Giáo án Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí Lớp 8 - Tiết 1 đến 28

Ngµy so¹n:	TiÕt : 1 -4
Buỉi :1 
C¸c ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi to¸n vËt lý
I. Ph­¬ng ph¸p gi¶ thiÕt t¹m
1.Néi dung ph­¬ng ph¸p:
	- Coi nh­ tÊt c¶ c¸c ®èi t­ỵng ®Ịu thuéc cïng mét lo¹i.
	- Thay mét ®èi t­ỵng nµy b»ng mét ®èi t­ỵng kh¸c cã mét sè thuéc tÝnh giø nguyªn vµ mét sè thuéc tÝnh thay ®ỉi ( gi¶ thiÕt vËt nµy chuyĨn ®éng nh­ vËt kia, xe nµy chuyĨn ®éng trªn qu·ng ®­êng nh­ xe kia,)
	- H×nh dung ra ®èi t­ỵng míi cã nh÷ng thuéc tÝnh nhÊt ®Þnh
Nãi chung viƯc biÕt c¸ch chän gi¶ thiÕt t¹m mét c¸ch hỵp lÝ, ®ã lµ sù s¸ng t¹o trong gi¶i vËt lý.
2. Bµi to¸n vÝ dơ:
Trªn qu·ng ®­êng AC dµi 200km cã mét ®Þa ®iĨm B c¸ch A lµ 10km. Lĩc 7 giê, mét « t« ®i tõ A, mét « t« kh¸c ®i tõ B, c¶ hai cïng ®i tíi C víi vËn tèc thø tù b»ng 50km/h vµ 40km/h. Hái lĩc mÊy giê th× kho¶ng c¸ch ®Õn C cđa xe thø hai gÊp ®«i kho¶ng c¸ch ®Õn C cđa xe thø nhÊt?
Bµi lµm
Qu·ng ®­êng ®i cđa hai «t« ®­ỵc minh ho¹ nh­ h×nh sau, lĩc xe thø hai ®Õn D lµ thêi ®iĨm ph¶i t×m, DM =MC).
Gi¶ thiÕt r»ng cã mét xe thø 3 ph¶i ®i qu·ng ®­êng EC dµi gÊp ®«i qu·ng ®­êng AC cđa xe thø nhÊt ph¶i ®i ( EC = 200.2 =400 km), víi vËn tèc gÊp ®«i cđa xe thø nhÊt ( nh­ vËy vËn tèc xe thø 3 b»ng: 50.2 = 100km/h) th× cịng trong thêi gian nh­ xe thø nhÊt , qu·ng ®­êng cßn l¹i ®Õn C cđa xe thø ba gÊp ®«i qu·ng ®­êng cßn l¹i ®Õn C cđa xe thø nhÊt vµ nh­ vËy xe thø ba nµy sÏ gỈp xe thø hai t¹i D ( h×nh vÏ)
E
A
B
D
M
C
Qu·ng ®­êng xe 3 ®i h¬n xe 2 lµ EB = EA + AB = 210 km.
VËn tèc cđa xe 3 so víi xe 2 lµ : V32 = 100 – 40 =60km/h
Thêi gian ®Ĩ xe 3 gỈp xe 2 t¹i D lµ: 
Thêi ®iĨm ph¶i t×m lµ : 7 +3,5 =10,5h (10giê 30 phĩt)
II. Ph­¬ng ph¸p dïng ®¬n vÞ quy ­íc
Néi dung ph­¬ng ph¸p:
Trong mét sè bµi to¸n, gi¸ trÞ ph¶i t×m cã thĨ kh«ng phơ thuéc vµo mét ®¹i l­ỵng nµo ®ã. 
Bµi to¸n:
Hai xe «t« khëi hµnh cïng mét lĩc: xe thø nhÊt ®i tõ A ®Õn B, xe thø hai ®i tõ B ®Õn A. Sau 1 giê 30 phĩt, chĩng cßn c¸ch nhau 108km. TÝnh qu·ng ®­êng AB. BiÕt r»ng xe thø nhÊt ®i c¶ qu·ng ®­êng Ab hÕt 6 giê, xe thø hai ®i hÕt c¶ qu·ng ®­êng BA hÕt 5 giê.
Bµi lµm
LÊy qu·ng ®­êng AB lµm ®¬n vÞ quy ­íc
Trong 1 giê, xe thø nhÊt ®i ®­ỵc 1/6 AB, xe thø hai ®i ®­ỵc 1/5 BA
Trong 1 giê c¶ hai xe ®i ®­ỵc:
AB
VËy, trong 1,5 giê c¶ hai xe ®i ®­ỵc: 
Qu·ng ®­êng cßn l¹i lµ: 
VËy qu·ng ®­êng AB= (108.9)/20 = 240 km.
