Định luật về công
Định luật về công là nội dung được học trong bài 14 Vật lý 8. Để giúp các em học sinh nắm vững phần này, VnDoc gửi tới các bạn tài liệu Chuyên đề Vật lý 8: Định luật về công. Nội dung tài liệu bao gồm lý thuyết cơ bản kèm bài tập vận dụng, sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 8. Mời các bạn tham khảo.
Lý thuyết Vật lý 8 bài 14: Định luật về công
A. Tóm tắt nội dung lý thuyết về Công
I. Tóm tắt lý thuyết
1. 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.
2. Các loại máy cơ đơn giản thường gặp
- Ròng rọc cố định: Chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực.
Ròng rọc động: Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực thì thiệt hai lần về đường đi.
Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thiệt về đường đi.
- Đòn bẩy: Lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại.
3. Hiệu suất của máy cơ đơn giản
Trong thực tế, ở các máy cơ đơn giản bao giờ cũng có ma sát. Do đó công thực hiện phải dùng để thắng ma sát và nâng vật lên. Công này gọi là công toàn phần, công nâng vật lên là công có ích. Công để thắng ma sát là công hao phí.
Công toàn phần = Công có ích + Công hao phí
Tỉ số giữa công có ích (A1) và công toàn phần (A2) gọi là hiệu suất của máy:
II. Phương pháp giải bài tập về Công
Tính công cơ học khi sử dụng máy cơ đơn giản
Khi nâng vật lên đến độ cao h: A = F.s hay 
Trong đó:
F là lực kéo vật (N)
P là trọng lượng của vật (N)
h là độ cao nâng vật (m)
H là hiệu suất của mặt phẳng nghiêng
s là:
+ Chiều dài mặt phẳng nghiêng (khi dùng mặt phẳng nghiêng)
+ Độ cao cần nâng vật (khi dùng ròng rọc cố định)
+ Chiều dài của đoạn dây dẫn cần kéo (khi dùng ròng rọc động)
B. Câu bài tập liên quan định luật Công
I. Câu hỏi trắc nghiệm khách quan
Bài 1: Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng với định luật về công?
A. Các máy cơ đơn giản đều cho lợi về công.
B. Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, mà chỉ lợi về lực và lợi về đường đi.
C. 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.
D. Các máy cơ đơn giản đều lợi về công, trong đó lợi cả về lực lẫn cả đường đi.
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
C. 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.
Bài 2: Có mấy loại máy cơ đơn giản thường gặp?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Các loại máy cơ đơn giản thường gặp: Ròng rọc cố định, ròng rọc động, mặt phẳng nghiêng, đòn bẩy
⇒ Đáp án D
Bài 3: Người ta đưa vật nặng lên độ cao h bằng hai cách:
Cách 1: Kéo trực tiếp vật lên theo phương thẳng đứng.
Cách 2: Kéo vật theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp hai lần độ cao h. Bỏ qua ma sát ở mặt phẳng nghiêng. So sánh công thực hiện trong hai cách. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Công thực hiện cách 2 lớn hơn vì đường đi lớn hơn gấp hai lần.
B. Công thực hiện cách 2 nhỏ hơn vì lực kéo trên mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn.
C. Công thực hiện ở cách 1 lớn hơn vì lực kéo lớn hơn.
D. Công thực hiện ở hai cách đều như nhau.
Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công, được lợi bao nhiều lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
Cách 1: lợi về đường đi, thiệt về lực.
Cách 2: lợi về lực, thiệt về đường đi.
Bài 4: Trong các phát biểu sau, phát biểu nào sai?
A. Ròng rọc cố định chỉ có tác dụng đổi hướng của lực và cho ta lợi về công.
B. Ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực, thiệt hai lần về đường đi, không cho ta lợi về công.
C. Mặt phẳng nghiêng cho ta lợi về lực, thiệt về đường đi, không cho ta lợi về công.
D. Đòn bẩy cho ta lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại, không cho ta lợi về công.
Ròng rọc cố định không cho ta lợi về công
⇒ Đáp án A: Ròng rọc cố định chỉ có tác dụng đổi hướng của lực và cho ta lợi về công.
Bài 5: Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500 N lên sàn ô tô cách mặt đất bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể). Kéo thùng thứ nhất dùng tấm ván 4m, kéo thùng thứ hai dùng tấm ván 2 m. So sánh nào sau đây đúng khi nói về công thực hiện trong hai trường hợp?
A. Trường hợp thứ nhất công của lực kéo nhỏ hơn và nhỏ hơn hai lần.
B. Trong cả hai trường hợp công của lực kéo bằng nhau.
C. Trường hợp thứ nhất công của lực kéo lớn hơn và lớn hơn 4 lần.
D. Trường hợp thứ hai công của lực kéo nhỏ hơn và nhỏ hơn 4 lần.
Công của lực kéo trong hai trường hợp đều bằng nhau vì các máy cơ đơn giản đều không cho lợi về công nên chúng đều bằng công để đưa vật lên cao 1m theo phương thẳng đứng
⇒ Đáp án B
Bài 6: Để đưa vật có trọng lượng P = 500 N lên cao bằng ròng rọc động phải kéo dây đi một đoạn 8 m. Lực kéo, độ cao đưa vật lên và công nâng vật lên là bao nhiêu?
