông töï : SA = vA.t SB / SB = vB.t B l A + lB / Nhaän xeùt : SA + SB = (vA+vB)t = lA + lB Vôùi t/ = 14s l A lB 65 40 vA + vB = 7,5(m / s) t / 14 (2) Töø (1) vaø (2) suy ra vA = 4,5 (m/s) VB = 3 (m/s) Caâu 6: 14
  15. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Moät ñoäng töû xuaát phaùt töø A chuyeån ñoäng treân ñöôøng thaúng höôùng veà ñieåm B vôùi vaän toác ban ñaàu v1= 32m/s. Bieát raèng cöù sau moãi giaây vaän toác cuûa ñoäng töû laïi giaûm ñi moät nöûa vaø trong moãi giaây ñoù ñoäng töû chuyeån ñoäng ñeàu. 1) Sau bao laâu ñoäng töû ñeán ñöôïc ñieåm B, bieát raèng khoaûng caùch AB = 60m 2) Ba giaây sau keå töø luùc ñoäng töû xuaát phaùt, moät ñoäng töû khaùc cuõng xuaát phaùt töø A chuyeån ñoäng veà B vôùi vaän toác khoâng ñoåi v2 = 31m/s. Hai ñoäng töû coù gaëp nhau khoâng? Neáu coù haõy xaùc ñònh thôøi ñieåm gaëp nhau ñoù. Giaûi: 1) Thôøi gian chuyeån ñoäng, vaän toác vaø quaõng ñöôøng ñi ñöôïc cuûa ñoäng töû coù theå bieåu dieãn bôûi baûng sau : Giaây thöù 1 2 3 4 5 6 Vaän toác (m/s) 32 16 8 4 2 1 Quaõng ñöôøng (m) 32 48 56 60 62 63 Caên cöù vaøo baûng treân ta thaáy : Sau 4s ñoäng töû ñi ñöôïc 60m vaø ñeán ñöôïc ñieåm B 2) Cuõng caên cöù vaøo baûng treân ta thaáy hai ñoäng töû seõ gaëp nhau taïi ñieåm caùch A moät khoaûng laø 62m. Ñeå ñöôïc quaõng ñöôøng naøy ñoäng töû thöù hai ñi trong 2s: s2 = v2t = 31.2 = 62(m) Trong 2s ñoù ñoäng töû thöù nhaát ñi ñöôïc s1 = 4 + 2 = 6m (Quaõng ñöôøng ñi ñöôïc trong giaây thöù 4 vaø 5). Vaäy ñeå gaëp nhau ñoäng töû thöù nhaát ñi trong 5 giaây coøn ñoâng töû thöù hai ñi trong 3s * Caâu 7: Khi ñi xuoâi doøng soâng, moät chieác ca noâ ñaõ vöôït moät chieác beø taïi ñieåm A. Sau thôøi gian t = 60phuùt, chieác ca noâ ñi ngöôïc laïi vaø gaëp chieác beø taïi moät ñieåm caùch A veà phía haï löu moät khoaûng l = 6km. Xaùc ñònh vaän toác chaûy cuûa doøng nöôùc. Bieát raèng ñoäng cô cuûa ca noâ chaïy vôùi cuøng moät cheá ñoä ôû caû hai chieàu chuyeån ñoäng. Giaûi: Goïi v1 laø vaän toác cuûa doøng nöôùc (chieác beø) A C v1 D v v1 B v laø vaän toác cuûa ca noâ khi nöôùc ñöùng yeân Khi ñoù vaän toác ca noâ: l - Khi xuoâi doøng : v + v1 - Khi ngöôïc doøng: v – v1 Giaû söû B laø vò trí ca noâ baét ñaàu ñi ngöôïc, ta coù: AB = (v + v1)t Khi ca noâ ôû B giaû söû chieác beø ôû C thì: AC = v1t Ca noâ gaëp beø ñi ngöôïc laïi ôû D thì: l = AB – BD (Goïi t/ laø thôøi gian ca noâ ngöôïc leân gaëp beø) / l = (v + v1)t – (v – v1)t (1) Maët khaùc : l = AC + CD 15
  16. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 / l = v1t + v1t (2) / / / / / Töø (1) vaø (2) ta coù (v + v1)t – (v – v1)t = v1t + v1t vt + v1t –vt + v1t = v1t + v1t vt = –vt/ t = t/ (3) l 6 Thay (3) vaøo (2) ta coù : l = v1t + v1t v1 = 3(km/h) 2t 2 Baøi 8 Moät ñoäng töû xuaát phaùt töø A treân ñöôøng thaúng höôùng veà B vôùi vaän toác ban ñaàu V0 = 1 m/s, bieát raèng cöù sau 4 giaây chuyeån ñoäng, vaän toác laïi taêng gaáp 3 laàn vaø cöù chuyeån ñoäng ñöôïc 4 giaây thì ñoäng töû ngöøng chuyeån ñoäng trong 2 giaây. trong khi chuyeån ñoäng thì ñoäng töû chæ chuyeån ñoäng thaúng ñeàu. Sau bao laâu ñoäng töû ñeán B bieát AB daøi 6km? Giaûi: Cöù 4 giaây chuyeån ñoäng ta goïi laø moät nhoùm chuyeån ñoäng Deã thaáy vaän toác cuûa ñoäng töû trong caùc n nhoùm chuyeån ñoäng ñaàu tieân laø: 30 m/s; 31 m/s; 32 m/s , 3n-1 m/s , , vaø quaõng ñöôøng töông öùng maø ñoäng töû ñi ñöôïc trong caùc nhoùm thôøi gian töông öùng laø: 4.30 m; 4.31 m; 4.32 m; ; 4.3n-1 m; . Vaäy quaõng ñöôøng ñoäng töû chuyeån ñoäng trong thôøi gian naøy laø: 0 1 2 n-1 Sn = 4( 3 + 3 + 3 + .+ 3 ) 0 1 2 n – 1 n 1 2 n – 1 Ñaët Kn = 3 + 3 + 3 + + 3 Kn + 3 = 1 + 3( 1 + 3 + 3 + + 3 ) n n 3 1 Kn + 3 = 1 + 3Kn K n 2 n Vaäy: Sn = 2(3 – 1) Vaäy ta coù phöông trình: 2(3n -1) = 6000 3n = 2999. Ta thaáy raèng 37 = 2187; 38 = 6561, neân ta choïn n = 7. Quaõng ñöôøng ñoäng töû ñi ñöôïc trong 7 nhoùm thôøi gian ñaàu tieân laø: 2.2186 = 4372 m Quaõng ñöôøng coøn laïi laø: 6000 – 4372 = 1628 m Trong quaõng ñöôøng coøn laïi naøy ñoäng töû ñi vôùi vaän toác laø ( vôùi n = 8): 37 = 2187 m/s 1628 Thôøi gian ñi heát quaõng ñöôøng coøn laïi naøy laø: 0,74(s) 2187 Vaäy toång thôøi gian chuyeån ñoäng cuûa ñoäng töû laø: 7.4 + 0,74 = 28,74 (s) Ngoaøi ra trong quaù trình chuyeån ñoäng. ñoäng töû coù nghæ 7 laàn ( khoâng chuyeån ñoäng) moãi laàn nghæ laø 2 giaây, neân thôøi gian caàn ñeå ñoäng töû chuyeån ñoäng töø A tôùi B laø: 28,74 + 2.7 = 42,74 giaây. L(m) 400 16 200 0 10 30 60 T(s 80 )
  17. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Baøi 9: Treân ñoaïn ñöôøng thaúng daøi, caùc oâ toâ ñeàu chuyeån ñoäng vôùi vaän toác khoâng ñoåi v1(m/s) treân caàu chuùng phaûi chaïy vôùi vaän toác khoâng ñoåi v2 (m/s) Ñoà thò beân bieåu dieãn söï phuï thuoäc khoaûng caùch L giöõa hai oâ toâ chaïy keá tieáp nhau trong thôøi gian t. Tìm caùc vaän toác V1; V2 vaø chieàu daøi cuûa caàu. Giaûi: Töø ñoà thò ta thaáy: treân ñöôøng, hai xe caùch nhau 400m Treân caàu chuùng caùch nhau 200 m Thôøi gian xe thöù nhaát chaïy treân caàu laø T1 = 50 (s) Baét ñaàu töø giaây thöù 10, xe thöù nhaát leân caàu vaø ñeán giaây thöù 30 thì xe thöù 2 leân caàu. Vaäy hai xe xuaát phaùt caùch nhau 20 (s) Vaäy: V1T2 = 400 V1 = 20 (m/s) V2T2 = 200 V2 = 10 (m/s) Chieàu daøi cuûa caàu laø l = V2T1 = 500 (m) CHUÛ ÑEÀ 2: CHUYEÅN ÑOÄNG KHOÂNG ÑEÀU- VAÄN TOÁC TRUNG BÌNH 17
