Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Trong các trường hợp dưới đây, trường hợp nào có công cơ học?
A. Lực sĩ đang ở tư thế đứng yên để đỡ quả tạ.
B. Gió thổi vào tường
C. Quả dừa rơi xuống đất
D. Một người cố gắng đẩy xe về phía trước nhưng xe không nhúc nhích.
Đáp án: C
Câu 2: Một hòn bi sắt lăn trên mặt bàn nhẵn nằm ngang. Nếu coi như không có ma sát và sức cản của không khí thì có công nào được thực hiện không?
Trả lời: Không. Vì theo phương chuyển động của hòn bi không có lực nào tác dụng. Tác dụng vào hòn bi lúc này có 2 lực: lực hút của Trái Đất và phản lực của mặt bàn. Hai lực này cân bằng nhau và đều vuông góc với phương chuyển động.
Câu 3: Phát biểu nào dưới đây là đúng?
A. Jun là công của một lực làm vật chuyển dịch được 1m.
B. Jun là công của lực làm dịch chuyển một vật có khối lượng là 1kg một đoạn 1m.
C. Jun là công của lực 1N làm dịch chuyển một vật một đoạn 1m.
D. Jun là công của lực 1N làm dịch chuyển vật một đoạn 1m theo hướng của lực.
Đáp án: D
Câu 4: Một con ngựa kéo xe chuyển động đều với lực kéo là 600N. Trong 5 phút công thực hiện được là 360kJ. Tính vận tốc của xe.
Tóm tắt:
F = 600N
t = 5 phút = 300 giây
A = 360kJ = 360000J
v = ?
 
Ở lớp 6 chúng ta đã biết,
để đưa một vật lên cao, ta có thể kéo trực tiếp hoặc sử dụng các máy cơ đơn giản sau:
Mặt phẳng nghiêng
Đòn bẩy
Ròng rọc
cố định
động
Trong tất cả các máy cơ đơn giản này, chỉ có ròng rọc cố định là không cho ta lợi về lực. Vậy đối với những máy cơ đơn giản còn lại, chúng có cho ta lợi về công không?
Mặt phẳng nghiêng
Đòn bẩy
Ròng rọc
cố định
động
Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học hôm nay nhé!
Bài 14:
Định luật về công
I.
Thí nghiêm
mục đích của thí nghiệm
- Mục đích: so sánh công của lực khi kéo trực tiếp với khi sử dụng ròng rọc động.
dụng cụ thí nghiệm
- Một lực kế
- Một quả nặng G
- Một thước thẳng
- Một ròng rọc động
- Giá treo
giá treo thước thẳng (không cần thiết)
giá treo ròng rọc động
tiến hành thí nghiệm
• Kẻ bảng 14.1
Các bước thực hiện
Bảng 14.1
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
F2 =
s2 =
A2 =
1. Kéo trực tiếp
Quả nặng G
• Móc lực kế vào quả nặng G.
Các bước thực hiện
Bảng 14.1
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
F2 =
s2 =
A2 =
• Kéo từ từ theo phương thẳng đứng (sao cho số chỉ của lực kế không thay đổi) lên một đoạn s1.
1. Kéo trực tiếp
s1
Các bước thực hiện
Bảng 14.1
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
F2 =
s2 =
A2 =
• Đọc số chỉ của lực kế (F1) và độ dài quãng đường đi được (s1) của lực kế.
1. Kéo trực tiếp
s1
• Ghi kết quả vào bảng 14.1
s1 = 2cm
F1 = 3N
3
0,02
A1 = F1. s1 = 3.0,02 = 0,06 (J)
0,06
Đổi: 2cm = 0,02m
Bảng 14.1
Ở lớp 6, ta đã biết được rằng: ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực. Vậy ròng rọc động có cho ta lợi về công không?
Các bước thực hiện
Bảng 14.1
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
F2 =
s2 =
A2 =
• Móc một bên ròng rọc động vào giá treo.
2. Dùng ròng rọc động
3
0,02
0,06
• Móc bên còn lại vào lực kế
• Móc quả nặng G vào ròng rọc động.
• Dùng thước xác định vị trí ban đầu của quả nặng và ròng rọc.
Các bước thực hiện
Bảng 14.1
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
F2 =
s2 =
A2 =
2. Dùng ròng rọc động
3
0,02
0,06
• Kéo quả nặng lên cùng độ cao s1 một cách từ từ sao cho số chỉ của lực kế không thay đổi.
s1
s2
• Ta thu được kết quả:
s2=4cm=0,04m
• Ghi kết quả vào bảng 14.1
0,04
Chú ý: Không cần nhìn vào lực kế ta cũng biết được rằng: F2 = ½ F1 = 1,5(N) do ròng rọc động giúp ta lợi gấp 2 lần về lực.
A2 = F2 . s2 = 1,5.0,04 = 0,06(J)
1,5
0,06
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
3
0,02
0,06
F2 =
s2 =
A2 =
1,5
0,04
0,06
Nhìn vào bảng 14.1, ta nhận thấy rằng:
• Công được thực hiện khi ta kéo trực tiếp và khi sử dụng ròng rọc động đều như nhau
A1 = A2
Các đại lượng
Kéo trực tiếp
Dùng ròng rọc
F(N)
s(m)
A(J)
F1 =
s1 =
A1 =
3
0,02
0,06
F2 =
s2 =
A2 =
1,5
0,04
0,06
Nhìn vào bảng 14.1, ta nhận thấy rằng:
• Công được thực hiện khi ta kéo trực tiếp và khi sử dụng ròng rọc động đều như nhau
• Tuy ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực,
s2 = s1 . 2 = 0,02 . 2 = 0,04
F2 = F1 / 2 = 3/2 = 1,5
=> Không được lợi gì về công
nó cũng khiến ta thiệt
2 lần về đường đi.
kết luận
C4
Điền từ thích hợp vào chỗ trống:
Dùng ròng rọc động được lợi hai lần

