Giải bài tập công cơ học
BÀI 13: CÔNG CƠ HỌC I. KHI NÀO CÓ CÔNG CƠ HỌC Giải bài tập 1 trang 46 SGK vật lý lớp 8: Quan sát các hiện tượng: Từ các trường hợp quan sát trên, em có thể cho biết khi nào thì có công cơ học nào? Trả lời Khi có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực ...
BÀI 13: CÔNG CƠ HỌC I. KHI NÀO CÓ CÔNG CƠ HỌC Giải bài tập 1 trang 46 SGK vật lý lớp 8: Quan sát các hiện tượng: Từ các trường hợp quan sát trên, em có thể cho biết khi nào thì có công cơ học nào? Trả lời Khi có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực thì có công cơ học. Như vậy, cả hai trường hợp đều có công cơ học. Giải bài tập 2 trang 46 SGK vật lý lớp 8: Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau: ...
BÀI 13: CÔNG CƠ HỌC
I. KHI NÀO CÓ CÔNG CƠ HỌC
Giải bài tập 1 trang 46 SGK vật lý lớp 8: Quan sát các hiện tượng:
Từ các trường hợp quan sát trên, em có thể cho biết khi nào thì có công cơ học nào?
Trả lời
Khi có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực thì có công cơ học. Như vậy, cả hai trường hợp đều có công cơ học.
Giải bài tập 2 trang 46 SGK vật lý lớp 8: Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau:
Chỉ có “công cơ học” khi có (1).................. tác dụng vào vật và làm cho vật (2)............... theo phương (3)....................... với phương của lực.
Trả lời
Chỉ có “công cơ học” khi có lực tác dụng vào vật và làm cho vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực.
Giải bài tập 3 trang 47 SGK vật lý lớp 8: Trong những trường họp dưới đây, trường hợp nào có công cơ học?
1. Người thợ mó đang đẩy làm cho xe goòng chở than chuyển động.
2. Một học sinh đang ngồi học bài.
3. Một hòn bi đang chuyến động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang coi như tuyệt đối nhẵn.
4. Máy xúc đất đang làm việc.
5. Người lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.
Trả lời
Các trường hợp có công cơ học là:
- Người thợ mỏ đang đẩy làm cho xe goòng chở than chuyển động.
- Máy xúc đất đang làm việc.
- Người lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.
Giải bài tập 4 trang 47 SGK vật lý lớp 8: Trong các trường hợp dưới đây, lực nào thực hiện công cơ học?
a) Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động.
b) Quả bưởi rơi từ trên cây xuống.
c) Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên cao (hình vẽ bên).
Trả lời
1. Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động: Lực kéo của đầu tàu thực hiện công.
2. Quả bưởi rơi từ trên cây xuống: Trọng lực thực hiện công.
3. Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên cao: Lực kéo của người công nhân thực hiện công.
II. CÔNG THỨC TÍNH CÔNG
Giải bài tập 5 trang 48 SGK vật lý lớp 8: Đầu tàu hỏa kéo toa xe với lực F = 5000N làm toa xe đi được 1000m. Tính công của lực kéo của đầu tàu.
Trả lời
Công của lực kéo là: A = F.s = 5000.1000 = 5000000J = 500kJ.
Giải bài tập 6 trang 48 SGK vật lý lớp 8: Một quả dừa có trọng lượng 2kg rơi từ trên cây cách mặt đất 6m. Tính công của trọng lực.
Trả lời
Ta có: quả dừa có khôi lượng 2kg nghĩa là lực hút của Trái Đất tác dụng lên nó là 20N.
Công của trọng lực là: A = P.h = 20.6 = 120J.
Giải bài tập 7 trang 48 SGK vật lý lớp 8: Tại sao không có công cơ học của trọng lực trong trường hợp hòn bi chuyến động trên mặt sàn nằm ngang?
Trả lời
Trọng lực theo phương thẳng đứng luôn vuông góc với phương chuyển động của hòn bi nên không có công cơ học trong trường hợp đó.
C. GIẢI BÀI TẬP
B1. Một nhóm học sinh đẩy một xe chở đất đi từ A đến B trên một đoạn đường bằng phẳng nằm ngang. Đến B đố hết đất trên xe xuống rồi lại đẩy xe không đi theo đường cũ về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về. Câu trả lời nào dưới đây đúng?
A. Công ỏ' lượt đi bằng công ở lượt về vì quãng đường đi được như nhau.
B. Công ở lượt đi lớn hơn vì lực kéo ở lượt đi lớn hơn lực kéo ở lượt về
C. Công ở lượt về lớn hơn vì xe không thì đi nhanh hơn.
D. Công ở lượt đi nhỏ hơn vì kéo xe nặng thì đi chậm hơn.
Trả lời
Chọn câu B: Công ở lượt đi lớn hơn vì lực kéo ở lượt đi lớn hơn lực kéo ở lượt về.
B2. Một hòn bi sắt lăn trên mặt nhẵn nằm ngang. Coi như không có ma sát và sức cản của không khí. Trong trường hợp này có công nào được thực hiện không?
Trả lời
Không. Vì theo phương chuyển động của hòn bi không có lực nào tác dụng.
Lưu ý là vào thời điểm hòn bi chuyển động chỉ có hai lực tác dụng vào nó là lực hút của Trái Đất và phản lực của mặt bàn. Plai lực này cân bằng nhau và đều vuông góc với phương chuyển động.
B3. Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng có khối lượng 2500kg lên độ cao 12m. Tính công thực hiện được trong trường hợp này.
Trả lời
Thùng hàng có khối lượng là 2500kg nghĩa là nó có trọng lượng p = 25000N.
Công thực hiện khi nâng thùng hàng lên độ cao 12m là:
A = 25000N.12m = 300000J = 300kJ
B4. 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 chuyển động của xe.
Trả lời
Quàng đường con ngựa kéo xe đi được là:
Ta có: A = F.s
Suy ra: s = A/F = 360000J/600N = 600m
Vận tốc chuyển động của xe là: v = s/t = 600m/300s = 2m/s
B5. Hơi nước có áp suất không đổi là p = 6.105N/m2 được dẫn qua van vào trong xilanh và đẩy pittông chuyển động từ vị trí AB đến vị trí A’B’ (hình bên). Thể tích xi lanh nằm giữa hai vị trí AB và A’B’ của pittông là V = 15dm3. Chứng minh rằng công của hơi sinh ra bằng tích của p và V. Tính công đó ra đơn vị J.
Trả lời
Ta có: 15dm3 = 0,015m3
Lực hơi nước tác dụng lên pittông là F = p.s, trong đó s là diện tích bề mặt của pittông. Gọi h là quãng đường dịch chuyển của pittông thì thể tích của xilanh giữa hai vị trí AB và A’B’ của pittông là:
V = S.h =>F = p.F/h
Công của hơi sinh ra là:
A = F.h = p. V .h/h = p.v.
Vậy A = p.V = 6.105.0,015 = 9000J.
