Chuyên đề máy cơ đơn giản - Vật Lý lớp 8

CHUYÊN ĐỀ: MÁY CƠ ĐƠN GIẢN

ĐÒN BẨY

Lý thuyết:

- Đòn bẩy là một loại máy cơ đơn giản. Đòn bẩy thường gồm một thanh dài và một điểm tựa.

- Người ta thường dùng đòn bẩy để nâng được các vật có trọng lượng lớn bằng lực nhỏ hơn trọng lượng vật.

- Dùng đòn bẩy được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi do đó không được lợi gì về công.

Công thức:

Trong đó F1; F2 là các lực tác dụng lên đòn bẩy, l1; l2 là các tay đòn của lực hay khoảng cách từ giá của các lực đến trục quay.

Bài tập:

Bài 1: Người ta sử dụng một đòn bẩy như hình vẽ. Biết OO1 = 10cm; OO2 = 60cm. Người ta tác dụng vào điểm O2 lực có độ lớn 100N. Tính độ lớn lực F1 tại điểm O1

để đòn bẩy cân bằng ?

Bài 2: Một đòn bẩy như trên hình vẽ ở bài 1. Nếu tăng lực F2 lên 4 lần thì lực F1 sẽ thay đổi như thế nào để thanh vẫn thăng bằng ?

Bài 3: Một đòn bẩy như trên hình vẽ. Ban đầu lực F2 tác dụng vào điểm O2 thì ở O1 xuất hiện lực F1 có độ lớn 400N thanh sẽ cân bằng. Nếu dịch điểm đặt lực F2 vào điểm O3 sao cho O2 là trung điểm của đoạn OO3 (OO2 = O2O3) thì độ lớn lực F1 là bao nhiêu để thanh vẫn cân bằng?

Bài 4: Người ta dùng một đòn bẩy như hình vẽ để nâng một vật nặng. Biết OO2 = 4.OO1. Nếu tác dụng vào điểm O2 một lực có độ lớn 50N thì độ lớn lực F1 xuất hiện ở O1 là bao nhiêu?

Bài 5: Để bẩy một hòn đá có khối lượng 1 tấn người ta sử dụng một đòn bẩy như trên hình vẽ. Biết OO2 = 5.OO1. Lực F2 tối thiểu tác dụng vào O2 là bao nhiêu để có thể nâng được tảng đá này lên là bao nhiêu?

Bài 6: Một thanh nhẹ AB có thể quay tự do quanh một điểm O cố định với OA=2OB. Đầu A treo một vật có khối lượng 8 kg. Để hệ thống cân bằng người ta treo vào đầu B một vật có khổi lượng m (kg). Giá trị của m là bao nhiêu?

Bài 7: Muốn nâng một tảng đá có khối lượng 300kg, người ta phải dùng một đòn bẩy có chiều dài tối thiểu là bao nhiêu? Biết rằng điểm tựa O cách điểm đặt của tảng đá OA= 40cm và người thợ có sức đè tối ta là F = 800N.

Bài 8: Một chiếc xà không đồng chất dài l = 16m, khối lượng 100 kg được tì hai đầu A, B lên hai bức tường. Trọng tâm của xà cách đầu A một khoảng GA = 4m. Hãy xác định lực đỡ của tường lên các đầu xà.

Bài 9: Một thanh đồng chất, tiết diện đều, một đầu nhúng vào nước, đầu kia tựa vào thành chậu tại O sao cho OA = 1/2 OB. Khi thanh nằm cân bằng, mực nước ở chính giữa thanh. Tìm khối lượng riêng D của thanh, biết khối lượng riêng của nước là D0 = 1000kg/m3.

RÒNG RỌC

Bài 1: Để đưa vật có khối lượng 20kg lên cao. Bạn Nam sử dụng ròng rọc cố định như hình vẽ. Lực cần thiết để đưa vật lên cao là bao nhiêu?

Bài 2: Bạn Hưng dùng một ròng rọc cố định như trên hình để kéo một chiếc hộp có khối lượng 25kg từ mặt đất lên độ cao 2m. Ròng rọc cố định trong trường hợp này có tác dụng gì? Công của Hưng là bao nhiêu?

Bài 3: Dùng hệ thống ròng rọc như hình vẽ để kéo vật đi lên đều có trọng lượng P = 200N. Lực kéo F có độ lớn ít nhất là bao nhiêu để vật đi lên trên?

