Bài 14. Định luật về công

Kiểm tra bài cũ
? Nêu công thức tính công cơ học ? Điều kiện để áp dụng được công thức này ?
Trả lời:
*Công thức tính công cơ học : A = F. S
Trong đó: A là công đơn vị đo là Jun (J); F là lực tác dụng đơn vị đo là Niutơn (N); S là quãng đường dịch chuyển đơn vị đo là mét (m).
*Điều kiện: S là quãng đường dịch chuyển theo phương của lực F.
?Hãy cho biết tên gọi của các máy cơ đơn giản sau:
F1
F2
O
m
F
F
m
H.1
H.2
H.3
Trả lời:
+H.1: đòn bẩy.
+H.2: mặt phẳng nghiêng.
+H.3: ròng rọc động.
Sử dụng máy cơ có thể cho ta lợi về lực, nhưng liệu có thể cho ta lợi về công hay không ?
Tiết 15. Bài 14: Định luật về công.
Thí nghiệm (H.14.1-sgk:49)
1. Tiến hành.
? Nêu các bước tiến hành thí nghiệm.
Bảng 14.1-sgk-50.

? Em hãy so sánh hai lực F1 và F2.

2. Nhận xét.
+ Nếu bỏ qua khối lượng của ròng rọc, dây và ma sát thì:
F1 = 2 F2
? Em hãy so sánh hai quãng đường đi được S1 và S2.
+ S2 = 2 S1
? Em hãy so sánh công của lực F1 và công của lực F2.
+ Nếu bỏ qua khối lượng của ròng rọc, dây và ma sát thì:
A1 = A2
?Em hãy trả lời C4.
3. Kết luận.
Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực thì lại thiệt hai lần về đường đi nghĩa là không được lợi gì về công.
II. Định luật về công.
"Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại."
Chú ý:
+ Định luật về công chỉ được áp dụng trong trường hợp bỏ qua ma sát.
+ Thực tế, ở các máy cơ Fms luôn khác không. Vì vậy, công ta phải tốn (A2) để nâng vật lên bao giờ cũng lớn hơn công (A1) dùng để nâng vật khi không có ma sát, đó là vì phải tốn một phần công để thắng ma sát. Tỉ số: A1/ A2 gọi là hiệu suất của máy.
III. Vận dụng
C5: Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500 N lên sàn ôtô cách mặt đất 1m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể).
Kéo tấm thứ nhất dùng tấm ván dài 4m.
Kéo thùng 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 ôtô .

a. Trường hợp thứ nhất nhỏ hơn và nhỏ hơn hai lần.
b. Không có trường hợp nào tốn công hơn. Công thực hiện trong hai trường hợp là như nhau.
c. Công của lực kéo thùng hàng theo mp nghiêng lên ôtô đúng bằng công của lực kéo trực tiếp thùng hàng theo phương thẳng đứng lên ôtô: A = P.h = 500.1 = 500J.
C6: Để đưa một vật có trọng lượng P = 420 N lên cao theo phương thẳng đứng bằng ròng rọc động, theo hình 13.3, người ta phải kéo đầu dây đi một đoạn là 8m. Bỏ qua ma sát.
Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.
Tính công nâng vật lên.
a.Dùng ròng rọc động cho lợi hai lần về lực nên lực kéo chỉ bằng nửa trọng lượng của vật:
F = P/2 = 420/2 = 210 N
Theo định luật về công thì khi sử dụng ròng rọc động cho lợi hai lần về lực sẽ thiệt hai lần về đường đi nghĩa là muốn nâng vật lên độ cao h thì phải kéo đầu dây đi một đoạn là S = 2h = 8m suy ra h = 8:2 = 4m
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.
Nội dung của bài
Về nhà:
Làm bài tập 14.1 - 14.7 SBT
Đọc trước bài: Công Suất
Hướng dẫn làm bài tập SBT
14.2: Một người đi xe đạp đạp đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5m. Dốc dài 40m. Tính công do người đó sinh ra. Biết rằng lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 20N, người và xe có khối lượng là 60kg.
Hướng dẫn:
+ Công hao phí (công của lực ma sát) :
Ahp = Fms . S = 20 . 40 = 800 J
+ Công có ích ( công đưa trọng lượng người và xe lên dốc) là: A1 = P . h = 10.m.h = 10.60.5 = 3000 J
Vậy công mà người đó phải sinh ra là:
A2 = Ahp + A1 = 800 + 3000 = 3800 J
(Suy ra hiệu suất : H = A1 : A2 = 3000 : 3800 =0,79 = 79%)

14.5: Vật A ở hình 14.2 có khối lượng 2kg. Hỏi lực kế chỉ bao nhiêu ? Muốn vật A đi lên được 2 cm, ta phải kéo lực kế đi xuống bao nhiêu cm?
A
Hướng dẫn:
+ Xét với nhánh dây 1, có lực căng dây là
T1 = P/ 2.
+ Tương tự: T2 = T1 /2 = P/4
T3 = T2/2 = P/8
Vậy lực kế chỉ là : P/8 = 10.m/8 = 2.10/8= 2,5N
1
T1
2
T2
3
T3