  18. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 ( tt ) BAØI TAÄP: 10) Moät oâtoâ chuyeån ñoäng töø ñòa ñieåm A ñeán ñòa ñieåm B caùch nhau 180km. Trong nöûa ñoaïn ñöøông ñaàu xe ñi vôùi vaän toác v1= 45km/h, nöûa ñoaïn ñöôøng coøn laïi xe chuyeån ñoäng vôùi vaän toác v2= 30km/h. a) Sau bao laâu xe ñeán B? b) Tính vaän toác trung bình cuûa xe treân caû ñoaïn ñöôøng AB? c) Aùp duïng coâng thöùc v=v1+v2 / 2 tìm keát quaû vaø so saùnh vôùi keát quaû ôû caâu b, töø ñoù ruùt ra nhaän xeùt. Giải: AB 180 a)Thời gian xe đi nửa đoạn đường đầu: t1 2 giờ 2v1 2.45 AB 180 Thời gian xe đi nửa đoạn đường sau: t2 3 giờ 2v2 2.30 Thời gian xe đi cả đoạn đường: t = t1 + t2 = 2 + 3 = 5 giờ AB 180 b) Vận tốc trung bình của xe: v 36km / h t 5 v v 45 30 c) Ta có: v 1 2 37,5km / h 2 2 * Nhận xét: Kết quả v 37,5km / h vận tốc trung bình ( 36km/h ). Vận tốc trung bình hoàn toàn khác với trung bình cộng các vận tốc. 11) Moät vaät chuyeån ñoäng treân ñoaïn ñöôøng thaúng MN. Nöûa ñoaïn ñöôøng ñaàu vaät ñi vôùi vaän toác v1 = 30km/h. Nöûa ñoaïn ñöôøng sau vaät chuyeån ñoäng theo hai giai ñoaïn: trong nöûa thôøi gian ñaàu, vaät ñi vôùi vaän toác v2= 10km/h, nöûa thôøi gian sau vaät ñi vôùi vaän toác v3= 10km/h. Tính vaän toác trung bình cuûa vậït treân ñoaïn ñöôøng MN. Giải: Gọi S là chiều dài quãng đường MN; t1 và t2 là thời gian đi nửa đầu đoạn đường S và nửa đoạn đường còn lại. Ta có : t1 2v1 t Thời gian người ấy đi với vận tốc v và v đều là 2 . Đoạn đường đi được tương 2 3 2 t t ứng với các thời gian này là: S v . 2 và S v . 2 2 2 2 3 3 2 S t t S Theo điều kiện bài toán: S S v 2 v 2 2 3 2 2 2 3 2 2 18
  19. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 S (v2 v3 ).t S t2 v2 v3 Thời gian đi hết quãng đường: S S S S S t t1 t2 2v1 v2 v3 60 30 20 S S Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường MN: v 20km / h t S / 20 12) Moät oâtoâ chuyeån ñoäng treân ñoaïn ñöôøng AB = 120km vôùi vaän toác trung bình v = 40km/h. Bieát nöûa thôøi gian ñaàu vaän toác cuûa oâtoâ laø v1= 55km/h, tính vaän toác cuûa oâtoâ trong nöûa thôøi gian sau. Cho raèng trong caùc giai ñoaïn oâtoâ chuyeån ñoäng ñeàu. Giải: S 120 Thời gian chuyển động : t = 3 giờ v 40 Quãng đường ô tô đi trong nửa thời gian đầu: 1 S v . 55.1,5 82,5km 1 1 2 Quãng đường ô tô đi trong nửa thời gian sau: S2 AB S1 120 82,5 37,5km Vận tốc của ô tô đi trong nửa thời gian sau: S2 37,5 v2 25km / h t2 1,5 13) Moät ngöôøi ñi xe maùy chuyeån ñoäng theo 3 giai ñoaïn : Giai ñoaïn 1: Chuyeån ñoäng thaúng ñeàu vôùi vaän toác v1 = 12km/h trong 2km ñaàu tieân. Giai ñoaïn 2: Chuyeån ñoäng bieán ñoåi vôùi vaän toác trung bình v2 = 20km/h trong 30 phuùt . Giai ñoaïn 3: Chuyeån ñoäng ñeàu 19
  20. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 treân quaõng ñöôøng 4km trong thôøi gian 10 phuùt. Tính vaän toác trung bình treân caû 3 giai ñoaïn. Giải: Thời gian chuyển động giai đoạn 1: S1 2 1 t1 giờ t1 12 6 Quãng đường chuyển động trong giai đoạn 2: 1 S v t 20. 10km 2 2 2 2 Tổng quãng đường của ba giai đoạn: S S1 S2 S3 2 10 4 16km Tổng thời gian của ba giai đoạn: 1 1 1 5 t t t t giờ 1 2 3 6 2 6 6 Vận tốc trung bình trên cả quãng đường: S 16.6 v 19,2km / h t 5 CHUÛ ÑEÀ 3 : LÖÏC – SÖÏ CAÂN BAÈNG LÖÏC – LÖÏC MA SAÙT I – TOÙM TAÉT KIEÁN THÖÙC: - Löïc coù theå laøm thay ñoåi vaän toác cuûa vaät. Ñôn vò cuûa löïc laø Niutôn (N) - Löïc laø ñaïi löôïng vectô ñöôïc bieåu dieãn baèng moät muõi teân coù: + Goác laø ñieåm ñaët cuûa löïc. + Phöông, chieàu truøng vôùi phöông, chieàu cuûa löïc. + Ñoä daøi bieåu thò cöôøng ñoä cuûa löïc theo tæ xích cho tröôùc. - Hai löïc caân baèng laø hai löïc cuøng ñaët leân moät vaät, cuøng cöôøng ñoä, phöông cuøng naèm treân moät ñöôøng thaúng, chieàu ngöôïc nhau. 20
  21. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 - Döùôi taùc duïng cuûa caùc löïc caân baèng, moät vaät ñang ñöùng yeân seõ tieáp tuïc ñöùng yeân, ñang chuyeån ñoäng seõ tieáp tuïc chuyeån ñoäng thaúng ñeàu. Chuyeån ñoäng naøy goïi laø chuyeån ñoäng theo quaùn tính. - Tính chaát giöõ nguyeân vaän toác cuûa vaät goïi laø quaùn tính. - Löïc ma saùt tröôït sinh ra khi moät vaät chuyeån ñoäng tröôït treân beà maët moät vaät khaùc. Löïc ma saùt laên sinh ra khi moät vaät laên treân beà maët moät vaät khaùc. - Löïc ma saùt nghæ giöõ cho vaät ñöùng yeân khi vaät bò caùc taùc duïng cuûa löïc khaùc. - Löïc ma saùt coù theå coù haïi hoaëc coù ích. II – PHÖÔNG PHAÙP GIAÛI: 1. Caùch nhaän bieát löïc Caên cöù vaøo vaän toác chuyeån ñoäng cuûa vaät: - Neáu vaän toác khoâng ñoåi caû veà höôùng vaø ñoä lôùn: Khoâng coù löïc taùc duïng hoaëc caùc löïc taùc duïng caân baèng nhau. - Neáu vaän toác thay ñoåi ( coù theå thay ñoåi höôùng, ñoä lôùn hoaëc thay ñoåi caû hai): coù löïc taùc duïng vaø caùc löïc taùc duïng khoâng caân baèng nhau. 2- Caùch bieåu dieãn vectô löïc: Caên cöù vaøo quy öôùc: Löïc laø ñaïi löôïng vectô ñöôïc bieåu dieãn baèng moät muõi teân coù: + Goác laø ñieåm ñaët cuûa löïc. + Phöông, chieàu truøng vôùi phöông, chieàu cuûa löïc. + Ñoä daøi bieåu thò cöôøng ñoä cuûa löïc theo tæ xích cho tröôùc. 3- Caùch phaân tích löïc taùc duïng leân vaät: - Caên cöù vaøo ñaëc ñieåm chuyeån ñoäng cuûa vaät, xem caùc löïc taùc duïng coù caân baèng hay khoâng. - Söû duïng quy taéc veõ löïc vaø naém vöõng ñaëc ñieåm cuûa moät soá loaïi löïc ñaõ hoïc: + Troïng löïc: laø löïc huùt cuûa Traùi Ñaát taùc duïng leân vaät. + Löïc ñaøn hoài xuaát hieän khi vaät coù tính ñaøn hoài bò bieán daïng. + Löïc ma saùt tröôït, ma saùt laên xuaát hieän khi moät vaät tröôït hay laên treân beà maët vaät khaùc vaø caûn trôû chuyeån ñoäng cuûa vaät. + Löïc ma saùt nghæ xuaát hieän khi vaät chòu taùc duïng cuûa löïc nhöng vaãn khoâng chuyeån ñoäng. 4- Caùch so saùnh möùc quaùn tính cuûøa caùc vaät: - Vaät coù khoái löôïng lôùn thì coù quaùn tính lôùn. - Vaät coù khoái löôïng nhoû thì coù quaùn tính nhoû. 5- Baøi toaùn hai löïc caân baèng 21