Bµi to¸n lµm thªm: Mét ng­êi ®i tõ A ®Õn B víi vËn tèc 15 km/h. Sau ®ã 1 giê 30phĩt, ng­êi thø hai cịng rêi A ®i vỊ B víi vËn tèc 20 km/h vµ ®Õn B tr­íc ng­êi thø nhÊt lµ 30 phĩt. TÝnh qu·ng ®­êng AB.
 Ph­¬ng ph¸p ®å thÞ
Néi dung: 
ViƯc sư dơng ph­¬ng ph¸p nµy sÏ giĩp c¸c em cã c¸ch nh×n míi vỊ ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi to¸n vËt lý, giĩp kÝch thÝch høng thĩ häc tËp.
§å thÞ gåm hai cét: mét cét thêi gian, mét cét qu·ng ®­êng ( hoỈc vËn tèc), c¸c ®¬n vÞ trªn cét th× ®­ỵc chia tuú thuéc vµo tõng bµi mµ tû lƯ kh¸c nhau.
2.	Bµi to¸n
Hai xe «t« chuyĨn ®éng ng­ỵc chiỊu nhau tõ hai ®Þa ®iĨm c¸ch nhau 150 km. Hái sau bao l©u chĩng gỈp biÕt vËn tèc cđa xe thø nhÊt lµ 60km/h vµ vËn tèc cđa xe thø hai lµ 40km/h.
60
150
110
1
1,5
t(h)
S(km)
Bµi lµm
Tõ ®iĨm c¾t nhau cđa ®å thÞ hai chuyĨn ®éng ta dãng vu«ng gãc vµo hai trơc ®å thÞ, ta ®­ỵc thêi ®iĨm gỈp nhau sau: 1,5 giê kĨ tõ ®iĨm xuÊt ph¸t.
Ph­¬ng ph¸p ®¹i sè
Néi dung: 
§èi víi ph­¬ng ph¸p nµy chĩng ta sư dơng mèi quan hƯ gi÷a c¸c gi÷ kiƯn mµ ®Çu bµi ®Ỉt ra ®Ĩ lËp c¸c ph­¬ng tr×nh vµ gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh ®ã.
Bµi to¸n
Mét ng­êi ®i tõ A ®Õn B víi vËn tèc 15 km/h. Sau ®ã 1 giê 30phĩt, ng­êi thø hai cịng rêi A ®i vỊ B víi vËn tèc 20 km/h vµ ®Õn B tr­íc ng­êi thø nhÊt lµ 30 phĩt. TÝnh qu·ng ®­êng AB.
Ph©n tÝch: theo bµi ra ta cã thĨ lËp ®­ỵc ph­¬ng tr×nh thêi gian: hiƯu thêi gian cđa hai chuyĨn ®éng lµ 2 giê; qu·ng ®­êng ®i cđa hai chuyĨn ®éng cđa lµ nh­ nhau.
Bµi lµm
Theo bµi ra: ng­êi thø nhÊt ®i nhiỊu h¬n ng­êi thø hai 2 giê, nªn ta cã ph­¬ng tr×nh: 	t1-t2 = 2	(1)
MỈt kh¸c theo c«ng thøc tÝnh v©n tèc mµ ta cã s1 = s2
VËy 
Suy ra thay vµo (1)
Ta ®­ỵc : t2 = 6 
VËy qu·ng ®­êng AB: s2 = v2t2 =20.6 =120 (km)
Bµi tËp lµm thªm: Mét ®oµn xe c¬ giíi dµi 1200m hµnh qu©n víi vËn tèc 18km/h. Ng­êi chØ huy ë ®Çu ®oµn xe trao lƯnh cho mét chiÕn sÜ ®i m«t« chuyĨn ®éng xuèng cuèi ®oµn xe råi trë l¹i ®Çu ®oµn xe. T×m vËn t«c cđa chiÕn sÜ ®i m«t« biÕt thêi gian ®i vỊ cđa ng­êi nµy lµ 1 phĩt 40 gi©y.
Ph­¬ng ph¸p h×nh häc
1. Néi dung 
§èi víi ph­¬ng ph¸p nµy chđ yÕu lµ vËn dơng c¸c kiÕn thøc h×nh häc ®Ĩ gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n vËt lý. Chđ yÕu lµ vËn dơng ®Þnh lý tallet vµ ¸p dơng c¸c kiÕn thøc vỊ tam gi¸c ®ång d¹ng.
2.Bµi to¸n
D
C
S
D1
C1
D2
Mét ng­êi cã chiỊu cao h, ®øng ngay d­íi cét ®Ìn ë ®é cao H (H>h) cđa cét ®iƯn. Ng­êi nµy b­íc ®i ®Ịu víi vËn tèc v. H·y x¸c ®Þnh chuyĨn ®éng cđa bãng ®Ønh ®Çu in trªn mỈt ®Êt.
 Bµi lµm
C¸c tia s¸ng bÞ chỈn l¹i bëi 
ng­êi t¹o mét kho¶ng tèi 
trªn mỈt ®Êt,
 ®ã lµ bãng cđa ng­êi.