Bài 4: Dùng hệ thống ròng rọc như bài 3 để kéo vật đi lên đều có trọng lượng P. Để nâng vật lên cao 2m thì phải kéo dây một đoạn bao nhiêu mét?

Bài 5: Cho hệ ròng rọc như hình vẽ. Vật nặng có trọng lượng P = 1000N. Để kéo được vật lên thì lực F cần thiết là bao nhiêu? Tính công để kéo vật lên cao 2m? các ròng rọc có khối lượng không đáng kể, ma sát rất nhỏ.

Bài 6: Cho hệ thống như hình vẽ. Biết vật có trọng lượng là 200N, vật cần kéo lên cao 0,5m

a.Tính lực kéo vật lên và quãng đường đầu dây dịch chuyển .

b.Thực tế do có ma sát nên phải kéo đầu dây một lực là

F = 110N.

- Tính hiệu suất của ròng rọc và lực ma sát của ròng rọc.

Bài 7: Người ta dùng một hệ ròng rọc để kéo vật có khối lượng lượng 3000N lên độ cao 3m (hình vẽ).

a) Hệ trên cho ta lợi mấy lần về lực? Lực F cần thiết để kéo vật lên cao là bao nhiêu?

b) Để kéo vật lên cao 3m thì phải kéo dây đi một đoạn là bao nhiêu mét?

Bài 8: Có hệ ròng rọc như hình vẽ. Vật A và B có trọng lượng lần lượt là 30N và 7N. Bỏ qua ma sát và khối lượng dây. Xem trọng lượng của các ròng rọc là không đáng kể.

a) Vật A đi lên hay đi xuống.

b) Muốn vật A chuyển động đều đi lên 6cm thì vật B phải có trọng lượng ít nhất là bao nhiêu và di chuyển bao nhiêu?

Câu 10: Một hệ ròng rọc được sử dụng để kéo vật B lên cao như trong hình vẽ. Biết vật A có trọng lượng 200N, mỗi ròng rọc có trọng lượng 5N. Bỏ qua ma sát và khối lượng của các dây treo.

a. Hỏi với hệ thống trên có thể nâng vật B có trọng lượng tối đa là bao nhiêu?

b. Tính hiệu suất của hệ ròng rọc.

MẶT PHẲNG NGHIÊNG

Lý thuyết:

Nếu ma sát không đáng kể, dùng mặt phẳng nghiêng được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi, không được lợi gì về công.

Bài tập:

Bài 1: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng cao 2m, dài 5m để kéo một thùng hàng nặng 50kg lên cao. Bỏ qua ma sát. Lực cần thiết để kéo thùng hàng là bao nhiêu?

Bài 2: Để kéo một thùng dầu có khối lượng 50kg lên độ cao 1,5m người ta dùng một tấm gỗ phẳng làm mặt phẳng nghiêng. Biết lực dùng để kéo thùng dầu có độ lớn là 100N. Bỏ qua ma sát giữa tấm gỗ và thùng hàng. Tính chiều dài của tấm ván gỗ.

Bài 3: Một hệ ròng rọc, mặt phẳng nghiêng như trên hình vẽ. Hai vật A và B ở hình vẽ đứng yên. Cho biết MN = 120cm, NH = 30cm. Tính tỉ số khối lượng của hai vật B và A? Biết rằng ma sát và khối lượng dây là không đáng kể.

Bài 4: Cho hệ thống như hình vẽ. Góc nghiêng α = 30°, dây và ròng rọc là lý tưởng, ỏ qua mọi ma sát. Cho khối lượng m = 5kg. Xác định khối lượng của vật M để hệ thống cân bằng?

Bài 5: Cho hệ thống như hình vẽ. Biết khối lượng của mỗi ròng rọc, vật m1 và vật m2 lần lượt là 0,2 kg; 10kg và 8kg, AB = 2.BC, bỏ qua ma sát và khối lượng của các dây nối. Hỏi hệ thống có cân bằng không ? Tại sao?

Bài 6: Một vật hình trụ có thể lăn không ma sát trên một mặt phẳng nghiêng AB như hình vẽ. Người ta nhận thấy khi góc nghiêng α = 0° thì lò xo dài l0 = 40cm và khi α = 90° thì lò xo dài 50cm. Biết độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng vào đầu lò xo. Nếu α = 30° thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu?