GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BC THCS PHN 1B B - Các máy đơn giản I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Ròng rọc cố định: - Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi h-ớng lực, tác dụng thay đổi độ lớn lực 2/ Ròng rọc động - Dùng ròng rọc động ta đ-ợc lợi hai lần lực nh-ng thiệt hai lần đ-ờng không đ-ợc lợi công 3/ Đòn bẩy - Đòn bẩy cân lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn: F l1 P l2 Trong l1, l2 cánh tay đòn P F ( Cánh tay đòn khoảng cách từ điểm tựa đến ph-ơng lực) 4/ Mặt phẳng nghiêng: - Nếu ma sát không đáng kể, dùng mặt phẳng l nghiêng đ-ợc lợi lần lực thiệt F nhiêu lần đ-ờng đi, không đ-ợc lợi công h F h  P l P 5/ HiÖu suÊt H  A1 100 0 A ®ã A1 công có ích A công toàn phần A = A1 + A2 (A2 công hao phí) FANPAGE: facebook.com/vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ - BẬC THCS II- Bµi tập máy đơn giản Bài 1: Tính lực kéo F tr-ờng hợp sau Biết vật nặng có trọng l-ợng P = 120 N (Bỏ qua ma sát, khối l-ợng ròng rọc dây )       F F F F F F F F F   F F F    2F 4F P  F F  2F F F 4F   P Gi¶i: Theo sơ đồ phân tích lực nh- hình vẽ: Khi hệ thống cân ta có - hình a) 6F = P => F = P/6 = 120/ = 20 N - ë h×nh b) 8.F = P => F = P/8 = 120/ = 15 N  - ë h×nh c) 5.F = P => F = P/ = 120/ = 24 N P Bµi 2: Mét ng-êi cã l-ỵng P = 600N  đứng ván đ-ợc treo vào ròng rọc nh- hình vẽ Để hệ thống đ-ợc cân ng-ời phải kéo dây, lúc lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định F = 720 N Tính a) Lực ng-ời nén lên ván b) Trọng l-ợng ván Bỏ qua ma sát khối l-ợng ròng rọc Có thể xem hệ thống vật Giải: a) Gọi T lực căng dây ròng rọc động T lực căng dây ròng rọc cố định Ta cã: T’ = 2.T; F = T’ = T  T = F/ = 720/ = 180 N Gọi Q lực ng-ời nén lên v¸n, ta cã: T T Q = P – T = 600N – 180 N = 420N ’F ’  b) Gọi P trọng lượng ván, coi hệ thống T T vật nhất, hƯ thèng c©n b»ng ta cã Q T’ + T = P’ + Q TP T ’ FANPAGE: facebook.com/vatlithcs Youtube: P @Mr Khuyên ’ GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS => 3.T = P’ + Q => P’ = T – Q => P’ = 180 – 420 = 120N Vậy lực ng-ời nén lên ván 420N ván có trọng l-ợng 120N Bài 3: Cho hƯ thèng nh- h×nh vÏ: VËt cã träng l-ợng P1, Vật có trọng l-ợng P2 Mỗi ròng rọc có trọng l-ợng N Bỏ qua ma sát, khối l-ợng A C B AB dây treo - Khi vËt treo ë C víi AB = CB hệ thống cân - Khi vật treo ë D víi AD = DB th× mn hệ thống cân phải treo nối vào vật mét vËt  thø cã träng l-ỵng P3 = 5N Tính P1 P2 Giải: Gọi P trọng l-ợng ròng rọc F F Trong tr-ờng hợp thø nhÊt AB P => F = P  P1  P2 C B MỈt khác, ròng rọc động cân ta có: A  F CB   P2 AB c©n b»ng ta cã: F P2 P1 2.F = P + P1 P P1 thay vào ta ®-ỵc: (P + P1) = 2P2 (1) T-ơng tự cho tr-ờng hợp thứ hai P2 treo D, P1 P3 treo ròng rọc động Lúc ta có Mặt khác F ' DB   P2 AB 2.F’ = P + P1 + P3 => F’ = Thay vµo trªn ta cã: P  P1  P3 P  