 XÐt trong kho¶ng thêi gian t,
 ng­êi dÞch chuyĨn ®­ỵc
 mét ®o¹n CC1=v.t => 
Bãng ®Ønh ®Çu dÞch chuyĨn mét ®o¹n:
CD2 = s
VËn tèc cđa bãng ®Ønh ®Çu v, 
VËn tèc cđa bãng ®Ønh ®Çu lµ:
 (kh«ng thay ®ỉi theo thêi gian)
Bµi tËp lµm thªm:Cã 3 xe xuÊt ph¸t tõ A ®i tíi B. Xe thø hai xuÊt ph¸t muén h¬n xe 1 lµ 2 giê vµ xuÊt ph¸t sím h¬n xe lµ 30 phĩt. Sau mét thêi gian th× c¶ 3 xe cïng gỈp nhau ë mét ®iĨm C trªn ®­êng ®i. BiÕt r»ng xe 3 ®Õn tr­íc xe 1 lµ 1 giê. Hái xe 2 ®Õn tr­íc xe 1 bao nhiªu? BiÕt vËn tèc cđa mçi xe kh«ng ®ỉi trªn c¶ ®­êng ®i.
------------------------------------------------------
BỔ SUNG KIẾN THỨC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 8.1
VẬN TỐC LÀ MỘT ĐẠI LƯỢNG VÉC - TƠ:
Thế nào là một đại lượng véc – tơ:
- Một đại lượng vừa có độ lớn, vừa có phương và chiều là một đại lượng vec tơ.
 2- Vận tốc có phải là một đại lượng véc – tơ không:
- Vận tốc lầ một đại lượng véc – tơ, vì:
+ Vận tốc có phương, chiều là phương và chiều chuyển động của vật.
+ Vận tốc có độ lớn, xác định bằng công thức: v = .
 3- Ký hiệu của véc – tơ vận tốc: 	v (đọc là véc – tơ “vê” hoặc véc – tơ vận tốc )
II- MỘT SỐ ĐIỀU CẦN NHỚ TRONG CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI:
Công thức tổng quát tính vận tốc trong chuyển động tương đối :
v13 = 	v12 + 	v23
v = 	v1 + v2
Trong đó:	+ v13 (hoặc v ) là véc tơ vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 3
+ v13 (hoặc v) là vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 3
	+ v12 (hoặc v1 ) là véc tơ vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 2
+ v12 (hoặc v1) là vận tốc của vật thứ 1 so với vật thứ 2
	+ v23 (hoặc v2 ) là véc tơ vận tốc của vật thứ 2 so với vật thứ 3
	+ v23 (hoặc v2) là vận tốc của vật thứ 2 so với vật thứ 3
Một số công thức tính vận tốc tương đối cụ thể:
Chuyển động của thuyền, canô, xuồng trên sông, hồ, biển:
	Bờ sông ( vật thứ 3)
	Nước (vật thứ 2)
	 Thuyền, canô (vật thứ 1)
	* KHI THUYỀN, CA NÔ XUỒNG CHUYỂN ĐỘNG XUÔI DÒNG:
Vận tốc của thuyền, canô so với bờ được tính bằng 1 trong 2 cặp công thức sau:
 	vcb = vc + vn	
	 	 = vc + vn	( Với t là thời gian khi canô đi xuôi dòng )
	Trong đó: 	
	+ vcb là vận tốc của canô so với bờ
	+ vcn (hoặc vc) là vận tốc của canô so với nước
	+ vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ
	* Lưu ý: 	- Khi canô tắt máy, trôi theo sông thì vc = 0
	vtb = vt + vn	
	 	 = vc + vn	( Với t là thời gian khi thuyền đi xuôi dòng )
	Trong đó:
	+ vtb là vận tốc của thuyền so với bờ
	+ vtn (hoặc vt) là vận tốc của thuyền so với nước
	+ vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ
	* KHI THUYỀN, CA NÔ, XUỒNG CHUYỂN ĐỘNG NGƯỢC DÒNG:
Tổng quát: v = vlớn - vnhỏ
Vận tốc của thuyền, canô so với bờ được tính bằng 1 trong 2 cặp công thức sau:
	vcb 	 = vc - vn	(nếu vc > vn)
	 	 = vc - vn	( Với t’ là thời gian khi canô đi ngược dòng )
	vtb 	 = vt - vn	(nếu vt > vn)
	 	 = vc - vn	( Với t’ là thời gian khi canô đi ngược dòng )
Chuyển động của bè khi xuôi dòng:
	vBb 	 = vB + vn
	 	 = vB + vn 	( Với t là thời gian khi canô đi xuôi dòng )
	Trong đó: 	
	+ vBb là vận tốc của bè so với bờ; 	(Lưu ý: vBb = 0)