  22. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 - Hai löïc caân baèng coù ñaëc ñieåm : Cuøng taùc duïng leân moät vaät, cuøng naèm treân moät ñöôøng thaúng, cuøng ñoä lôùn (F1=F2) vaø ngöôïc chieàu. - Khi moät vaät chòu taùc duïng cuûa caùc löïc caân baèng: + Neáu vaät ñang ñöùng yeân thì noù seõ ñöùng yeân maõi. + Neáu vaät ñang chuyeån ñoäng thì noù seõ chuyeån ñoäng ñeàu maõi. III – BAØI TAÄP: 1) Treo moät vaät vaøo löïc keá thaáy löïc keá chæ 25N. a) Haõy cho bieát caùc löïc naøo ñaõ taùc duïng vaøo vaät, chuùng coù ñaëc ñieåm gì? b) Khoái löôïng vaät laø bao nhieâu? Giải: a) Có hai lực tác dụng lên vật: Trọng lực (lực hút của Trái Đất ) và lực đàn hồi của lò xo lực kế. Khi vật đứng yên (cân bằng), hai lực này cân bằng nhau. b) Ví hai lực cân bằng nên giá trị của trọng lực bằng đúng số chỉ của lực kế tức là bằng 25N, suy ra khối lượng vật là 2,5kg 2) Moät quaû caân coù khoái löôïng 1kg ñöôïc ñaët treân moät mieáng goã naèm treân baøn. Mieáng goã vaãn giöõ nguyeân traïng thaùi ñöùng yeân maëc duø coù löïc eùp töø quaû caân leân noù. Ñieàu naøy coù maâu thuaãn gì vôùi taùc duïng cuûa löïc hay khoâng? Haõy giaûi thích. Giải: Không mâu thuẫn gì, vì ngoài lực ép của quả cân, còn có lực đàn hồi của mặt bàn chống lại sự biến dạng, lực này cân bằng với lực ép tác dụng lên miếng gỗ làm cho miếng gỗ vẫn đứng yên. 3) Nhöõng haønh khaùch ngoài treân xe oâtoâ cho bieát: khi xe chuyeån ñoäng nhanh, neáu phanh ñeå xe döøng laïi ñoät ngoät thì hoï coù xu höôùng bò ngaõ veà phía tröôùc. Haõy giaûi thích taïi sao? Giải: Khi xe chuyển động nhanh, người ngồi trên xe chuyển động cùng với xe. Khi phanh làm cho xe dừng lại đột ngột, chân người cũng dừng lại cùng với sàn xe, nhưng do quán tính phần phía trên của cơ thể người vẫn có xu hướng chuyển động tới trước với vận tốc như cũ, chính vì lí do này mà người có xu hướng bị ngã chúi về phía trước . 4) Moät quaû caàu coù khoái löôïng m = 2kg ñöôïc treo baèng moät sôïi daây maûnh. Haõy phaân tích caùc löïc taùc duïng leân quaû caàu. Caùc löïc taùc duïng leân quaû caàu coù ñaëc ñieåm gì? Vì sao em bieát? Duøng hình veõ ñeå minh hoïa. Giải: Quả cầu chịu tác dụng của hai lực: Trọng lực và lực căng của dây treo. - Trọng lực hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn P= 20N. - Lực căng của dây treo hướng thẳng đứng lên trên, có độ lớn T=P= 20N. 22
  23. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 - Trọng lực P và lực căng dây T cân bằng nhau vì quả cầu đứng yên. Hình vẽ bên minh họa các lực. 5) Moät oâtoâ coù khoái löôïng 4 taán vaø moät oâtoâ loaïi nhoû coù khoái löôïng 1 taán cuøng chuyeån ñoäng thaúng ñeàu. a) Caùc löïc taùc duïng leân moãi oâtoâ coù ñaëc ñieåm gì gioáng nhau? b) Khi hai xe cuøng chaïy vôùi vaän toác nhö nhau, xe naøo coù theå döøng laïi nhanh hôn neáu gaëp chöôùng ngaïi vaät phía tröôùc? Vì sao? Giải: a) Các lực tác dụng lên mỗi ôtô đều cân bằng nhau vì cả hai xe đều chuyển động thẳng đều. b) Khi hai xe cùng chạy với vận tốc như nhau, nếu gặp chướng nhại vật phía trước, xe ô tô nhỏ có thể dừng lại nhanh hơn vì ô tô nhỏ có khối lượng nhỏ hơn nên mức quán tính của nó cũng nhỏ hơn. 6) Treo vaät A vaøo moät löïc keá thaáy löïc keá chæ 12N. Moùc theâm vaät B vaøo löïc keá thaáy löïc keá chæ 18N. Tính khoái löôïng cuûa vaät B. Giải: Khi chỉ treo vật A, số chỉ của lực kế bằng trọng lượng của vật: F 12 F P 10.m m 1 1,2kg 1 A A A 10 10 Khi treo thêm vật B, số chỉ của lực kế bằng tổng trọng lượng của hai vật: F 18 F P P (m m ).10 (m m ) 2 1,8kg 2 A B A B A B 10 10 Khối lượng vật B: mB = 1,8 - 1,2 = 0,6kg 7) Trong nhieàu tröôøng hôïp, löïc ma saùt laø coù lôïi, nhöng cuõng coù raát nhieàu tröôøng hôïp löïc ma saùt laø coù haïi. Haõy tìm hieåu vaø neâu moät soá thí duï veà vaán ñeà treân. Giải: Ma sát có lợi: Nhờ có ma sát mà ta có thể cầm, giữ được các vật trên tay. Nhờ có ma sát mà các loại xe tự hành như ô tô, xe máy, thậm chí là con người có thể chuyển động được trên mặt đất. Ma sát có hại: Trong các máy móc hoạt động, các chi tiết máy thường cọ xát, trượt trên nhau, ma sát trong trường hợp này làm mài mòn các chi tiết, nếu không có biện pháp giảm ma sát thì các chi tiết máy nhanh bị hư hỏng. 8) Ngöôøi ta ñöa hai con thuyeàn gioáng heät nhau vaøo bôø. ÔÛ thuyeàn thöù nhaát, moät ñaàu cuûa daây thöøng buoäc chaët vaøo caùi coïc caém treân bôø, ñaàu coøn laïi do thuûy thuû ngoài treân thuyeàn keùo. ÔÛ thuyeàn thöù hai, moät ñaàu daây thöøng do moät ngöôøi ngoài treân bôø keùo, ñaàu coøn laïi do moät thuûy thuû ngoài treân thuyeàn keùo. Caû ba ngöôøi keùo cuøng moät löïc. Hoûi thuyeàn naøo vaøo bôø tröôùc? 23
  24. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Giải: Theo nguyên lí tác dụng và phản tác dụng thì ở thuyền thứ nhất, khi thủy thủ trên thuyền kéo dây bằng một lực F, dây căng, khi đó cọc sẽ tác dụng trở lại một lực F 1 giống như lực F do người ngồi trên bờ kéo thuyền thứ hai. Kết quả là hai trường hợp lực tác dụng giống nhau và hai thuyền cùng vào bờ cùng một lúc. 9) Một quả cân có khối lượng 1kg được đặt trên một miếng gỗ nằm trên bàn. Miếng gỗ vẫn giữ nguyên trạng thái đứng yên mặc dù có lực ép từ quả cân lên nó. Điều này có mâu thuẫn gì với tác dụng của lực hay không? Hãy giải thích. Giải: Không mâu thuẫn gì , vì ngoài lực ép của quả cân, còn có lực đàn hồi của mặt bàn chống lại sự biến dạng, lực này cân bằng với lực ép tác dụng lên miếng gỗ làm cho miếng gỗ vẫn đứng yên. 10) khi bút máy bị tắt mực , các học sinh thường cầm bút máy vẩy mạnh. Làm như vậy có tác dụng gì? Kiến thức vật lí nào đã được áp dụng? Giải: Động tác vẩy mạnh bút cho mực ra đã ứng dụng tính quán tính của các vật. Khi vẩy mạnh, bút và mực trong bút cùng chuyển động, khi bút dừng lại đột ngột do quán tính mà mực trong bút vẫn duy trì vận tốc cũ và làm cho nó văng ra khỏi bút. 11) Một học sinh kéo chiếc hộp gỗ trên bàn thông qua lực kế. Ban đầu, lực kéo nhỏ hộp gỗ không nhúc nhích, tăng dần lực kéo một chút hộp gỗ vẫn không nhúc nhích. Khi lực kéo đạt đến một giá trị F nào đó ( bằng số chỉ trên lực kế thì thấy hộp gỗ bắt đầu nhúc nhích. 24
  25. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 a) Giải thích vì sao khi lực kéo còn nhỏ hơn giá trị F thì hộp gỗ không nhúc nhích. Lực ma sát xuất hiện trong trường hợp này là lực ma sát gì? b) Khi hộp gỗ bắt đầu nhúc nhích, lực ma sát trong trường hợp này là lực ma sát gì? c) So sánh độ lớn của lực ma sát trong hai trường hợp a và b. Giải: a) Khi lực kéo còn nhỏ hơn giá trị F thì giữa hộp gỗ và mặt bàn xuất hiện lực ma sát nghỉ , lực ma sát nghỉ này cân bằng với lực F làm cho hộp gỗ vẫn đứng yên. Khi lực kéo tăng nhưng vẫn nhỏ hơn F thì lực ma sát nghỉ cũng tăng theo để cân bằng với lực kéo và hộp gỗ vẫn không chuyển động. b) Khi hộp gỗ bắt đầu nhúc nhích, lực ma sát trong trường hợp này là lực ma sát trượt . Độ lớn của lực ma sát trượt nhỏ hơn so với độ lớn của lực kéo F. 12) Một vật đang chuyển động thẳng đều, chịu tác dụng của hai lực F1 và F2 , a) Các lực F1 và F2 có đặc điểm gì? b) Tại một thời điểm nào đó, lực F1 mất đi , vật sẽ chuyển động như thế nào? Tại sao? Giải: a) Vì vật đang chuyển động thẳng đều nên các lực F1 và F2 là hai lực cân bằng. b) Khi lực F1 mất đi, dưới tác dụng của lực F2 vật sẽ thay đổi vận tốc: - Nếu lực F2 cùng hướng với chuyển động ban đầu thì vận tốc của vật sẽ tăng dần. - Nếu lực F2 ngược hướng với chuyển động ban đầu thì vận tốc của vật sẽ giảm dần. 25