P1  P3  => P + P1 + P3 = P2 P2 FANPAGE: facebook.com/vatlithcs (2) Youtube: @Mr Khuyên GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ - BẬC THCS Tõ (1) vµ (2) ta cã P1 = 9N, P2 = 15N Bµi 4: Cho hệ thống nh- hình vẽ Góc nghiêng = 300, dây ròng rọc lý t-ởng Xác định khối l-ợng vật M để hệ thống cân b»ng Cho khèi l-ỵng m = 1kg Bá qua mäi ma sát Giải: Muốn M cân F = P h h víi = sin l l  => F = P.sin 30 = P/2 (P lµ träng l-ỵng cđa vËt M) F  Lùc kÐo cđa dây vắt qua ròng rọc là: M F P F1 = Lực kéo dây vắt qua ròng rọc là: F2 = l  h m F1 P  Lực kéo trọng lượng P m gây ra, tøc lµ : P’ = F2 = P/8 => m = M/8 Khối l-ợng M là: M = 8m = = kg A B O Bµi 5: Hai cầu sắt giống hệt đ-ợc treo vào đầu A, B kim loại mảnh, nhẹ Thanh đ-ợc giữ thăng nhờ dây mắc điểm O Biết OA = OB = l = 20 cm Nhúng cầu đầu B vào chËu ®ùng chÊt láng ng-êi ta thÊy AB mÊt thăng Để thăng trở lại phải dịch chuyển điểm treo O phía A đoạn x = 1,08 cm Tính khối l-ợng riêng chất lỏng, biết khối l-ợng riêng sắt D0 = 7,8 g/cm3 Giải: A B Khi cầu treo B đ-ợc nhúng chất lỏng (l-x) O (l+x) trọng lực, cầu chịu tác dụng lực ®Èy Acsimet cđa chÊt láng Theo ®iỊu FA kiƯn c©n lực điểm treo O ta cã P AO’ = ( P – FA ) BO’ Hay P ( l – x) = ( P – FA )(l + x) P Gäi V lµ thĨ tÝch cầu D khối l-ợng P riêng chất lỏng Ta có P = 10.D0.V FA = 10 D V  10.D0.V ( l – x ) = 10 V ( D0 – D )( l + x ) A 2x D0  0,8 g / cm  D= lx Bµi 6: Mét đồng chất, tiết diện đều, đầu nhúng vào n-ớc, đầu tựa vào thành chậu O cho OA = OB Khi n»m c©n b»ng, mực n-ớc O B Tìm khối l-ợng riêng D thanh, biết khối l-ợng riêng cđa n-íc lµ D0 = 1000kg/m3 FANPAGE: facebook.com/vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VT Lí - BC THCS Giải: Thanh chịu tác dụng trọng lực P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet đặt trung điểm N cđa MB Thanh cã thĨ quay quanh O ¸p dụng quy tắc cân đòn bẩy ta có: P MH = F NK (1) Gäi S lµ tiÕt diƯn vµ l lµ chiỊu dµi cđa ta cã: l A P = 10 D S l vµ F = 10 D0.S O Thay vµo (1) ta cã: D= NK D0 2.MH (2) Mặt khác OHM OKN ta cã: l l 5l KN ON  Trong ®ã ON = OB – NB =   12 MH OM ' OM = AM – OA = => M H FA K P N B l l l   KN ON thay vào (2) ta đ-ợc D = D0 = 1250 kg/m3 MH OM FANPAGE: facebook.com/vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên ... lượng ván, coi hệ thống T T vật nhất, hệ thống cân ta cã Q T’ + T = P’ + Q TP T ’ FANPAGE: facebook.com/vatlithcs Youtube: P @Mr Khuyên ’ GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS =>...  P1  P3  => P + P1 + P3 = P2 P2 FANPAGE: facebook.com/vatlithcs (2) Youtube: @Mr Khuyên GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Tõ (1) vµ (2) ta cã P1 = 9N, P2 = 15N Bµi 4: Cho... khối l-ợng riêng n-ớc D0 = 1000kg/m3 FANPAGE: facebook.com/vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ - BẬC THCS Giải: Thanh chịu tác dụng trọng lực P đặt trung điểm