Giáo án Vật lí Lớp 8 - Bài 12,13 - Năm học 2009-2010

Buổi Thứ sáu : 3/07/2009.
A.Chữa BTVN : 
Tóm tắt : Quả cấu bằng đồng : Vqc= 400 cm3 
 dđồng = 89 000 N/m3 , dnước = 10 000 N/m3
 Treo và lực kế và nhúng chìm trong nước lực kế chỉ : 8 N.
a) m = ?
b) Quả cầu đó đặc hay rỗng ?
Giải :
V = 400 cm3 = 0,4 dm3 = 0,0004 m3 = 4. 10-4 m3 
Lực đẩy ác si mét tác dụng lên quả cầu là :
FA = V. D nước = 4 . 10-4 . 10 000 = 4 (N).
Trọng lượng của quả cầu P = 8+4 = 12 N
 Vậy khối lượng của quả cầu là m = = =1,2 kg
b) Trọng lượng riêng của quả cầu 
 Ta có : P = Vqc .dqc suy ra dqc = = = 30 000 N/m3 
Ta thấy : dqc = 30 000 N/m3 < d đồng = 89 000N/m3 Nên quả cầu đó là rỗng.
B. Bài học :
Sự nổi
Tóm tắt bài học :
Khi nào vật chìm, khi nào vật nổi :
Gọi P là trọng lượng của vật, F là lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật khi vật ngập hoàn toàn trong chất lỏng 
- Vật chìm xuống khi : P>F
- Vật nổi lên khi : P<F
- Vật lơ lửng trong chất lỏng ; P=F
2. Độ lớn của lực đẩy ác si mét khi vật nổi trên mặt thoáng của chất lỏng
Công thức : FA = d cl. Vc 
Trong đó : d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)
 V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng ( m3)
 FA là lực đẩy ác si mét
Chú ý : Vc là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng chứ không phải là thể tích của vật
Khi vật nổi trên mặt thoáng của chất lỏng thì lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật có độ lớn bằng trọng lượng của vật
Bài tập :
Bài 1 : Một vật có trọng lượng riêng là 6000 N/m3 . Khi thả vật vào trong chất lỏng có trọng lượng riêng d1 thì thể tích bị chìm chiếm 3/4 thể tích của vật , còn khi thả vào trong chất lỏng có trọng lượng riêng d2 thì thể tích bị chìm chiếm 4/5 thể tích của vật 
So sánh lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật trong hai trường hợp đó.
Xác định d1 và d2 
Giải :
a)Gọi FA1, FA2 là lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật trong hai trường hợp 
Khi thả vật vào d1 hay d2 vật đều nổi : suy ra : FA1= P
 FA2= P
Hay FA1= FA2 
Xác định d1 và d2 
Ta có P= FA1 suy ra Vv.dv = 3/4 Vv.d1 vậy d1= 4/3.6000 = 8000 N/m3
 P= FA1 suy ra Vv.dv = 4/5 Vv.d2 vậy d2= 5/4. 6000= 75 000 N/m3
 Đáp số : a) FA1= FA2 
 b) 8000 N/m3 , 7500 N/m3
Bài 2 :
Một khối gỗ hình lập phương , có chiều dài mỗi cạnh là 10 cm được thả nổi trong nước . Trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m3 .chiều cao của khối gỗ nổi trên nước là 3 cm.
Tìm khối lượng riêng và khối lượng của vật 
Nếu ta đổ dầu có trọng lượng riêng 6 000N/m3 sao cho ngập hoàn toàn vật thì thể tích của vật chìm trong nước và trong dầu là bao nhiêu ?
Giải :
10 cm = 0,1 m
a) Thể tích của vật : V = (0,1)3 = 10-3 (m3) (1)
Thể tích phần chìm của vật Vc= (0,1)2.( 0,1- 0,03) = 7.10-4 ( m3)
Lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật :
FA= Vc.dn 7.10-4.104 = 7(N). 
 Mà vật nổi nên P=FA suy ra d.V = FA vậy d=FA/V= 7/103= 7000(N/m3 )
 D= 700 (kg/m3) và m= P/10=7/10= 0,7 kg.
Thể tích của vật chìm trong nước và trong dầu :
Thể tích của vật : V= Vcn+Vcd suy ra Vcn=V-Vcd (2)
Lực đẩy ác si mét tác dung lên vật :
FA=FAn+FAd = Vcn.dn+Vcd.dd Mà vật nổi nên F=P 
Vậy Vcn.dn+Vcd.dd= V.d (3)
Từ (1),(2) và (3) ta có ( V-Vcd).dn+ Vcd.dd=V.d.