  26. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 CHUÛ ÑEÀ 4: AÙP SUAÁT I TOÙM TAÉT KIEÁN THÖÙC: - Aùp suaát laø ñoä lôùn cuûa aùp löïc treân moät ñôn vò dieän tích bò eùp. - Coâng thöùc: p= F/S Trong ñoù: F laø aùp löïc (N) S laø dieän tích bò eùp (m2) - Ñôn vò aùp suaát laø Niutôn treân meùt vuoâng (N/m2) coøn goïi laø Paxcan kí hieäu laø Pa - Chaát loûng gaây aùp suaát theo moïi phöông leân ñaùy bình, thaønh bình vaø caùc vaät ôû trong loøng noù. - Coâng thöùc: p= h.d - Trong ñoù: h laø ñoä cao tính töø ñieåm tính aùp suaát ñeán maët thoaùng cuûa chaát loûng(m), d laø troïng löôïng rieâng cuûa chaát loûng (N/m3) - Trong bình thoâng nhau chöùa cuøng moät chaát loûng ñöùng yeân, caùc maët thoaùng cuûa chaát loûng ôû hai nhaùnh khaùc nhau ñeàu cuøng moät ñoä cao. - Döïa vaøo khaû naêng truyeàn nguyeân veïn aùp suaát beân ngoaøi taùc duïng leân chaát loûng, ngöøôi ta cheá taïo ra maùy duøng chaát loûng. - Do khoâng khí taïo thaønh khí quyeån coù troïng löôïng neân Traùi Ñaát vaø moïi vaät treân Traùi Ñaát ñeàu chòu taùc duïng cuûa aùp suaát khí quyeån. - Ñôn vò thöôøng duøng cuûa aùp suaát khí quyeån laø milimeùt thuûy ngaân (mmHg) hoaëc centimeùt thuûy ngaân (cmHg) II- PHÖÔNG PHAÙP GIAÛI: 1- Tính aùp suaát do vaät naøy eùp leân vaät khaùc - Tìm aùp löïc F (N), tìm dieän tích bò eùp S (m2) - Aùp duïng coâng thöùc: p=F/S 2. Tính aùp suaát cuûa chaát loûng - Duøng coâng thöùc: p= h.d - Chuù yù: ÔÛ nhöõng ñieåm coù cuøng ñoä saâu, aùp suaát chaát loûng laø baèng nhau. 3. Tính aùp suaát khí quyeån - Ñeå ño aùp suaát khí quyeån, duøng oáng Toârixenli: Aùp suaát khí quyeån baèng aùp suaát gaây ra do troïng löôïng cuûa coät thuûy ngaân trong oáng. - Aùp duïng coâng thöùc: p=h.d Trong ñoù: h laø ñoä cao cuûa coät thuûy ngaân trong oáng (cm) 26
  27. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 d= 136000N/m3 laø troïng löôïng rieâng cuûa thuûy ngaân - Chuù yù: Vôùi ñoä cao khoâng lôùn laém, cöù leân cao 12m aùp suaát khí quyeån giaûm 1mmHg. 4. Baøi toaùn maùy duøng chaát loûng: Aùp duïng coâng thöùc: F/f=S/s Trong ñoù f vaø s laø löïc taùc duïng leân píttoâng nhoû vaø dieän tích cuûa pittoâng nhoû. F vaø S laø löïc naâng pittoâng lôùn vaø dieän tích pittoâng lôùn ( Xem hình) II- BAØI TAÄP: 1) Moät xe taêng coù troïng löôïng P = 30000N, dieän tích tieáp xuùc cuûa caùc baûn xích xe taêng leân maët ñaát laø 1,2 m2. a) Tính aùp suaát cuûa xe taêng taùc duïng leân maët ñöôøng. b) Haõy so saùnh aùp suaát cuûa xe taêng leân maët ñaát vôùi aùp suaát cuûa moät ngöôøi naëng 70kg coù dieän tích tieáp xuùc cuûa hai baøn chaân leân maët ñaát laø 200cm2 vaø ruùt ra keát luaän. Giải: a) Áp lực của xe tăng tác dụng lên mặt đất bằng đúng trọng lượng của xe tăng: F = P = 30000N. F 30000 Áp suất: p 25000N / m2 S 1,2 b) Trọng lượng của người: P’= 10.m = 10.70= 700N Áp lực của người lên mặt đất: F’ = P’ = 700N. Diên tích mặt tiếp xúc: S’ =200cm2 = 0,02m2 F ' 700 Áp suất: p' 35000N / m2 S ' 0,02 So sánh: p’ = 35000N/m2 > p = 25000N/m2 Kết luận: Áp suất phụ thuộc vào áp lực và diện tích bị ép, vật có trọng lượng lớn có thể gây áp suất nhỏ nếu diện tích mặt tiếp xúc lớn, ngược lại vật có trọng lượng nhỏ có thể gây áp suất lớn nếu diện tích mặt tiếp xúc nhỏ. 2) Ngöôøi ta duøng moät caùi ñoät ñeå ñuïc loã treân moät taám toân moûng. Muõi ñoät coù tieát dieän S = 0,0000005 m2, aùp löïc do buùa ñaäp vaøo ñoät laø 40N, tính aùp suaát do muõi ñoät taùc duïng leân taám toân. Giải: Aùp suaát taùc duïng leân taám toân: p=F/S= 40 / 0,0000005 = 80000000 N/m2 3) Moät taøu ngaàm laën döôùi ñaùy bieån, aùp suaát taùc duïng leân maët ngoaøi cuûa thaân taøu ño ñöôïc baèng aùp keá cuûa taøu laø 1545000 N/m2. Hoûi taøu ñang ôû ñoä saâu naøo? Bieát raèng troïng löôïng rieâng trung bình cuûa nöôùc bieån laø 10300N/m3. 27
  28. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Giải: 3. Töø coâng thöùc aùp suaát : p=h.d = => ñoä saâu cuûa taøu ngaàm: h=p/d = 1545000 / 10300 = 150m. 4) Tính löïc taùc duïng leân caùnh buoàm bieát dieän tích caùnh buoàm laø 16m2, aùp suaát cuûa gioù leân caùnh buoàm laø 360N/m2. Neáu löïc taùc duïng leân caùnh buoàm laø 6400N thì caùnh buoàm phaûi chòu aùp suaát bao nhieâu? Giải: Töø coâng thöùc p= F/S=> löïc taùc duïng leân caùnh buoàm: F= P.S = 360.16= 5760N Neáu löïc taùc duïng leân caùnh buoàm laø 6400N thì caùnh buoàm phaûi chòu aùp suaát laø: p’ = F’/S = 6400/16 = 400N/m2 5) Một người thợ lặn lặn xuống độ sâu 40m so với mặt nước biển. a) Tính áp suất của độ sâu ấy ? b) Cửa chiếu sáng của áo lặn có diện tích 0,018m2. Tính áp lực của nước tác dụnglên phần diện tích này. Cho trọng lượng riêng trung bình của nước là 10300N/m3. Giải: a) Tính áp suất của độ sâu 40m. Ta có: p = h.d = 40.10300 = 412000N/m2. b) Ap lực tác dụng lên phần diện tích của cửa chiếu sáng: F=p.S= 412000.0,018 = 7416N. 6) Moät toa taøu löûa khoái löôïng 48 taán coù 4 truïc baùnh saét, moãi truïc coù 2 baùnh xe, dieän tích tieáp xuùc cuûa moãi baùnh xe vôùi maët ray laø 4,5 cm2. c) Tính aùp suaát cuûa toa taøu leân ñường ray khi toa taøu ñoã treân maët ray baèng phaúng. d) Tính aùp suaát cuûa toa taøu leân maët ñaát neáu toång dieän tích tieáp xuùc ray vaø taø veït leân maët ñaát laø 2,4 m2. Giải: Dieän tích tieáp xuùc toång coäng cuûa caùc baùnh xe leân maët ray: S = (4.2) 4,5 = 36 cm2 = 0,0036 m2. Aùp löïc do toa taøu taùc duïng xuoáng ray baèng ñuùng troïng löôïng cuûa toa taøu: F= P = 10m = 10.48000= 480000N Aùp suaát taùc duïng leân ray: p= F/S = 480000 / 0,0036 = 133333333,3 N/m2 b) Aùp suaát do toa taøu taùc duïng leân maët ñaát: F 480000 p ' 200000 N / m2 S ' 2,4 28