	+ vBn (hoặc vB) là vận tốc của bè so với nước 
	+ vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ
Chuyển động xe (tàu ) so với tàu:
	 	Tàu (vật thứ 3)	Tàu thứ 2 (vật thứ 3)	
	Đường ray ( vật thứ 2)	Đường ray ( vật thứ 2)
	Xe ( vật thứ 1)	 	 tàu thứ 1 ( vật thứ 1)
	* KHI HAI VẬT CHUYỂN ĐỘNG NGƯỢC CHIỀU:
	vxt = vx +	 vt	
	Trong đó: 	
	+ vxt là vận tốc của xe so với tàu
	+ vxđ (hoặc vx) là vận tốc của xe so với đường ray
	+ vtđ (hoặc vt) là vận tốc của tàu so với đường
	* KHI HAI VẬT CHUYỂN ĐỘNG CÙNG CHIỀU:
	vxt = vxđ - vtđ 	hoặc	vxt = vx -	 vt ( nếu vxđ > vtđ ; vx > vt)
	vxt = vtđ - vxđ 	hoặc	vxt = vt -	 vx ( nếu vxđ < vtđ ; vx < vt)
Chuyển động của một người so với tàu thứ 2:
* Khi người đi cùng chiều chuyển động với tàu thứ 2: vtn = vt + vn
* Khi người đi ngược chiều chuyển động với tàu thứ 2: vtn = vt - vn ( nếu vt > vn)
Ngµy so¹n:	TiÕt : 5 - 12
Buỉi :2 + 3 
CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU-VẬN TỐC
I/- Lý thuyết :
	1/- Chuyển động đều và đứng yên :
Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của một vật so với vật khác được chọn làm mốc.
Nếu một vật không thay đổi vị trí của nó so với vật khác thì gọi là đứng yên so với vật ấy.
Chuyển động và đứng yên có tính tương đối. (Tuỳ thuộc vào vật chọn làm mốc)
2/- Chuyển động thảng đều :
Chuyển động thảng đều là chuyển động của một vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khỏng thời gian bằng nhau bất kỳ.
Vật chuyển động đều trên đường thẳng gọi là chuyển động thẳng đều.
3/- Vận tốc của chuyển động :
Là đại lượng cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động đó
Trong chuyển động thẳng đều vận tốc luôn có giá trị không đổi ( V = conts )
Vận tốc cũng có tính tương đối. Bởi vì : Cùng một vật có thể chuyển động nhanh đối với vật này nhưng có thể chuyển động chậm đối với vật khác ( cần nói rõ vật làm mốc )
V = Trong đó : V là vận tốc. Đơn vị : m/s hoặc km/h
 S là quãng đường. Đơn vị : m hoặc km
 t là thời gian. Đơn vị : s ( giây ), h ( giờ )
II/- Phương pháp giải :
	1/- Bài toán so sánh chuyển động nhanh hay chậm: 
a/-	Vật A chuyển động, vật B cũng chuyển động, Vật C làm mốc ( thường là mặt đường )
Căn cứ vào vận tốc : Nếu vật nào có vận tốc lớn hơn thì chuyển động nhanh hơn. Vật nào có vận tốc nhỏ hơn thì chuye ... ết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3, của dầu là 8000N/m3.
Bµi 6 : §Ỉt mét bao g¹o khèi l­ỵng 50kg lªn mét c¸i ghÕ bèn ch©n cã khèi l­ỵng 4kg. DiƯn tÝch tiÕp xĩc víi mỈt ®Êt cđa mçi ch©n ghÕ lµ 8cm2. TÝnh ¸p suÊt c¸c ch©n ghÕ t¸c dơng lªn mỈt ®Êt.
Cho
mg¹o = 50kg , mghÕ = 4kg
S1Ch©n ghÕ = 8cm2 = 0,0008m2
T×m
TÝnh ¸p suÊt lªn ch©n ghÕ ?
HD: + Träng l­ỵng cđa bao g¹o vµ ghÕ lµ:
 P = 10.(50 + 4) = 540 N 
+ ¸p lùc cđa c¶ ghÕ vµ bao g¹o t¸c dơng lªn mỈt ®Êt lµ:
 F = P = 540 N
+ ¸p suÊt c¸c ch©n ghÕ t¸c dơng mỈt ®Êt lµ:
Bµi 7: Một thợ lặn lặn xuống độ sâu 32 m so với mặt nước biển. Cho trọng lượng riêng trung bình của nước biển là 10300 N/m3.
 a, Tính áp suất ở độ sâu ấy.
 b, Cửa chiếu sáng của áo lặn cĩ diện tích 0,018 m2. Tính áp lực của nước tác dụng lên phần diện tích này.