A. F = 210 N, h = 8 m, A = 1680 J
B. F = 420 N, h = 4 m, A = 2000 J
C. F = 210 N, h = 4 m, A = 16800 J
D. F = 250 N, h = 4 m, A = 2000 J
Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực thì thiệt 2 lần về đường đi.
Lực kéo của vật:
F = P/2 = 500/2 = 250 N
Gọi h là độ cao nâng vật lên, s = 8 m. Ta có: s = 2h
=> h = s/2 =8/2 = 4m
Công nâng vật lên là A = F.s = P.h = 500.4 = 2000 J
⇒ Đáp án D
Bài 7: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50 kg lên cao 2 m. Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125 N. Thực tế có ma sát và lực kế là 175 N. Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng dùng trên là bao nhiêu?
A. 81,33 %
B. 83,33 %
C. 71,43 %
D. 77,33%
Trọng lực của vật: P = 10.m = 10. 50 = 500 N
Để nâng vật lên cao h = 2 m ta phải thực hiện một công A = P.h = 500.2 = 1000 J
Do không có ma sát nên ta thực hiện một lực kéo 125 N. Vậy chiều dài mặt phẳng nghiêng là: s = 1000/125 = 8m
Công thực tế là: Atp = 175.8 = 1400 J
Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng:
H = A/Atp.100% = 1000/1400.100% = 71,43%
Bài 8: Một người đi xe đạp đi đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5 m. Dốc dài 40 m, biết lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 20 N và cả người cùng xe có khối lượng 37,5 kg. Công tổng cộng do người đó sinh ra là bao nhiêu?
A. 3800 J
B. 4200 J
C. 4000 J
D. 2675 J
Trọng lượng của vật: P = 10.m = 10.37,5 = 375 N
Công có ích để nâng vật: A = P.h = 375.5 = 1875 J
Công của lực ma sát: Ams = Fms.s = 20.40 = 800 J
Công người đó sinh ra là: Atp = A + Ams = 1875 + 800 = 2675 J
⇒ Đáp án D
Câu 9: Một người thợ xây nhận thấy khi đứng trên gác kéo trực tiếp một xô vữa lên thì khó hơn khi đứng dưới đất dùng ròng rọc cố định đưa xô vữa lên. Trong trường hợp này, tác dụng của ròng rọc cố định là
A. giúp ta lợi về lực.
B. giúp ta đổi hướng của lực tác dụng.
C. giúp ta lợi về quãng đường đi.
D. giúp ta lợi về công.
Một người thợ xây nhận thấy khi đứng trên gác kéo trực tiếp một xô vữa lên thì khó hơn khi đứng dưới đất dùng ròng rọc cố định đưa xô vữa lên. Trong trường hợp này, tác dụng của ròng rọc cố định là giúp ta đổi hướng của lực tác dụng.
Bài 10: Để kéo một thùng hàng lên xe tải có độ cao xác định, người ta sử dụng một mặt phẳng nghiêng. Nếu sử dụng mặt phẳng nghiêng có chiều dài 8 m sẽ lợi gì hơn so với dùng mặt phẳng nghiêng có chiều dài 4 m?
A. Độ dài quãng đường kéo giảm được hai lần.
B. Lực kéo thùng hàng giảm được bốn lần.
C. Công cần thực hiện khi kéo giảm được hai lần.
D. Lực kéo thùng hàng giảm được hai lần.
Bài 11: Một người thợ xây dùng một ròng rọc động để đưa một xô vữa có trọng lượng 150 N lên độ cao 3 m. Biết đoạn dây anh ta đã kéo là 6 m, bỏ qua ma sát. Lực anh ta đã dùng để kéo xô vữa khi đó là
A. 300 N.
B. 150 N.
C. 900 N.
D. 75 N.
Vì công nâng xô vữa luôn không đổi nên ta có:
A = P.h = F.s
⇒ F= (P.h)/s = 150.36 = 75 (N)
Bài 12: Để đưa vật có trọng lượng P = 500N lên cao bằng ròng rọc động phải kéo dây đi một đoạn 8m. Lực kéo, độ cao đưa vật lên và công nâng vật lên là bao nhiêu?
A. F = 210N; h = 8m; A = 1680J
B. F = 420N; h = 4m; A = 2000J
C. F = 210N; h = 4m; A = 16800J
D. F = 250N; h = 4m; A = 2000J
Ta có:
+ Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực thì thiệt 2 lần về đường đi
Ta suy ra:
Lực kéo của vật : F = P/2 = 500/2 = 250 N
Gọi h là độ cao nâng vật lên, s = 8 m, ta có: s = 2h → h = s/2= 8/2= 4 m
+ Công nâng vật lên là: A = Fs = Ph=500.4 = 2000J
Bài 13: Có mấy loại máy cơ đơn giản thường gặp?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Các loại máy cơ đơn giản thường gặp là:
Ròng rọc cố định: chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực.