  29. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 2 7) Tieát dieän pittông nhỏ của một cái kích dùng dầu là 1,35cm2 , của pittông lớn là 170 cm . Người ta dùng kích để nâng một vật có trọng lượng 42000N. Hỏi phải tác dụng lên pittông nhỏ một lực là bao nhiêu? Giải: F S Aùp duïng coâng thöùc veà maùy duøng chaát loûng: f s s 1,35 Löïc taùc duïng leân pittoâng nhoû: f F 42000 333,5N S 170 8) Đường kính pittông nhỏ của một máy dầu dùng chất lỏng là 2cm.Hỏi diện tích tối thiểu của pittông lớn là bao nhiêu để tác dụng một lực 120N lên pittông nhỏ có thể nâng được một ô tô có trọng lượng 24000N. Giải: d 2 22 Dieän tích pittoâng nhoû: s 3,14. 3,14cm2 4 4 F S Töø coâng thöùc: dieän tích toái thieåu cuûa pittoâng lôùn laø: f s F 24000 S s 3,14 628cm2 f 120 9) Một cái cốc nổi trong một bình chứa nước, trong cốc có một hòn đá. Mức nước trong bình thay đổi như thế nào, nếu lấy hòn đá ra và thả vào bình? Giải: Goïi H laø ñoä cao cuûa möïc nöôùc trong bình ban ñaàu, S laø dieän tích ñaùy bình, dn laø troïng löôïng rieâng nöôùc. Aùp löïc cuûa nöôùc taùc duïng leân ñaùy bình: F1 = dn. S. H Khi thaû hoøn ñaù xuoáng, möïc nöôùc luùc naøy laøh. Aùp löïc taùc duïng leân ñaùy laø: F2 = dn.S.h+ Fñaù Vì troïng löôïng rieâng cuûa coác, nöôùc vaø ñaù khoâng thay ñoåi neân: F1 = F2 Töùc laø: dn.s.H = dn.S.h+Fñaù . Vì ñaù coù troïng löôïng rieâng Fñaù > 0 dn.S.H > dn.S.h Suy ra: H > h: möïc nöôùc giaûm 10) Một cốc hình lăng trụ, đáy hình vuông có cạnh a chứa một chất lỏng. Tính độ cao H của cột chất lỏng để áp lực F tác dụng lên thành cốc có giá trị bằng áp lực của chất lỏng lên đáy cốc. Giải: Dieän tích moät maët thaønh bình tieáp xuùc vôùi chaát loûng S1 = a.H 29
  30. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Vì aùp suaát chaát loûng taêng ñeàu theo ñoä saâu neân ta laáy giaù trò trung bình cuûa aùp suaát taïi ñieåm giöõa coät chaát loûng, ñeå aùp löïc ( löïc eùp) leân thaønh bình: d.H d.H.a.H d.a.H 2 F .S 1 2 1 2 2 Aùp löïc cuûa chaát loûng leân ñaùy: F2 = d.H.a 2 Theo ñieàu kieän baøi toaùn d.a.H 2 d.H.a2 H 2a 2 11) Một vật hình hộp chữ nhật kích thước 50(cm)x40(cm)x20(cm) đặt trên mặt bàn nằm ngang. Trọng lượng riêng của chất làm vật d=78000N/m 3. Tính áp suất lớn nhất và nhỏ nhất trên mặt bàn. Giải: Áp suất lớn nhất: p = 39000N/m2 2 Áp suất nhỏ nhất: p1 = 15600 N/m Chuû ñeà 5: Löïc ñaåy AÙCSIMEÙT- SÖÏ NOÅI CUÛA VAÄT A. TOÙM TAÉT KIEÁN THÖÙC CAÀN NHÔÙ: 30
  31. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 1. Löïc đẩy Ácsimét: Moät vaät nhuùng vaøo chaát loûng bò chaát loûng ñaåy töø döôùi leân vôùi löïc coù ñoä lôùn baèng moät troïng löôïng cuûa phaàn chaát loûng maø ñöôïc chieám choã. Löïc naøy goïi laø löïc ñaåy AÙCSIMEÙT. - Coâng thöùc tính löïc đẩy Ácsimét : F = d.V Trong ñoù: d laø troïng löôïng rieâng cuûa chaát loûng. V laø theå tích phaàn chaát loûng bò chieám choã. 2. Söï noåi cuûa vaät Moät vaät thaû vaøo chaát loûng coù theå noåi leân beà maët chaát loûng, chìm xuoáng ñaùy hoaëc lô löûng trong loøng chaát loûng. - Khi vaät noåi: P F. - Khi vaät lô löûng trong loøng chaát loûng: P= F. B. Phöông phaùp giaûi 1. Tính löïc ñaåy AÙCSIMEÙT - Duøng coâng thöùc F = d. V - Chuù yù: + Khi vaät noåi: V laø phaàn theå tích chaát loûng bò vaät chieám choã ( khaùc vôùi theå tích cuûa vaät) . + Khi vaät chìm hay lô löûng trong chaát loûng: Theå tích phaàn chaát loûng bò vaät chieám choã cuõng laø theå tích cuûa vaät. 2. Xaùc ñònh ñieàu kieän vaät noåi, chìm hay lô löûng trong chaát loûng So saùnh troïng löôïng p cuûa vaät vôùi löïc ñaåy AÙCSMEÙT: - Khi vaät noåi : P F . - Khi vaät lô löûng trong loøng chaát loûng: P = F. C – BAØI TAÄP: 1) Moät hình caàu coù theå tích V thaû vaøo moät chaäu nöôùc thaáy vaät chæ bò chìm trong nöôùc moät nöûa, nöûa coøn laïi noåi treân maët nöôùc. Tính khoái löôïng rieâng cuûa chaát laøm quaû caàu bieát khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc laø D = 1000kg/m3. 2) Thaû hai vaät coù khoái löôïng baèng nhau chìm trong moät coác nöôùc. Bieát vaät thöù nhaát laøm baèng ñoàng, vaät thöù hai laøm baèng nhoâm, hoûi löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät naøo lôùn hôn? Haõy giaûi thích taïi sao? 3) Ba vaät laøm baèng ba chaát khaùc nhau nhöng coù cuøng theå tích, khi nhuùng chìm hoaøn toaøn chuùng vaøo trong cuøng moät chaát loûng thì löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân chuùng coù baèng nhau khoâng? Giaûi thích. 31
  32. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 4) Moät vaät laøm baèng kim loaïi, neáu boû vaøo bình chöùa coù vaïch chia theå tích thì laøm cho nöôùc trong bình daâng leân theâm 50cm3. Neáu treo vaät vaøo moät löïc keá thì löïc keá chæ 3,9N. Cho troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc d = 10000N/m3 a) Tính löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät. b) Xaùc ñònh khoái löôïng rieâng cuûa chaát laøm neân vaät. 5) Một vật có khối lượng 0,42kg và khối lượng riêng D = 10,5 g/cm 3 được nhúng hoàn toàn trong nước. Tìm lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật, cho trọng lượng riêng của nước d = 10000 N/m3. 6) Moät cuïc nöôùc ñaù coù theå tích V = 500cm3 noåi treân maët nöôùc. Tính theå tích cuûa phaàn loù ra khoûi maët nöôùc, bieát khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ñaùlaø 0,92 g/cm3, troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc dn = 10000N/m3 7) Moät caùi bình thoâng nhau goàm hai oáng hình truï gioáng nhau gheùp lieàn ñaùy. Ngöôøi ta ñoå vaøo moät ít nöôùc sau ñoù boø vaøo trong noù moät quaû caàu baèng goã coù khoái löôïng 20g thì thaáy möïc nöôùc moãi oáng daâng cao 2mm. Tính tieát dieän ngang cuûa oáng cuûa bình thoâng nhau. Cho khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc laø 1g/cm3. 