Giải bài tập Vật lý 8 Bài 13: Công cơ học

CÚNG CO HỌC
k
A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
Khi nào có công cơ học ?
Thuật ngữ công cơ học chỉ dùng trong trường hợp có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời.
Công cơ học phụ thuộc vào những yếu tô nào ?
Công cơ học phụ thuộc hai yếu tô': Lực tác dụng vào vật và quãng đường vật dịch chuyển.
Lưu ỷ : Trong các trường hợp có công cơ học, ta cần tìm ra lực nào đã thực hiện công đó.
Ví dụ : Trong trường hợp đầu tàu hoả đang kéo các toa tàu chuyển động thì lực thực hiện công là lực kéo của đầu tàu hoả, hoặc trong trường hợp quả táo rơi từ trên cây xuống thì thì lực thực thực hiện công là trọng lực.
Công thức tính công : Công thức tính công cơ học khi lực F làm dịch chuyển một quăng đường s theo phương của lực : A = F.S.
Đơn vị của công là Jun, (kí hiệu là J). 1 J = 1 N.l m = 1 Nm. Bội số của Jun là kilộịun (kí hiệu là kJ), 1 kJ = 1 000 J.
Lưu ỷ : Công thức trên chỉ áp dụng cho trường hợp vật chuyển dời theo phương của lực, còn khi vật chuyển dời theo phương vuông góc với lực thì công của lực đó bằng 0.
B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRONG SGK VÀ SBT
Cl. Khi có lực tác dụng vào vật và làm vật chuyển dời.
C2. (1) lực, (2) chuyển dời.
C3. a) Người thợ mỏ đang đẩy cho xe goòng chở than chuyển động.
Máy xúc đất đang làm việc.
Người lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao (có lực tác dụng vào vật và vật có chuyển dời).
C4. a) Lực kéo của đầu tàu hoả.
Lực hút của Trái Đất (trọng lực), làm quả bưởi rơi xuống.
Lực kéo của người công nhân.
C5. A = F.S = 5 000.1 000 = 5 000 000 J = 5 000 kJ.
C6. A = F.S = 20.6 = 120 J.
C7*. Trọng lực có phương thẳng đứng, vuông góc với phương chuyển động của vật, nên không có công cơ học của trọng lực.
13.1. B.
Không có công nào thực hiện, vì theo phương chuyển động của hòn bi không có lực nào tác dụng. Tác dụng vào hòn bi lúc này có hai lực : lực hút của Trái Đất và phản lực của mặt bàn lên hòn bi. Hai lực này cân bằng nhau và đều vuông góc với phương chuyển động.
Thùng hàng có khối lượng là 2 500 kg nên có trọng lượng là p = 25 000 N. Công thực hiện khi nâng thùng hàng lên độ cao 12 m là :
A = 25 000.12 = 300 000 J = 300 kJ
Quãng đường xe đi được do lực kéo của con ngựa :
A 360000
s =	= —----- - = 600 m
F 600
Vận tốc chuyển động của xe là :
s 600	-	,
V = - = —- = 2 m/s
t 300
13.5*. Lực hơi nước tác dụng lên pit-tông là F .= p.s, trong đó s là diện tích của mặt pit-tông. Gọi h là quãng đường dịch chuyển của pit-tông thì thể tích của xilanh giữa hai vị trí AB và A'B' của pit-tông là : V = s.h.
V
Vậy: h =-^-. s
V
Do đó công của hơi nước đẩy pit-tông là : A = F.h = p.s. — = p.v
với p = 600 000 N/m2, V = 15 dm3 = 0,015 m3 Ta có công là : A = p.v = 600 000.0,015 = 9 000 J.
13.6. A.	13.7. A.	13.8. B.
Lực nâng búa máy bằng trọng lượng của búa : F N = p = 200 000 N. Công của lực nâng là : A = FN.S = 200 000.0,120 = 240 000 J.
Công của lực nâng người lên độ cao 1 km là :
p.s = 500.1 000 = 500 000 J Công của người khi đi đều trên đường nằm ngang là :
0,05.500 000 = 25 000 J
Công tổng cộng đầu tàu sinh ra trong cả đoạn đường từ A đến c là :
A AC = A-ab + AgC = F .AB + F.BC = F(Vj.ti + v2.t2)
= 40 000(7 500 + 10 000) = 700 000 000 J
Gọi trọng lượng của người đó ở trên Trái Đất là p. Trọng lượng của người đó và bộ áo giáp trên Mặt Trăng là pDo đó :
Khi nhà du hành Vũ trụ nhảy trên mặt đất: A = p.h (1)
Khi nhà du hành Vũ trụ nhảy trên Mặt Trăng : A' - p' .h' =	p.h' (2)
Từ (1> và (2) ta suy ra: h'=ịịh = ịị.2,1 =0,78 m.
30	30
c. BÀI TẬP BỔ SUNG
13a. Một vật có khối lượng m = 5 kg rơi từ độ cao h = 3 m xuống đất. Hỏi lực nào đã thực hiện công làm vật rơi ? Tính công của lực trong trường hợp này. Bỏ qua sức cản của không khí.
13b. Một ôtô chạy trên đoạn đường s = 7 km, lực cản trung bình của chuyển động là 90 N. Hãy tính công của lực kéo của động cơ ôtô trên quãng đường đó. Coi chuyển động của ôtô là đều.
13b. Một thang máy có khối lượng m = 600 kg, được kéo từ đáy hầm mỏ sâu 150 m lên mặt đất bằng lực căng của một dây cáp. Tính công nhỏ nhất của lực căng để thực hiện việc đó.