Ròng rọc động: Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực thì thiệt 2 lần về đường đi.
Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thiệt về đường đi.
Đòn bẩy: Lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại.
Bài 14: Phát biểu nào dưới đây về máy cơ đơn giản là đúng?
A. Các máy cơ đơn giản luôn bị thiệt về đường đi.
B. Các máy cơ đơn giản cho lợi cả về lực và đường đi.
C. Các máy cơ đơn giản không cho lợi về công.
D. Các máy cơ đơn giản chỉ cho lợi về lực.
C. Các máy cơ đơn giản không cho lợi về công.
Bài 15: Để đưa vật có trọng lượng P = 650N lên cao bằng ròng rọc động phải kéo dây đi một đoạn 10m. Lực kéo, độ cao đưa vật lên và công nâng vật lên là bao nhiêu?
A. F = 650N; h = 10m; A = 6500J
B. F = 650N; h = 5m; A = 3250J
C. F = 325N; h = 10m; A = 3250J
D. F = 325N; h = 5m; A = 1625J
Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực thì thiệt 2 lần về đường đi
Ta suy ra:
Lực kéo của vật : F = P/2=650/2 = 325
- Gọi h là độ cao nâng vật lên, s = 10m, ta có: s = 2h→ h = s/2=10/2 = 5m
+ Công nâng vật lên là: A = Fs = Ph = 325.5 = 1625 N
Bài 16: Nhận xét nào sau đây là sai?
A. Dùng ròng rọc động giúp ta thay đổi hướng của lực.
B. Khi dùng máy cơ đơn giản, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi, không được lợi về công.
C. Khi dùng mặt phẳng nghiêng nhẵn, nếu chiều dài mặt phẳng nghiêng bằng hai lần độ cao cần đưa vật lên thì lực kéo vật trên mặt phẳng nghiêng bằng 1/2 lần lực kéo trực tiếp vật lên.
D. Dùng đòn bẩy nếu điểm tựa càng xa nơi tác dụng lực thì độ lớn lực tác dụng càng nhỏ.
Ta có:
- Ròng rọc cố định: Chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực.
- Ròng rọc động: Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực thì thiệt 2 lần về đường đi.
- Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thiệt về đường đi.
- Đòn bẩy: Lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại.
=> A – sai vì: Ròng rọc cố định không cho ta lợi về công
Bài 17: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50kg lên cao 2m. Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125N. Thực tế có ma sát và lực kế là 175N. Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng dùng ở trên là bao nhiêu?
A. H = 81,33%
B. H = 83,33%
C. H = 71,43%
D. H = 77,33%
Bài 18: Để bẩy hòn đá có khối lượng 50 kg từ một hố sâu 0,4 m lên mặt đất, người công nhân phải tác dụng lên đòn bẩy một lực 200 N theo phương thẳng đứng. Tay người đó di chuyển một khoảng là
A. 1 m.
B. 0,16 m.
C. 0,4 m.
D. 0,8 m.
II. Câu hỏi tự luận có đáp án chi tiết
Bài 1: Dùng một ròng rọc động và một ròng rọc cố định để nâng một vật lên cao 20 m người ta phải kéo đầu dây một lực F = 450 N. Tính:
a) Công phải thực hiện để nâng vật.
b) Khối lượng của vật. Biết độ lớn của lực cản 30 N.
a) Công phải thực hiện để nâng vật:
Atoàn phần = F.s = F.2.h = 450.2.20 = 18000 J
b) Công để thắng lực cản:
Ahao phí = Fcản.s = Fcản.2.h = 20.2.20 = 800 J
Công có ích để nâng vật:
Aci = Atoàn phần – Ahao phí = 18000 – 800 = 10000 J
Vậy khối lượng của vật:
Aci = 10.m.h
=> m Aci/10.h = 10000/10.20 = 50 kg
Bài 2: Kéo một vật nặng 100 kg lên cao 25 m bằng Pa lăng gồm 2 ròng rọc động và 2 ròng rọc cố định. Hiệu suất của Pa lăng là 80%. Tính:
a) Công cần thực hiện để nâng vật.
b) Lực kéo vào đầu dây.
a) Công có ích để nâng vật:
Aci = P.h = 100.10.25 = 25 000 J
Công toàn phần cần phải thực hiện để nâng vật:
Atp = Aci/H = 25000/0,8 = 31250 J
b) Lực cần kéo dây để đưa vật lên cao 25 m là:
Atp = F.s = F.4h
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Vật lý 8: Định luật về công. Hy vọng với tài liệu này, các em sẽ nắm chắc kiến thức, vận dụng tốt cách giải các bài tập về Công. Chúc các em học tốt, nếu thấy tài liệu hữu ích, hãy chia sẻ cho các bạn cùng tham khảo nhé.
Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Vật lý 8, Giải bài tập Vật Lí 8 mà VnDoc tổng hợp và giới thiệu tới các bạn đọc.
Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THCS miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 8. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.
