Chuyên đề Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 9 - Phần Công - Công Suất - Định Luật Về Công

PHẦN III: CÔNG - CÔNG SUẤT - ĐỊNH LUẬT VỀ CÔNG

I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

1/ Công cơ học:

- Một lực tác dụng lên vật chuyển dời theo phương của lực thì lực đó đã thực hiện một công cơ học ( gọi tắt là công).

- Công thức tính công cơ học:

A = F.S

2/ Công suất:

- Công suất được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.

- Tông thức tính công suất:

t A P 

3/ Máy cơ đơn giản:

RÒNG RỌC CỐ ĐỊNH RÒNG RỌC ĐỘNG ĐÒN BẢY MẶT PHẲNG NGHIÊNG

CẤU TẠO

Biến đổi về phương, chiều và độ lớn của lực.

TÁC DỤNG

BIẾN ĐỔI LỰC

Chỉ có tác dụng biến đổi phương chiều của lực:

F = P

Biến đổi về độ lớn của lực:

2 P F 

1

2 l l F P 

l h P F 

Trong đó:

A: Công cơ học (J)

F: Lực tác dụng (N)

Trong đó:

A: Công cơ học (J)

P: Công suất (W)

F



P



S1

S2

F



P



S1

S2

P



F



h2

h1

l1 l2

P



F

 l

h

DeThi.edu.vn

CÔNG

CÓ ÍCH

Aich = P.S1 Aich = P.S1 Aich = P.h1 Aich = P.h

CÔNG TOÀN PHẦN

Atp = F.S2 Atp = F.S2 Atp = F.h2 Atp = Fl

TÍNH CHẤT CHUNG

Asinh ra = Anhận được ( Khi công hao phí không đáng kể)

HIỆU SUẤT

% 100

tp

ích A A H 

4/ Định luật 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.

II/ BÀI TẬP ÁP DỤNG:

Bài 1: Một người kéo một gàu nước từ giếng sâu 10m. Công tối thiểu của người đó phải thực hiện là bao nhiêu? Biết gàu nước có khối lượnh là 1Kg và đựng thêm 5lít nước, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.

Hướng dẫn giải:

Thể tích của nước: V = 5l = 0,005 m3

Khối lượng của nước: mn = V.D = 0,005 . 1000 = 5 (Kg)

Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P

Hay: F = 10(mn + mg) = 10(5 + 1) = 60(N)

Công tối thiểu của người đó phải thực hiện: A = F.S = 60. 10 = 600(J)

Bài 2: Người ta dùng một ròng rọc cố định để kéo một vật có khối lượng 10Kg lên cao 15m với lực kéo 120N.

a/ Tính công của lực kéo.

b/ Tính công hao phí để thắng lực cản.

Hướng dẫn giải:

a/ Công của lực kéo: A = F.S = 120.15 = 1800(J)

b/ Công có ích để kéo vật: Ai = P.S = 100.15 =1500(J)

DeThi.edu.vn

Công hgao phí: Ahp = A - Ai = 1800- 1500 = 300 (J)

Bài 3: Để đưa một vật coa khối lượng 200Kg lên độ cao 10m người ta dùng một trong hai cách sau:

a/ Dùng hệ thống một ròng rọc cố định, một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F1 = 1200N.

Hãy tính:

- Hiệu suất của hệ thống.

- Khối lượng của ròng rọc động, Biết hao phí để nâng ròng rọc bằng 4

1 hao phí tổng cộng do ma

sát.

b/ Dùng mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo lúc này là F2 = 1900N. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của cơ hệ.

Hướng dẫn giải:

a/ Công dungd để nâng vật lên 10m:

A1 = 10.m.h = 20 000 (J)

- Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì khi vật lên cao một đoạn h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật:

A = F1 . S = F1 . 2h = 24000(J)

- Hiệu suất của hệ thống:

% 33 , 83 % 100 24000 20000 % 100 1   A

A H

- Công hao phí: Ahp = A - A1 = 4000(J)

- Công hao phí để nâng ròng rọc động:

) ( 1000 4

. ' J h A A

hp hp  

- Khối lượng của ròng rọc động:

) ( 10 10

' ' '. . 10 ' Kg h

A m h m A

hp hp    

b/ Công có ích dùng để kéo vật là A1 = 20000(J)

- Công toàn phần kéo vật lúc nay:

A = F2. l = 22800(J)

DeThi.edu.vn