HD	a, Áp suất ở độ sâu h = 32 m so với mực nước biển là:
p = d.h = 10 300.32 = 329 600 (Pa)	 
b, Áp lực của nước tác dụng lên phần diện tích cửa chiếu sáng của áo lặn là:
p = =>	F = p.S = 329 600.0,018 = 5 932,8 (N)
Bài tập về nhà:
Bµi 1: Mét b×nh th«ng nhau gåm 2 nh¸nh gièng nhau chøa n­íc cã träng l­ỵng riªng d1 = 10000 N/m3. Ng­êi ta ®ỉ thªm dÇu vµo mét nh¸nh, sau khi chÊt láng trong b×nh ®· ®øng yªn, hai mỈt tho¸ng ë 2 nh¸nh chªnh lƯch nhau 1 cm.
a) VÏ h×nh minh häa, tÝnh ®é cao cét dÇu biÕt dÇu cã träng l­ỵng riªng d2= 8000 N/m3.
b) §ỉ thªm vµo b×nh mét chÊt láng thø 3 cã träng l­ỵng riªng d3 = 6000 N/m3 cho ®Õn khi mùc n­íc vµ dÇu ngang nhau. T×m ®é cao cđa cét chÊt láng thø 3 (c¸c chÊt láng kh«ng trén lÉn nhau).
Bµi 2: Mét chiÕc vßng b»ng hỵp kim vµng vµ b¹c, khi c©n trong kh«ng khÝ cã träng l­ỵng P0= 3N. Khi c©n trong n­íc, vßng cã träng l­ỵng P = 2,74N. H·y x¸c ®Þnh khèi l­ỵng phÇn vµng vµ khèi l­ỵng phÇn b¹c trong chiÕc vßng nÕu xem r»ng thĨ tÝch V cđa vßng ®ĩng b»ng tỉng thĨ tÝch ban ®Çu V1 cđa vµng vµ thĨ tÝch ban ®Çu V2 cđa b¹c. Khèi l­ỵng riªng cđa vµng lµ 19300kg/m3, cđa b¹c 10500kg/m3.
HD: 
ThĨ tÝch toµn bé qu¶ cÇu ®Ỉc lµ: V=	
Gäi thĨ tÝch phÇn ®Ỉc cđa qu¶ cÇu sau khi khoÐt lç lµ V’. §Ĩ qu¶ cÇu n»m l¬ lưng trong n­íc th× träng l­ỵng P’ cđa qu¶ cÇu ph¶i c©n b»ng víi lùc ®Èy ¸c si mÐt: P’ = FAS
 	dnhom.V’ = dn­íc.V 
V’=	
VËy thĨ tÝch nh«m ph¶i khoÐt ®i lµ: 54cm3 - 20cm3 = 34 cm3	
Bài 3: Mét c¸i cèc h×nh trơ, chøa mét l­ỵng n­íc vµ l­ỵng thủ ng©n cïng khèi l­ỵng. §é cao tỉng céng cđa n­íc vµ cđa thủ ng©n trong cèc lµ 120cm.TÝnh ¸p suÊt cđa c¸c chÊt láng lªn ®¸y cèc?
 Cho khèi l­ỵng riªng cđa n­íc , thủ ng©n lÇn l­ỵt lµ 1g/cm3 vµ 13,6g/cm3.
HD
 - Gäi h1, h2 lµ ®é cao cđa cét n­íc vµ cét thủ ng©n, S lµ diƯn tÝch ®¸y cđa b×nh.
 - Theo bµi ra ta cã h1+h2=1,2	(1)	 
 - Khèi l­ỵng n­íc vµ thủ ng©n b»ng nhau nªn : Sh1D1= Sh2D2 (2) ( D1, D2 lÇn l­ỵt lµ khèi l­ỵng riªng cđa n­íc vµ thđy ng©n)
 - ¸p suÊt cđa n­íc vµ thủ ng©n lªn ®¸y b×nh lµ:
 p =10(D1h1 +D2h2)	 (3)	
 - Tõ (2) ta cã: Þ=Þ h1=	 
 - T­¬ng tù ta cã : h2= 
 -Thay h1 vµ h2 vµo(3)ta cã : p = 22356,2(Pa) 
Bài 4. Mét b×nh th«ng nhau h×nh ch÷ U tiÕt diªn ®Ịu S = 6 cm2 chøa n­íc cã träng l­ỵng riªng d0 =10 000 N/m3 ®Õn nưa chiỊu cao cđa mçi nh¸nh .
Ng­êi ta ®ỉ vµo nh¸nh tr¸i mét l­ỵng dÇu cã träng l­ỵng riªng d = 8000 N/m3 sao cho ®é chªnh lƯch gi÷a hai mùc chÊt láng trong hai nh¸nh chªnh lƯch nhau mét ®o¹n 10 cm.T×m khèi l­ỵng dÇu ®· rãt vµo ?