 V.dn- Vcd.dn+Vcd.dd= V.d
 Vcd( dn – dd ) = V ( dn – d )
 Vcd = V.( dn – d )/ ( dn – dd )
Thay số và ta có : 
Vcd = ( 10 000 – 7 000). 10-3/ ( 10 000 – 6 000) = 0,75.10-3 m3 = 750 cm3.
Vậy Vcn = 10-3 – 0,75. 10-3 = 0,25 . 10-3 m3
Đáp số : 700 kg/m3 , 0,7 kg, 750 cm3, 250 cm3 .
Bài 3 :
Muốn đo khối lượng của một con voi ta có thể làm như thế nào ( ứng dụng lực đẩy ác si mét và sự nổi )
Giải : 
Bước 1 : Đặt một chiếc thuyền xuống sông và đánh dấu mực nước ở thân thuyền . Ta có độ sâu của thuyền là h1, Tính V1 
Bước 2 : Đưa voi xuống thuyền và đánh dấu mưc nước ở thân thuyền ,ta có độ sâu của thuyền là h2, Tính V2.
Bước 3 : Tính thể tích phần chìm thêm của thuyền ở trong nước là 
 Vchìm thêm = V2 – V1 ( m3 ).
Bước 4 : Tính trọng lượng của voi Pvoi = Vchìmthêm. dnước ( N) 
Từ đó ta tính được khổi lượng của con voi mvoi = Pvoi/ 10 ( kg)
Bài 4 :
Trên bàn có những dụng cụ và vật liệu sau :Lực kế,bình nước, (nước đựng trong bình có khối lượng riêng D0 , bình không chia độ). Làm thế nào chỉ bằng các dụng cụ trên có thể xác định được khối lượng riêng của một vật bằng kim loại có hình dạng bất kỳ ? Hãy trình bày cách làm 
Giải : 
Để xác định khối lượng riêng ta cần biết khối lượng m và thể tích V của vật.
 - Dùng lực kế xác định trọng lượng P1 của vật ở trong không khí 
 - Khối lượng m = P1/10
 - Ta tiếp tục dùng lực kế xác định trọng lượng P2 trong nước của vật 
- Lực đẩy ác si mét FA = P1 – P2 
- Mà FA = dn. V = D0. 10. V 
- Vậy V = P1 – P2 / 10 D0 
- Ta tính được khối lượng riêng của vật 
 D = m/V = P1. D0 / P1 – P 2 
Bài 5 :
Một cái bình thông nhau gồm hai ống hình trụ có tiết diện đáy lần lượt là S1 và S2 = 2 S1 nối thông đáy . Người ta đổ vào bình một ít nước sau đó bỏ vào trong nó một quả cầu bằng gỗ có khối lượng 25 g thì thấy mực nước mỗi ống dậng cao 18 mm . Tính tiết diện ngang của mỗi ống . Cho khối lượng riêng của nước là Dn = 1g/cm3 
Giải : 
- Đổi đơn vị : m = 25 g = 25.10-3 kg
 Dn = 1g/cm3 = 1000 kg/m3 
 H= H1= H2 = 18 mm = 18. 10-3 m
- Trọng lượng của quả cầu : P = 10.m
- Lực đẩy ác si mét tác dụng lên quả cầu
 FA = V. dn = (S1H1+S2H2 ).Dn = H( S1+ 2S1)dn = 3S1.H. 10.Dn
- Do vật nằm cân bằng nên P = FA 
 10 m = 3 S1 H. 10. Dn 
 S1 = m/ 3.H.Dn
 Thay số ta có tiết diện của ống thứ nhất là : S1 = 25.10-3/ 3. 18.10-3. 103 = 0,46. 10-3 m2 = 46 cm2
Tiết diên ống thứ hai S2 = 2 S1 = 2.46 = 92 cm2 .
Buổi thứ sáu 10/7/2009.
Bài học : Công cơ học, Định luật về công.
A.Tóm tắt bài học : 
I. Công cơ học :
1. Công cơ học :
- Khi nào có công cơ học : Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực.
- Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố : Lực tác dụng vào vật và độ chuyển dời của vật .