8) Moùc moät vaät A vaøo moät löïc keá thì thaáy löïc keá chæ 7N, nhöng khi nhuùng vaät vaøo trong nöôùc thì thaáy löïc keá chæ 4N. Haõy xaùc ñònh theå tích cuûa vaät vaø troïng löôïng rieâng cuûa chaát laøm vaät. Cho troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc laø d = 10000 N/m3 1 9) Thaû moät vaät hình caàu coù theå tích V nöôùc thaáy theå tích cuûa vaät bò chìm trong nöôùc. 3 a) Tính khoái löôïng rieâng cuûa chaát laøm quaû caàu, bieát khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc laø D = 1000 kg/m3. b) Bieát khoái löôïng vaät 0,2 kg. Tính löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät. 10) Treo moät vaät vaøo moät löïc keá trong khoâng khí thaáy löïc keá chæ F = 14N. Vaãn treo vaät baèng löïc keá nhöng nhuùng vaät chìm hoaøn toaøn trong nöôùc thì löïc keá chæ F’ = 8N. a) Vì sao coù söï cheânh leäch naøy? Haõy giaûi thích. b) Tính theå tích cuûa vaät vaø khoái löôïng rieâng cuûa noù, bieát khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc laø D = 1000kg/m3 11) Thaû moät vaät laøm baèng kim loaïi bình ño theå tích coù vaïch chia ñoä thì nöôùc trong bình töø 3 3 möùc V1 = 120cm daâng leân ñeán möùc V2 = 165cm . Neáu treo vaät vaøo moät löïc keá trong ñieàu kieän vaät vaãn nhuùng hoaøn toaøn trong nöôùc thì löïc keá chæ 3,35N. Cho troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc d = 10000N/m3. a) Tính löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät. b) Xaùc ñònh khoái löôïng rieâng cuûa chaát laøm neân vaät. 12) Moät cuïc nöôùc ñaù coù theå tích V = 360cm3 noåi treân maët nöôùc. 32
  33. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 a) Tính theå tích cuûa phaàn loù ra khoûi maët nöôùc bieát khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ñaù laø 0,92 3 3 g/cm , troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc dn = 10000N/m . b) So saùnh theå tích cuûa cuïc nöôùc ñaù vaø phaàn theå tích nöôùc do cuïc nöôùc ñaù tan ra hoaøn toaøn. 13) Moät vaät coù khoái löôïng 0,6kg vaø khoái löôïng rieâng D = 10,5 g/cm3 ñöôïc thaû vaøo moät chaäu nöôùc. Vaät bò chìm xuoáng ñaùy hay noåi treân maët nöôùc? Taïi sao? Tìm löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät. Cho troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc d = 10000 N/m3. 3 3 14) Moät quaû caàu coù troïng löôïng rieâng d1 = 8200N/m , theå tích V1 = 100m , noåi treân maët moät bình nöôùc. Ngöôøi ta roùt daàu vaøo phuû kín hoaøn toaøn quaû caàu. a) Tính theå tích phaàn quaû caàu ngaäp trong nöôùc khi ñaõ ñoå daàu. b) Neáu tieáp tuïc roùt theâm daàu thì theå tích phaàn ngaäp trong nöôùc cuûa quaû caàu coù thay ñoåi khoâng? 3 3 Troïng löôïng rieâng cuûa daàu d2 = 7000N/m vaø cuûa nöôùc d3 = 10000N/m . 15) Treo moät vaät vaøo moät löïc keá trong khoâng khí thì löïc keá chæ 13,8N. Vaãn treo vaät baèng löïc keá nhöng nhuùng vaät chìm hoaøn toaøn trong nöôùc thì löïc keá chæ F’= 8,8N a) Vì sao coù söï cheânh leäch naøy? Haõy giaûi thích. b) Tính theå tích cuûa vaät vaø khoái löôïng rieâng cuûa noù, bieát khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc laø D = 1000kg/m3. Ñaùp aùn: CHUÛ ÑEÀ 5: LÖÏC ÑAÅY AÙCSIMEÙT – SÖÏ NOÅI CUÛA VAÄT 1)Troïng löôïng cuûa vaät: P = 10D’.V V Löïc ñaåy Aùcsimet: F = 10D. 2 V Khi vaät noåi ta coù P = F hay 10D’.V = 10D. 2 D 1000 Khoái löôïng rieâng cuûa vaät: D’= = = 500kg/m3. 2 2 33
  34. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 m 2) Töø coâng thöùc tính khoái löôïng rieâng D = ta thaáy vôùi cuøng khoái löôïng nhö nhau, ñoàng V coù khoái löôïng rieâng lôùn hôn nhoâm neân vaät laøm baèng ñoàng coù theå tích nhoû hôn. Töø coâng thöùc tính löïc ñaåy Aùcsimeùt : F = d.V, vì vaät baèng ñoàng coù theå tích nhoû hôn neân löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân noù nhoû hôn so vôùi vaät laøm baèng nhoâm coù cuøng khoái löôïng. 3) Löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân caùc vaät laø nhö nhau. Theo coâng thöùc tính löïc ñaåy Aùcsimeùt : F = d.V ta thaáy F phuï thuoäc vaøo phaàn theå tích chaát loûng bò vaät chieám choã. Vì caùc vaät coù theå tích baèng nhau vaø bò chìm hoaøn toaøn trong chaát loûng neân chuùng chieám choã cuûa chaát loûng nhö nhau do ñoù löïc ñaåy Aùcsimeùt cuõng baèng nhau. 4) a) Theå tích nöôùc daâng leân trong bình baèng ñuùng theå tích cuûa vaät chieám choã trong nöôùc: V = 50cm3 = 0,00005m3. Löïc ñaåy Aùcsimeùt: F = d.V = 10000. 0,00005 = 0,5N b) Khoái löôïng rieâng vaø troïng löôïng rieâng cuûa vaät. - Soá chæ cuûa löïc keá baèng ñuùng troïng löôïng cuûa vaät: P = 3,9N P 3,9 Troïng löôïng rieâng cuûa vaät: d = 78000 N / m3 V 0,00005 d 78000 Khoái löôïng rieâng: D = 7800kg / m3 10 10 m m 5) Thể tích của vật xác định từ công thức: D = V V D 420 Với m = 0,42kg = 420g V 40cm3 0,00004m3 10,5 Lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật: P d FA = d.V = 0,00004.10000 = 0,4N 6) Khoái löôïng cuûa cuïc nöôùc ñaù: m = V.D = 500. 0,92 = 460g = 0,46 kg. Troïng löôïng cuûa cuïc nöôùc ñaù: P = 10.m = 10. 0,46 = 4,6N Khi cuïc nöôùc ñaù noåi troïng löôïng cuûa cuïc nöôùc ñaù baèng ñuùng troïng löôïng cuûa nöôùc bò chieám choã töùc baèng löïc ñaåy Aùcsimeùt. P Theå tích phaàn chìm trong nöôùc: V’ = ( d laø troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc) d 4,6 V’ = = 0,00046 m3 = 460 cm3 10000 Theå tích phaàn cuïc ñaù nhoâ ra khoûi maët nöôùc laø: V – V’ = 500 – 460 = 40cm3 34