NÕu rãt thªm vµo nh¸nh tr¸i mét chÊt láng cã träng l­ỵng riªng d1 víi chiỊu cao 5cm th× mùc chÊt láng trong nh¸nh tr¸i ngang b»ng miƯng èng . T×m chiỊu dµi mçi nh¸nh ch÷ U vµ träng l­ỵng riªng d1 BiÕt mùc chÊt láng ë nh¸nh ph¶i b»ng víi mỈt ph©n c¸ch gi÷a dÇu vµ chÊt láng míi ®ỉ vµo ?
Ngµy so¹n:	TiÕt : 25 -28
Buỉi :7 	C¸c m¸y c¬ ®¬n gi¶n
I. Mục tiêu
- Rịng rọc: rịng rọc cố định, rịng rọc động, Pa lăng, hệ rịng rọc.
	+ Vẽ sơ đồ
	+ Xác định và biểu diễn lực ở Rịng rọc
	+ Xác định cơng cĩ ích, cơng tồn phần và cơng hao phí. Tính hiệu suất.
- Địn bẩy, cân địn, trục kéo.
	+ Vẽ sơ đồ, biểu diễn lực tác dụng vào địn bẩy
	+ Vận dụng điều kiện cân bằng của địn bẩy khi cĩ hai hay nhiều lực tác dụng vào địn bẩy.
II. Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập
Bài 1: F2
P
P
F1
 a)
 b)
Mét vËt cã träng l­ỵng P ®­ỵc gi÷ c©n b»ng nhê hƯ thèng nh­ h×nh vÏ víi mét lùc F1 = 150N. Bá qua khèi l­ỵng cđa rßng räc
T×m lùc F2 ®Ĩ gi÷ vËt khi vËt ®­ỵc treo vµo hƯ thèng ë h×nh b)
§Ĩ n©ng vËt lªn cao mét ®o¹n h ta ph¶i kÐo d©y mét ®o¹n bao nhiªu trong mçi c¬ cÊu (Gi¶ sư c¸c d©y ®đ dµi so víi kÝch th­íc c¸c rßng räc) 
HDa) Trong c¬ cÊu a) do bá qua khèi l­ỵng cđa rßng räc vµ d©y kh¸ dµi nªn lùc c¨ng t¹i mäi ®iĨm lµ b»ng nhau vµ b»ng F1. MỈt kh¸c vËt n»m c©n b»ng nªn: 
P = 3F1= 450N
 Hoµn toµn t­¬ng tù ®èi víi s¬ ®å b) ta cã: P = 5F2
Hay F2 = = 90N
b) + Trong c¬ cÊu h×nh a) khi vËt ®i lªn mét ®o¹n h th× rßng
F1
F1
P
a)
F
P
F2
F2
 b)
Räc ®éng cịng ®i lªn mét ®o¹n h vµ d©y ph¶i di chuyĨn mét ®o¹n s1 = 3h
 + T­¬ng tù trong c¬ cÊu h×nh b) khi vËt ®i lªn mét ®o¹n h th× d©y ph¶i di chuyĨn mét ®o¹n s2 = 5h	
Bài 2:	Hai qu¶ cÇu b»ng kim lo¹i cã khèi l­ỵng b»ng nhau ®­ỵc treo vµo hai ®Üa cđa mét c©n ®ßn. Hai qu¶ cÇu cã khèi l­ỵng riªng lÇn l­ỵt lµ D1 = 7,8g/cm3; D2 = 2,6g/cm3. Nhĩng qu¶ cÇu thø nhÊt vµo chÊt láng cã khèi l­ỵng riªng D3, qu¶ cÇu thø hai vµo chÊt láng cã khèi l­ỵng riªng D4 th× c©n mÊt th¨ng b»ng. §Ĩ c©n th¨ng b»ng trë l¹i ta ph¶i bá vµo ®Üa cã qu¶ cÇu thø hai mét khèi l­ỵng m1 = 17g. §ỉi vÞ trÝ hai chÊt láng cho nhau, ®Ĩ c©n th¨ng b»ng ta ph¶i thªm m2 = 27g cịng vµo ®Üa cã qu¶ cÇu thø hai. T×m tØ sè hai khèi l­ỵng riªng cđa hai chÊt láng.
HD:
Do hai qu¶ cÇu cã khèi l­ỵng b»ng nhau. Gäi V1, V2 lµ thĨ tÝch cđa hai qu¶ cÇu, ta cã
	D1. V1 = D2. V2 hay 
	Gäi F1 vµ F2 lµ lùc ®Èy Acsimet t¸c dơng vµo c¸c qu¶ cÇu. Do c©n b»ng ta cã:
(P1- F1).OA = (P2+P’ – F2).OB
 Víi P1, P2, P’ lµ träng l­ỵng cđa c¸c qu¶ cÇu vµ qu¶ c©n; OA = OB; P1 = P2 tõ ®ã suy ra:
P’ = F2 – F1 hay 10.m1 = (D4.V2- D3.V1).10
Thay V2 = 3 V1 vµo ta ®­ỵc: m1 = (3D4- D3).V1 (1)
 T­¬ng tù cho lÇn thø hai ta cã;
(P1- F’1).OA = (P2+P’’ – F’2).OB
Þ P’’ = F’2 - F’1 hay 10.m2=(D3.V2- D4.V1).10
Þ m2= (3D3- D4).V1 	 (2)
	 Þ m1.(3D3 – D4) = m2.(3D4 – D3)
 Þ ( 3.m1 + m2). D3 = ( 3.m2 + m1). D4
	 Þ = 1,256
Bài 3:	
 Mét xe ®¹p cã nh÷ng ®Ỉc ®iĨm sau ®©y
B¸n kÝnh ®Üa xÝch: R = 10cm; ChiỊu dµi ®ïi ®Üa (tay quay cđa bµn ®¹p): OA = 16cm; B¸n kÝnh lÝp: r = 4cm; §­êng kÝnh b¸nh xe: D = 60cm
 A 
	1) Tay quay cđa bµn ®¹p ®Ỉt n»m ngang. Muèn khëi ®éng cho xe ch¹y, ng­êi ®i xe ph¶i t¸c dơng lªn bµn ®¹p mét lùc 400N th¼ng ®øng tõ trªn xuèng.
	a) TÝnh lùc c¶n cđa ®­êng lªn xe, cho r»ng lùc c¶n ®ã tiÕp tuyÕn víi b¸nh xe ë mỈt ®­êng
	b) TÝnh lùc c¨ng cđa søc kÐo
	2) Ng­êi ®i xe ®i ®Ịu trªn mét ®o¹n ®­êng 20km vµ t¸c dơng lªn bµn ®¹p mét lùc nh­ ë c©u 1 trªn 1/10 cđa mçi vßng quay
	a) TÝnh c«ng thùc hiƯn trªn c¶ qu·ng ®­êng
	b) TÝnh c«ng suÊt trung b×nh cđa ng­êng ®i xe biÕt thêi gian ®i lµ 1 giê
HD:
 1. a) T¸c dơng lªn bµn ®¹p lùc F sÏ thu ®­ỵc lùc F1 trªn vµnh ®Üa, ta cã :
 F. AO = F1. R Þ F1 = (1)
 Lùc F1 ®­ỵc xÝch truyỊn tíi vµnh lÝp lµm cho lÝp quay kÐo theo b¸nh xe. Ta thu ®­ỵc mét lùc F2 trªn vµnh b¸nh xe tiÕp xĩc víi mỈt ®­êng.
 Ta cã: F1. r = F2. 
F1
F1
F2 2 22
 A 
 Þ F2 = 
 Lùc c¶n cđa ®­êng b»ng lùc F2 lµ 85,3N 
 	b) Lùc c¨ng cđa xÝch kÐo chÝnh lµ lùc F1. theo (1) ta cã F1 = 
 2. a) Mçi vßng quay cđa bµn ®¹p øng víi mét vßng quay cđa ®Üa vµ n vßng quay cđa lÝp, cịng lµ n vßng quay cđa b¸nh xe. Ta cã: 2pR = 2prn do ®ã n= 
	Mçi vßng quay cđa bµn ®¹p xe ®i ®­ỵc mét qu·ng ®­êng s b»ng n lÇn chu vi b¸nh xe. s = pDn = 4pD
	Muèn ®i hÕt qu·ng ®­êng 20km, sè vßng quay ph¶i ®¹p lµ: N = 
	b) C«ng thùc hiƯn trªn qu·ng ®­êng ®ã lµ:
	A = 
	c) C«ng suÊt trung b×nh cđa ng­êi ®i xe trªn qu·ng ®­êng ®ã lµ:
	P = 
Bài 4:
 Mét thiÕt bÞ ®ãng vßi n­íc tù ®éng bè trÝ nh­ h×nh vÏ. Thanh cøng AB cã thĨ quay quanh mét b¶n lỊ ë ®Çu A. §Çu B g¾n víi mét phao lµ mét hép kim lo¹i rçng h×nh trơ, diƯn tÝch ®¸y lµ 2dm2, träng l­ỵng 10N. Mét n¾p cao su ®Ỉt t¹i C, khi thanh AB n»m ngang th× n¾p ®Ëy kÝn miƯng vßi AC = BC
B
C
A
¸p lùc cùc ®¹i cđa dßng n­íc ë vßi lªn n¾p ®Ëy lµ 20N. Hái mùc n­íc lªn ®Õn ®©u th× vßi n­íc ngõng ch¶y. BiÕt kho¶ng c¸ch tõ B ®Õn ®¸y phao lµ 20cm. Khèi l­ỵng thanh AB kh«ng ®¸ng kĨ
HD:
 Träng l­ỵng cđa phao lµ P, lùc ®Èy AcsimÐt t¸c dơng lªn phao lµ F1, ta cã: 
 F1 = V1D = S.hD
 Víi h lµ chiỊu cao cđa phÇn phao ngËp n­íc, D lµ träng l­ỵng riªng cđa n­íc.