về thì lại thiệt hai lần về

, nghĩa là không có lợi về
lực
đường đi
công
II.
Đinh luât vê công
Kết luận trên mới chỉ là đối với ròng rọc động.
Vậy đối với những máy cơ đơn giản còn lại, liệu kết luận này còn có đúng không?
Ròng rọc cố định chỉ giúp ta đổi hướng của lực, không cho ta lợi về lực lẫn đường đi. Do đó, ròng rọc cố định không cho ta lợi về công.
Ròng rọc cố định
Một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực, đồng thời cũng thiệt 2 lần về đường đi. Nó cũng không cho ta lợi về công.
Ròng rọc động
Mặt phẳng nghiêng
Mặt phẳng nghiêng cũng cho ta lợi về lực, nhưng đồng thời cũng khiến cho ta thiệt về đường đi. Hai đại lượng này được cân bằng với nhau, dẫn đến hệ quả rằng công không thay đổi, nghĩa là ta không được lợi về công.
Đòn bẩy
Mặc dù ta chưa biết công thức tính công thực hiện được với đòn bẩy, nhưng nhiều ví dụ thực tế cũng đã chứng minh được rằng: đòn bẩy cũng không cho ta lợi về công.
Vậy kết luận ở mục I không những chỉ đúng cho ròng rọc động mà còn đúng cho mọi máy cơ đơn giản khác. Do đó, ta có một kết luận tổng quát gọi là định luật về công.
Phát biểu định luật về công?
*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.
III.
Vân dung
Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500N lên sàn ô tô cách mặt đất
1m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể).
Kéo thùng hàng thứ nhất, dùng tấm ván dài 4m.
Kéo thùng hàng thứ hai, dùng tấm ván dài 2m.
Hỏi:
a) Trong trường hợp nào người ta kéo với lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần?
b) Trường hợp nào thì tốn nhiều công hơn?
c) Tính công của lực kéo thùng hàng theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.
C5
Tóm tắt
P = 500N
h = 1m
s1 = 4m
s2 = 2m
P: trọng lượng thùng hàng
h: độ cao của sàn ô tô
s1 : độ dài tấm ván thứ nhất
s2 : độ dài tấm ván thứ hai
a) Trong trường hợp thứ nhất, ta đã bị thiệt 4/2 = 2 lần về đường đi so với trường hợp thứ hai, nên đổi lại, ta phải được lợi 2 lần về lực. Vậy trong trường hợp thứ nhất người ta kéo với lực nhỏ hơn và nhỏ hơn 2 lần.
Giải
Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500N lên sàn ô tô cách mặt đất
1m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể).
Kéo thùng hàng thứ nhất, dùng tấm ván dài 4m.
Kéo thùng hàng thứ hai, dùng tấm ván dài 2m.
Hỏi:
a) Trong trường hợp nào người ta kéo với lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần?
b) Trường hợp nào thì tốn nhiều công hơn?
c) Tính công của lực kéo thùng hàng theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.
C5
Tóm tắt
P = 500N
h = 1m
s1 = 4m
s2 = 2m
P: trọng lượng thùng hàng
h: độ cao của sàn ô tô
s1 : độ dài tấm ván thứ nhất
s2 : độ dài tấm ván thứ hai
b) Cả ha trường hợp đều đem lại công như nhau. Không trường hợp nào tốn nhiều công hơn cả vì được lợi về lực bao nhiêu thì thiệt về đường đi bấy nhiêu và ngược lại.
Giải
Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500N lên sàn ô tô cách mặt đất
1m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể).
Kéo thùng hàng thứ nhất, dùng tấm ván dài 4m.
Kéo thùng hàng thứ hai, dùng tấm ván dài 2m.
Hỏi:
a) Trong trường hợp nào người ta kéo với lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần?
b) Trường hợp nào thì tốn nhiều công hơn?
c) Tính công của lực kéo thùng hàng theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.
C5
Tóm tắt
P = 500N
h = 1m
s1 = 4m
s2 = 2m
P: trọng lượng thùng hàng
h: độ cao của sàn ô tô
s1 : độ dài tấm ván thứ nhất
s2 : độ dài tấm ván thứ hai
c) Do sử dụng mặt phẳng nghiêng không đem lại cho ta lợi về công nên ta sẽ tính công thực hiện được khi kéo trực tiếp, gọi là A.
Ta có: A = P.h = 500.1 = 500 (J)
Vậy công của lực kéo thùng hàng theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô là 500J.
Giải
Để đưa một vật có trọng lượng P = 420N lên cao theo phương thẳng đứng bằng ròng rọc động, theo hình bên dưới, người công nhân phải kéo đầu dây đi một đoạn là 8m. Bỏ qua ma sát.
a) Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.
b) Tính công nâng vật lên.
C5
Tóm tắt
P = 420N
s = 8m
F = ?
h = ?
P: trọng lượng của vật
F: lực kéo khi sử dụng ròng rọc động
h: độ cao đưa vật lên
s: độ dài sợi dây
A: công nâng vật
a. Khi kéo vật lên đều bằng ròng rọc động thì lực kéo chỉ bằng phân nửa trọng lượng của vật, nghĩa là:
F = P/2 = 420/2 = 210 (N)
Dùng ròng rọc động lợi hai lần về lực nhưng thiệt hai lần về đường đi nên độ cao đưa vật lên thực tế bằng phân nửa quãng đường dịch chuyển của ròng rọc, nghĩa là: h = 8 : 2= 4(m)
Giải
A = ?
Để đưa một vật có trọng lượng P = 420N lên cao theo phương thẳng đứng bằng ròng rọc động, theo hình bên dưới, người công nhân phải kéo đầu dây đi một đoạn là 8m. Bỏ qua ma sát.
a) Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.
b) Tính công nâng vật lên.
C5
Tóm tắt
P = 420N
s = 8m
F = ?
h = ?
P: trọng lượng của vật
F: lực kéo khi sử dụng ròng rọc động
h: độ cao đưa vật lên
s: độ dài sợi dây
A: công nâng vật
b) Công nâng vật lên là:
A = F.s = 210.8 = 1680 (J)
hoặc
A = P.h = 420.4 = 1680 (J)
Vậy công nâng vật lên là
1680J.
Giải
A = ?
Tìm hiểu mở rộng
Trong thực tế, ở các máy cơ đơn giản bao giờ cũng có ma sát.
 
 
 
Bài tập củng cố
Kéo một vật nặng 100 kg lên cao 25m bằng palăng gồm 2 ròng rọc động và 2 ròng rọc cố định. Hiệu suất của palăng là 80%. Tính:
a) Công cần thực hiện để nâng vật.
b) Lực kéo vào đầu dây.
m = 100kg
h = 25m
H = 80%
A2 = ?
F = ?
A2: Công cần thực hiện để nâng vật
F : Lực kéo vào đầu dây
 
Kéo một vật nặng 100 kg lên cao 25m bằng palăng gồm 2 ròng rọc động và 2 ròng rọc cố định. Hiệu suất của palăng là 80%. Tính:
a) Công cần thực hiện để nâng vật.
b) Lực kéo vào đầu dây.
m = 100kg
h = 25m
H = 80%
A2 = ?
F = ?
A2: Công cần thực hiện để nâng vật
F : Lực kéo vào đầu dây
 
Bài học đến đây là kết thúc rồi!
Chúc các em học tốt!