  35. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Vaäy theå tích phaàn cuïc ñaù nhoâ ra khoûi maët nöôùc laø 40 cm3. 7)Troïng löôïng cuûa quaû caàu: P = 10.m Löïc ñaåy Aùcsimeùt: FA = V.d = S.2h.d Trong ñoù h laø ñoä cao möïc nöôùc daâng leân trong moãi oáng, d laø troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc. Vì vaät noåi neân: P = FA; vôùi d = 10.D m Ta coù: 10.m = S.2h.10.D S 2hD Vôùi m = 20g ; h = 2mm = 0,2 cm ; D = 1000kg/m3 = 1 g/cm3 20 20 Tieát dieän cuûa oáng: S = 50cm2 2.0,2.1 0,4 8) Khi vaät A ngaäp trong nöôùc noù chòu taùc duïng cuûa hai löïc: Troïng löïc P1 vaø löïc ñaåy Aùcsimeùt FA. Löïc ñaåy Aùcsimeùt höôùng thaúng ñöùng leân treân vaø coù ñoä lôùn baèng hieäu troïng löôïng P1 ngoaøi khoâng khí vaø P2 trong nöôùc: FA = P1 – P2 = 7 – 4 = 3N Maët khaùc: FA = V. dn Trong ñoù V laø theå tích cuûa vaät; dn laø troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc. F 3 Theå tích cuûa vaät: V = A 0,0003m3 d 10000 P 7 Troïng löôïng rieâng cuûa vaät: d = 1 23333 N / m3 V 0,0003 9) a) Goïi D’ laø khoái löôïng rieâng cuûa chaát laøm vaät. Troïng löôïng cuûa vaät: P = 10D’.V V Löïc ñaåy Aùcsimeùt: F = 10.D. 3 V Khi vaät noåi ta coù P = F hay 10D’.V = 10D. 3 D 1000 Khoái löôïng rieâng cuûa vaät: D’= kg/m3 3 3 b) Löïc ñaåy Aùcsimeùt Khi vaät noåi, löïc ñaåy Aùcsimeùt baèng ñuùng troïng löôïng cuûa vaät: FA = P = 10.m = 10.0,2 = 2N 10) a) Giaûi thích: - Khi treo vaät trong khoâng khí, caùc löïc taùc duïng leân vaät goàm troïng löïc P höôùng xuoáng vaø löïc ñaøn hoài cuûa loø xo löïc keá F höôùng leân. Vaät caân baèng: P = F (1) 35
  36. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 - Khi treo vaät trong nöôùc, caùc löïc taùc duïng leân vaät goàm troïng löïc P höôùng xuoáng, löïc ñaåy Aùcsimeùt FA höôùng leân vaø löïc ñaøn hoài cuûa loø xo löïc keá F’ höôùng leân. Vaät caân baèng: P = F’ + FA F’ = P – FA (2) Töø (1) vaø (2) ta thaáy ñoä cheânh leäch veà soá chæ cuûa löïc keá baèng ñuùng löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät. b) Theå tích vaø khoái löôïng rieâng. Khi heä thoáng ñaët trong khoâng khí, soá chæ cuûa löïc keá chính laø troïng löôïng cuûa vaät: P = F P 14 =14N khoái löôïng vaät m = 1,4kg 10 10 Khi nhuùng vaät trong nöôùc, soá chæ cuûa löïc keá laø hieäu cuûa troïng löôïng cuûa vaät vôùi löïc ñaåy Aùcsimeùt : F’ = P – FA FA = P – F’ = 14 – 8 = 6N Ta coù löïc ñaåy Aùcsimeùt: FA = d.V 10D.V F 6 Suy ra theå tích cuûa vaät: V = A 0,0006m3 10D 10.1000 m 1,4 Khoái löôïng rieâng cuûa vaät: D’ = 2333,3kg / m3 V 0,0006 11) a) Theå tích nöôùc daâng leân trong bình baèng ñuùng theå tích cuûa vaät chieám choã trong nöôùc: 3 3 V = V2 – V1 = 165 – 120 = 45cm = 0,000045m . Löïc ñaåy Aùcsimeùt: F = d.V = 10000. 0,000045 = 0,45N b) Khoái löôïng rieâng vaø troïng löôïng rieâng cuûa vaät Khi treo vaät baèng löïc keá vaø vaät caân baèng thì P = F + FA Troïng löôïng cuûa vaät: P = 3,35 + 0,45 = 3,8N P 3,8 Troïng löôïng rieâng cuûa vaät : d = 84444,4 N / m3 V 0,000045 d 84444,4 Khoái löôïng rieâng : D = 8444,44kg / m3 10 10 12) a) Theå tích cuûa phaàn loù ra khoûi maët nöôùc Khoái löôïng cuûa cuïc nöôùc ñaù : m = V.D = 360. 0,92 = 331,2g = 0,3312kg Troïng löôïng cuûa cuïc nöôùc ñaù: P = 10.m = 10. 0,3312 = 3,312 N Khi cuïc ñaù noåi troïng löôïng cuûa cuïc nöôùc ñaù baèng ñuùng troïng löôïng cuûa nöôùc bò chieám choã töùc baèng löïc ñaåy Aùcsimeùt P Theå tích phaàn chìm trong nöôùc: V’ = ( d laø troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc) d 3,312 V’ = 0,0003312m 3 = 331,2 cm3 10000 36
  37. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Theå tích phaàn cuïc ñaù nhoâ ra khoûi maët nöôùc laø: V – V’ = 360 – 331,2 = 28,8 cm3 Vaäy theå tích phaàn cuïc ñaù nhoâ ra khoûi maët nöôùc laø 28,8 cm3 b) So saùnh Giaû söû khi chöa tan, cuïc ñaù laïnh coù theå tích V1, troïng löôïng rieâng d1 Khi cuïc ñaù tan ra, nöôùc do ñaù tan coù theå tích V2 vaø troïng löôïng rieâng d2 = dn Khoái löôïng khoâng ñoåi töùc: V1.d1 = V2.d2 = V2.dn Vì d1 FA Vaät bò chìm xuoáng ñaùy Löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät luùc ñoù baèng ñuùng löïc ñaåy Aùcsimeùt lôùn nhaát : FA = 0,5714N 14) a) Goïi V2 vaø V3 laø theå tích quaû caàu ngaäp trong daàu vaø trong nöôùc Ta coù V1 = V2 + V3 (1) Quaû caàu caân baèng trong daàu vaø nöôùc neân troïng löôïng cuûa quaû caàu caân baèng vôùi löïc ñaåy Aùcsimeùt cuûa nöôùc vaø daàu taùc duïng leân quaû caàu: V1.d1 = V2d2 + V3d3 (2) Töø (1) V2 = V1 – V3 . Thay vaøo (2) ta ñöôïc: V1d1 = ( V1 – V3 )d2 + V3d3 Hay V1d1 = V1d2 + (d3 – d2)V3 3 V3 = (d1 – d2)V1 / d3 – d2 = (8200 – 7000).100 / 10000 – 7000 = 40cm b) Töø bieåu thöùc: V3 = (d1 – d2)V1 / d3 – d2 Ta thaáy V3 chæ phuï thuoäc vaøo V1, d1,d2,d3 töùc laø khoâng phuï thuoäc vaøo ñoä saâu cuûa quaû caàu trong daàu cuõng nhö löôïng daàu ñoå theâm. Do ñoù neáu tieáp tuïc roùt theâm daàu thì phaàn ngaäp trong nöôùc cuûa quaû caàu khoâng thay ñoåi. 15) a) Giaûi thích: - Khi treo vaät trong khoâng khí, caùc löïc taùc duïng leân vaät goàm troïng löïc P höôùng xuoáng vaø löïc ñaøn hoài cuûa loø xo löïc keá F höôùng leân. 37
  38. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Vaät caân baèng: P = F (1) - Khi treo vaät trong nöôùc, caùc löïc taùc duïng leân vaät goàm troïng löïc P höôùng xuoáng, löïc ñaåy Aùcsimeùt FA höôùng leân vaø löïc ñaøn hoài cuûa loø xo löïc keá F’ höôùng leân. Vaät caân baèng: P = F’ + FA F’ = P – FA (2) Töø (1) vaø (2) ta thaáy ñoä cheânh leäch veà soá chæ cuûa löïc keá baèng ñuùng löïc ñaåy Aùcsimeùt taùc duïng leân vaät. b) Theå tích vaø khoái löôïng rieâng. Khi heä thoáng ñaët trong khoâng khí, soá chæ cuûa löïc keá chính laø troïng löôïng cuûa vaät: P = F P 13,8 =14,8N khoái löôïng vaät m = 1,38kg 10 10 Khi nhuùng vaät trong nöôùc: FA = P – F’ = 13,8 – 8,8 = 5N Ta coù löïc ñaåy Aùcsimeùt: FA = d.V = 10D.V F 5 Suy ra theå tích cuûa vaät: V = A = 0,0005 m3 10D 10.1000 m 1,38 Khoái löôïng rieâng cuûa vaät: D’ = 2760kg / m 3 V 0,0005 CHUÛ ÑEÀ 6: COÂNG VAØ COÂNG SUAÁT I TOÙM TAÉT KIEÁN THÖÙC: 1- Coâng cô hoïc: - Coâng cô hoïc duøng vôùi tröôøng hôïp coù löïc taùc duïng vaøo vaät vaø vaät chuyeån dôøi theo höôùng khoâng vuoâng goùc vôùi phöông cuûa löïc. - Coâng thöùc: A = F.s Trong ñoù: F laø löïc taùc duïng leân vaät (N) s laø quaõng ñöôøng dòch chuyeån cuûa vaät (m) Ñôn vò hôïp phaùp cuûa coâng cô hoïc laø Jun ( kí hieäu J ) : 1J = 1N.1m = 1N.m 2- Ñònh luaät veà coâng: - Khoâng moät maùy cô ñôn giaûn naøo cho lôïi veà coâng, ñöôïc lôïi bao nhieâu laàn veà löïc thì thieät baáy nhieâu laàn veà ñöôøng ñi vaø ngöôïc laïi. 3- Hieäu suaát cuûa maùy: 38
  39. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 A coich 0 Coâng thöùc : H = .100 0 Atoanphan 4- Coâng suaát: - Coâng suaát ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöïc hieân ñöôïc trong moät giaây. A - Coâng thöùc: P = t Trong ñoù: A laø coâng thöïc hieän ñöôïc t laø thôøi gian thöïc hieän coâng ñoù - Ñôn vò coâng suaát laø Oaùt ( kí hieäu W ) 1W = 1J/s (Jun treân giaây) 1kW = 1000W ; 1MW = 1000000W. II – PHÖÔNG PHAÙP GIAÛI: 1 Caùch tính coâng cuûa löïc: Aùp duïng coâng thöùc: A = F.s Trong ñoù: F laø löïc taùc duïng leân vaät (N) s laø quaõng ñöôøng dòch chuyeån cuûa vaät (m) Chuù yù: - Coâng thöùc treân chæ söû duïng khi höôùng cuûa löïc truøng vôùi höôùng chuyeån ñoäng cuûa vaät. - Khi höôùng cuûa löïc ngöôïc vôùi höôùng chuyeån ñoäng thì: A = -F.s - Khi höôùng cuûa löïc vuoâng goùc vôùi höôùng chuyeån ñoäng thì: A = 0 2. Aùp duïng ñònh luaät veà coâng cho caùc loaïi maùy cô ñôn giaûn a) Roøng roïc coá ñònh: Chæ coù taùc duïng ñoåi höôùng cuûa löïc, khoâng lôïi veà löïc cuõng khoâng lôïi veà ñöôøng ñi, töùc laø khoâng cho lôïi veà coâng. b) Roøng roïc ñoäng: Lôïi 2 laàn veà löïc, thieät 2 laàn veà döôøng ñi, khoâng cho lôïi veà coâng. c) Maët phaúng nghieâng: Lôïi veà löïc, thieät veà ñöôøng ñi, khoâng cho lôïi veà coâng. d) Ñoøn baåy: Lôïi veà löïc, thieät veà ñöôøng ñi, hoaëc ngöôïc laïi, khoâng cho lôïi veà coâng. 3. Caùch tính hieäu suaát cuûa maùy; A coich 0 Aùp duïng coâng thöùc: H = .100 0 A toanphan 39
  40. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 Chuù yù: Coâng coù ích (A: coâng coù ích) laø coâng caàn thieát ñeå vaät dòch chuyeån, coâng toaøn phaàn laø toång coâng coù ích vaø coâng hao phí. 4. Caùch tính coâng suaát: A Aùp duïng coâng thöùc: P = t Trong ñoù A laø coâng thöïc hieän ñöôïc, t laø thôøi gian thöïc hieän coâng ñoù. 5. Caùch tính coâng cô hoïc thoâng qua coâng suaát A Töø coâng thöùc: P = t suy ra caùch tính coâng A = P.t III – BAØI TAÄP: 1) Moät vaät khoái löôïng m = 4kg rôi töø ñoä cao h = 3m xuoáng ñaát. Löïc naøo ñaõ thöïc hieän coâng? Tính coâng cuûa löïc trong tröôøng hôïp naøy. Boû qua söùc caûn cuûa khoâng khí. 2) Moät ñaàu maùy xe löûa keùo caùc toa xe baèng löïc F = 6000N. Tính coâng cuûa löïc keùo khi caùc toa xe chuyeån ñoäng ñöôïc quaõng ñöôøng s = 4km. 3) Moät thang maùy coù khoái löôïng m = 600kg, ñöôïc keùo töø ñaùy haàm moû saâu 150m leân maët ñaát baèng löïc caêng cuûa moät daây caùp. Tính coâng nhoû nhaát cuûa löïc caêng ñeå thöïc hieän vieäc ñoù. 4) Moät ngöôøi keùo moät vaät töø gieáng saâu 12m leân ñeàu trong 24 giaây. Ngöôøi aáy phaûi duøng moät löïc F = 150N. Tính coâng vaø coâng suaát cuûa ngöôøi keùo. 5) Hai ngöôøi cuøng keùo moät caùi thuøng naëng treân maët saøn naèm ngang baèng caùc löïc F1 = 300N vaø F2 = 400N theo höôùng chuyeån ñoäng cuûa vaät. Tính coâng maø moãi ngöôøi ñaõ thöïc hieän vaø coâng toång coäng khi thuøng dòch chuyeån quaõng ñöôøng s = 14m. 6) Moät maùy bay tröïc thaêng khi caát caùnh, ñoäng cô taïo ra moät löïc chuyeån ñoäng 6400N, sau 1 phuùt maùy bay ñaït ñöôïc ñoä cao 800m. Tính coâng suaát cuûa ñoäng cô maùy bay. 7) Duøng löïc F = 145N cuûa maùy ñeå keùo moät vaät treân saøn naèm ngang nhö hình veõ beân, löïc ma saùt taùc duïng leân vaät laø Fms = 12N. Quaõng ñöôøng vaät dòch chuyeån laø s = 15m. a) Tính coâng cuûa löïc keùo vaø coâng cuûa löïc ma saùt. b) Tính hieäu suaát cuûa maùy. 8) Moät caùi maùy khi hoaït ñoäng vôùi coâng suaát P = 1400W thì naâng ñöôïc moät vaät naëng m = 75kg leân ñoä cao 8m trong 30giaây. a) Tính coâng maø maùy ñaõ thöïc hieän trong thôøi gian naâng vaät. b) Tìm hieäu suaát cuûa maùy trong quaù trình laøm vieäc. 40
  41. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 9) Ñeå keùo moät vaät leân ñoä cao 4m, ngöôøi ta caàn duøng löïc toái thieåu laø 800N. Cuõng ñeå thöïc hieän vieäc naøy ngöôøi ta duøng moät maùy keùo coù coâng suaát P = 1500W vaø hieäu suaát 0 800 . Tính thôøi gian maùy thöïc hieän coâng vieäc treân. 10 )Ngöôøi ta keùo vaät khoái löôïng m = 30kg leân moät maët phaúng nghieâng coù chieàu daøi s = 12m vaø ñoä cao h = 2m. Löïc caûn do ma saùt treân ñöôøng laø Fc = 36N. Tính coâng cuûa ngöôøi keùo. Coi vaät chuyeån ñoäng ñeàu. 11) Moät xe chuyeån ñoäng ñeàu, löïc keùo cuûa ñoäng cô laø 1200N. Trong 1 phuùt coâng saûn ra laø 450000J. Tính vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe. 12) Moät thang maùy coù khoái löôïng m = 500kg, ñöôïc keùo töø ñaùy haàm moû saâu 120m leân maët ñaát baèng löïc caêng cuûa moät daây caùp. Tính coâng nhoû nhaát cuûa löïc caêng ñeå thöïc hieän vieäc ñoù. 13) Moät thang maùy coù khoái löôïng m = 580kg, ñöôïc keùo töø ñaùy haàm moû saâu 125m leân maët ñaát baèng löïc caêng cuûa moät daây caùp do maùy thöïc hieän. a) Tính coâng nhoûø nhaát cuûa löïc caêng ñeå thöïc hieän vieäc ñoù. 0 b) Bieát hieäu suaát cuûa maùy laø 800 . Tính coâng do maùy thöïc hieän vaø coâng hao phí do löïc caûn. 14) Ngöôøi ta keùo vaät khoái löôïng m = 24kg leân moät maët phaúng nghieâng coù chieàu daøi s = 15m vaø ñoä cao h = 1,8m. Löïc caûn do ma saùt treân ñöôøng laø Fc = 36N. a) Tính coâng cuûa ngöôøi keùo. Coi vaät chuyeån ñoäng ñeàu. b) Tính hieäu suaát cuûa maët phaúng nghieâng 15) Moät thang maùy coù khoái löôïng m = 750kg, ñöôïc keùo töø ñaùy haàm moû saâu 140m leân maët ñaát baèng löïc caêng cuûa moät daây caùp do maùy thöïc hieän. a) Tính coâng nhoûø nhaát cuûa löïc caêng ñeå thöïc hieän vieäc ñoù. 0 b) Bieát hieäu suaát cuûa maùy laø 800 . Tính coâng do maùy thöïc hieän vaø coâng hao phí do löïc caûn. 16) Moät vaät khoái löôïng m = 2,5kg ñöôïc thaû rôi töø ñoä cao h = 6m xuoáng ñaát. Trong quaù trình chuyeån ñoäng, löïc caûn baèng 2% so vôùi troïng löïc. Tính coâng cuûa löïc vaø coâng cuûa löïc caûn trong tröôøng hôïp naøy. 17) 14) Ngöôøi ta keùo vaät khoái löôïng m = 27kg leân moät maët phaúng nghieâng coù chieàu daøi s = 18m vaø ñoä cao h = 2,5. Löïc caûn do ma saùt treân ñöôøng laø Fc = 40N. a) Tính coâng cuûa ngöôøi keùo. Coi vaät chuyeån ñoäng ñeàu. b) Tính hieäu suaát cuûa maët phaúng nghieâng. 41
  42. BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 8 42