 Lùc ®Èy tỉng céng t¸c dơng lªn ®Çu B lµ:
	F = F1 – P = S.hD – P	(1)
 ¸p lùc cùc ®¹i cđa n­íc trong vßi t¸c dơng lªn n¾p lµ F2 ®Èy cÇn AB xuèng d­íi. §Ĩ n­íc ngõng ch¶y ta ph¶i cã t¸c dơng cđa lùc F ®èi víi trơc quay A lín h¬n t¸c dơng cđa lùc F2 ®èi víi A:
B
C
A
h
F2
F
	F.BA > F2.CA	(2)
	Thay F ë (1) vµo (2): BA(S.hD – P) > F2.CA
	BiÕt CA = BA. Suy ra: S.hD – P > 
	Þ h > Þ h > » 0,8(3)m 
	VËy mùc n­íc trong bĨ ph¶i d©ng lªn ®Õn khi phÇn phao ngËp trong n­íc v­ỵt qu¸ 8,4cm th× vßi n­íc bÞ ®ãng kÝn.
	Bài 5: 
Mét thanh m¶nh, ®ång chÊt, ph©n bè ®Ịu khèi l­ỵng cã thĨ quay quanh trơc O ë phÝa trªn. PhÇn d­íi cđa thanh nhĩng trong n­íc, khi c©n b»ng thanh n»m nghiªng nh­ h×nh vÏ, mét nưa chiỊu dµi n»m trong n­íc. H·y x¸c ®Þnh khèi l­ỵng riªng cđa chÊt lµm thanh ®ã.
O
HD
Khi thanh c©n b»ng, c¸c lùc t¸c dơng lªn thanh gåm: Träng lùc P vµ lùc ®Èy Acsimet FA (h×nh bªn).
Gäi l lµ chiỊu dµi cđa thanh. Ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc:
 (1)
Gäi Dn vµ D lµ khèi l­ỵng riªng cđa n­íc vµ chÊt lµm thanh. M lµ khèi l­ỵng cđa thanh, S lµ tiÕt diƯn ngang cđa thanh
 FA d1
 P d2
	Lùc ®Èy Acsimet: FA = S..Dn.10 	(2)
	Träng l­ỵng cđa thanh: P = 10.m = 10.l.S.D	(3)
	Thay (2), (3) vµo (1) suy ra: S.l.Dn.10 = 2.10.l.S.D
Þ Khèi l­ỵng riªng cđa chÊt lµm thanh: D = Dn 	
Bµi 6. Tõ d­íi ®Êt kÐo vËt nỈng lªn cao ng­êi ta m¾c mét hƯ thèng gåm rßng räc ®éng vµ rßng räc cè ®Þnh. VÏ h×nh m« t¶ c¸ch m¾c ®Ĩ ®­ỵc lỵi:
a) 2 lÇn vỊ lùc.
b) 3 lÇn vỊ lùc.
Muèn ®¹t ®­ỵc ®iỊu ®ã ta ph¶i chĩ ý ®Õn nh÷ng ®iỊu kiƯn g×?
HD
 a/ 
§iỊu kiƯn cÇn chĩ ý lµ:
b/ 
 - Khèi l­ỵng cđa c¸c rßng räc, d©y nèi kh«ng ®¸ng kĨ so víi träng vËt.
 - Ma s¸t ë c¸c ỉ trơc nhá cã thĨ bá qua.
 - C¸c ®o¹n d©y ®đ dµi so víi kÝch th­íc cđa rßng räc ®Ĩ cã thĨ coi nh­ chĩng song song víi nhau
Bµi 7. Trong tay ta cã mét qu¶ c©n 500gam, mét th­íc th¼ng b»ng kim lo¹i cã v¹ch chia vµ mét sè sỵi d©y buéc. Lµm thÕ nµo ®Ĩ x¸c nhËn l¹i khèi l­ỵng cđa mét vËt nỈng 2kg b»ng c¸c vËt dơng ®ã? VÏ h×nh minh ho¹
HD:
Chän ®iĨm chÝnh gi÷a cđa thanh kim lo¹i lµm ®iĨm tùa
VËn dơng nguyªn lý ®ßn b¶y
Buéc vËt nỈng t¹i mét ®iĨm gÇn s¸t ®iĨm mĩt cđa thanh kim lo¹i
§iỊu chØnh vÞ trÝ treo qu¶ c©n sao cho thanh th¨ng b»ng n»m ngang
Theo nguyªn lý ®ßn b¶y: P1/P2 = l2/l1
 X¸c ®Þnh tû lƯ l1/l2 b»ng c¸ch ®o c¸c ®é dµi OA vµ OB
NÕu tû lƯ nµy lµ 1/4 th× khèi l­ỵng vËt nỈng lµ 2kg