2. Công thức tính công cơ học :
 A= F.s
Trong đó : F: Lực tác dụng vào vật ( N)
 s : Quãng đường vật dịch chuyển (m)
 A : Công của lực F ( 1N.m = 1J )
3. Lưu ý : - Nếu khi hướng chuyển động không trùng với hướng của lực tác dụng thì công tính theo công thức khác và nhỏ hơn F.s
 - Khi hướng của chuyển động vuông góc với phương của lực thì công bằng 0
- Từ A=F.s ta suy ra : F=A/s hay s= A/F
II. Định luật về công :
1.Định luật : Không có 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 .
2.Các loại máy cơ đơn giản thường gặp :
- Ròng rọc cố định : Chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực.
- Ròng rọc động : Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực thì thiệt hại hai lần về đường đi.
- Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thiệt về đường đi .
- Đòn bẩy : Lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại .
3. Hiệu suất máy cơ đơn giản :
H = Aci/Atp Trong đó Aci là công có ích, Atp là công toàn phần.
4.Lưu ý :
- Đối với máy cơ đơn giản : khi sử dung có thể có ma sát hoặc bỏ qua ma sát
- Độ dài quãng đường khi sử dụng máy cơ đơn giản :+ Độ cao cần nâng vật (m)khi dùng ròng rọc cố định. + Chiều dài mặt phẳng nghiêng (m) khi dùng mặt phẳng nghiêng. + Chiều dài đọa dây cần kéo (m)khi dùng ròng rọc động.
- Tính hiệu suất máy cơ đơn giản :
Khi có ma sát Atp= Aci + Ahao phí .
B. Bài tập :
Bài 1 : Một cái thùng hình hộp rỗng ,chiều dài mỗi cạnh là 30cm . Để thùng chìm xuống nước thì phải đặt vào thúng một vật có khối lượng nhỏ nhất là 20kg.
a.Tính khối lượng của thùng .
b.Nếu không đặt vật vào thùng thì ta phải thực hiện một công tối thiểu bằng bao nhiêu để nhấn chìm thùng xuống sâu 5m
( Giả sử nước không vào được trong thùng , cho dnước = 10 000 N/m3 )
Giải : Đổi đơn vị : 30cm = 0,3m 
a)Khối lượng của thùng : Vthùng = (0,3)3 = 0,027 m3 = 27.10-3 m3 
Lực đẩy ác si mét tác dụng lên thùng :
FA = Vthùng. dnước = 27.10-3 . 104 = 270 (N). (1)
Trọng lượng của thùng và vật : P= Pthùng + Pvật = Pthùng + 20.10= Pthùng + 200 (2)
Mà khi đó P= FA nên từ (1) và (2) ta có 
Pthùng+ 200 = 270
Pthùng = 270 – 200 = 70 (N) suy ra mthùng = 70/10 = 7(kg)
b) Nếu không đặt vật vào thùng và muốn nhấn chìm thùng ta phải tác dụng vào thùng một lực theo phương thẳng đứng có độ lớn tối thiểu bằng trong lượng của vật nên : Fnhấn = Pthùng = 70(N)
Vậy công tối thiểu để nhấn thùng xuống sâu 5 m 
Atối thiểu= Fnhấn.h = 70.5= 350(J)
Đáp số : 7(kg) , 350 (J).
Bài 2 : Dùng mặt phẳng nghiêng để đưa vật có trọng lượng 1200N lên cao 1,8m bằng một lực kéo 500N. Biết chiều dài mặt phẳng mghiêng là 5m
a)Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
b) Tính lực cản lên vật trong trường hợp đó:
Giải :
Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng ;
Công thực hiện khi không có ma sát :
Aci= P.h = 1200.1,8 =2160(J)
Công thực hiện khi dùng mặt phẳng nghiêng:
Atp = F.l = 500.5 = 2500(J) 
Hiệu suất mặt phẳng nghiêng :
H= Aci/Atp = 2160/2500 = 86,4%
Tính lực cản :
Từ Atp= Aci + Ahaophí suy ra Ahao phí = Atp – Aci = 2500-2160 = 340(J)
Mà Acản = Fcản. l
Fcản = Ahao phí /l = 340: 5 = 68(N)
Đáp số : 86,4%, 68(N).
Bài 3 :
Kéo một vật nặng 50 kg lên cao 20m bằng Pa lăng gồm hai ròng rọc động và hai 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.
Giải : a) Công có ích để nâng vật :
Aci = P.h = 50.10.20 = 10 000 (J)
Công toàn phần thực hiện để nâng vật :
Atp = Aci/H = 10 000/ 0,8 = 12500 (J)
b)Lực cần kéo dây : Atp = F.s = F.4h suy ra F = Atp/4h = 12500/4.20 = 156,25 (N).
Bài 4 :
Cho hệ thống như hình vẽ