Câu 14.1, 14.2, 14.7 phần bài tập trong SBT – Trang 64, 65 Vở bài tập Vật lí 8

Người ta đưa một vật nặng lên độ cao h bằng hai cách. Cách nhất, kéo trực tiếp vật lên theo phương thẳng đứng. Cách thứ hai, vật theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp hai lần độ cao h. Nếu qua ma sát ở mặt phẳng nghiêng thì:

A. công thực hiện ở cách thứ hai lớn hơn vì đường đi lớn gấp hai lần

B. công thực hiện ở cách thứ hai nhỏ hơn vì lực kéo vật theo phẳng nghiêng nhỏ hơn.

C. công thực hiện ở cách thứ nhất lớn hơn vì lực kéo lớn hơn.

D. công thực hiện ở cách thứ nhất nhỏ hơn vì đường đi của vật bằng nửa đường đi của vật ở cách thứ hai.

E. công thực hiện ở hai cách đều như nhau.

Phương pháp giải:

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.

Lời giải chi tiết:

Chọn E

Mặt phẳng nghiêng là một loại máy cơ đơn giản. Mà theo 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." Khi kéo vật theo cách thứ 2 và bỏ qua lực ma sát ở mặt phẳng nghiêng thì quãng đường di chuyển vật dài gấp 2 nhưng lại được lợi 2 lần về lưc, tức là công thực hiện bằng công thực hiện ở cách 1. 

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 chuyển động trên mặt đường là 20N, người và xe có khối lượng là 60kg.

Phương pháp giải:

Công thức tính công: \(A = F.s\)

Công toàn phần = công có ích + công hao phí

Lời giải chi tiết:

Trọng lượng của người và xe: \(P = 60.10 = 600N\)

Lực ma sát: F_ms = 20N

Vậy công hao phí: A₁ = F_ms.l = 20.40 = 800J

Công có ích: A₂ = F.s = P.h = 600.5 = 3000 J

Công của người sinh ra gồm công để thắng lực ma sát và công đưa người, xe lên dốc:

A = A₁ + A₂ = 800 + 3000 = 3800 J

Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50kg lên cao 2m.

a) Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125N. Tính chiều dài của mặt phẳng nghiêng.

b) