Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 9

CHUYÊN ĐỀ: CÁC MÁY CƠ ĐƠN GIẢN
Chủ đề: Ròng rọc
KIẾN THỨC CẦN NHỚ:
Tác dụng của các máy cơ đơn giản là làm biến đổi lực:
Thay đổi hướng của lực (ròng rọc cố định)
Thay đổi độ lớn của lực (ròng rọc động)
Thay đổi cả hướng và độ lớn của lực (đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng)
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.
Công thức tính hiệu suất:



BÀI TẬP:
Bài toán về ròng rọc

Bài Bài 1:
Dùng hệ thống ròng rọc như hình vẽ để kéo vật đi lên đều có trọng lượng P = 100N.
Tính lực kéo dây.
Để nâng vật lên cao 4m thì phải kéo dây một đoạn bâo nhiêu ? Tính công dùng để kéo vật.



Bài 2:
Có hệ ròng rọc như hình vẽ. Vật A có trọng lượng 4N, mỗi ròng rọc có trọng lượng 1N. Bỏ qua ma sát và khối lượng của các dây treo.
Hỏi với hệ thống trên có thể nâng vật B có trọng lượng bao nhiêu để nó đi lên đều.
Tính hiệu suất của hệ ròng rọc.
Tính lực kéo xuống tác dụng vào 2 ròng rọc cố định và lực tác dụng vào giá treo.



Bài 3:
Có hệ ròng rọc như hình vẽ. Vật A và B có trọng lượng lần lượt là 16N và 4,5N. Bỏ qua ma sát và khối lượng dây. Xem trọng lượng của các ròng rọc là không đáng kể.
Vật A đi lên hay đi xuống.
Muốn vật A chuyển động đều đi lên 4 cm thì vật B phải có trọng lượng ít nhất là bao nhiêu và di chuyển bao nhiêu?
Tính hiệu suất của hệ ròng rọc này.




Bài 4:
Xác định hiệu suất của hệ thống 3 ròng rọc ở hình bên. Biết hiệu suất của mỗi ròng rọc là 0,9. Nếu kéo một vật trọng lượng 10N lên cao 1 m thì công để thắng ma sát là bao nhiêu ?






Bài 5:
Một người có trọng lượng P = 600N đứng trên tấm ván được treo vào hai ròng rọc như hình vẽ. Để hệ thống cân bằng, người đó phải kéo dây, lúc đó lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định là F = 720N. Tính:
Lực do người nén lên tấm ván.
Trọng lượng của tấm ván.
Bỏ qua ma sát và khối lượng của các ròng rọc. Có thể xem hệ thống trên là một vật duy nhất.



Bài 6:
Để đưa một vật có khối lượng 50 kg lên cao 10 m, người thứ nhất dùng hệ thống ròng rọc như hình (a), người thứ hai dùng hệ thống ròng rọc như hình (b). Biết khối lượng của mỗi ròng rọc là 1 kg và lực cản khi kéo dây ở mỗi hệ thống đều bằng 10N.
Hãy so sánh đoạn dây cần kéo và công thực hiện trong hai trường hợp đó.
Tính hiệu suất của mỗi hệ thống ròng rọc.








Bài 7:
Cho hình vẽ, AB là một thanh đồng chất có khối lượng 2 kg đang ở trạng thái cân bằng. Mỗi ròng rọc có khối lượng 0,5 kg. Biết đầu A được gắn vào một bản lề, mB = 5,5 kg, mC = 10 kg và AC = 20 cm, ta thấy thanh AB cân bằng. Tìm độ dài của thanh AB.









Bài 8:
Cho hệ thống như hình vẽ. Biết khối lượng của mỗi ròng rọc, vật m1 và vật m2 lần lượt là 0,2 kg; 6 kg và 4 kg. AB = 3BC, bỏ qua ma sát và khối lượng của các dây nối. Hỏi hệ thống có cân bằng không ? Tại sao?









Bài 9:
Để kéo nước từ dưới giếng sâu lên được dễ dàng, người ta sử dụng hệ thống ròng rọc như hình vẽ. Biết O, O` là hai trục quay cố định, mỗi ròng rọ có bán kính r = 10 cm, tay quay OA dài 50 cm. Trọng lượng của một gàu nước là P = 100N.
Tay quay OA nằm ngang, tính độ lớn của lực kéo Fk tác dụng lên tay quay để giữ cho gàu nước đứng yên. Dùng hệ thống này ta được lợi bao nhiêu lần về lực ? Bỏ qua khối lượng của dây nối và các lực cản.
Người đó làm việc liên tục trong nửa giờ thì kéo được bao nhiêu m3 và công cần thực hiện là bao nhiêu ? Biết mỗi lần kéo được một gàu nước thì mất 1 phút, h = 10m, khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m3 và độ lớn của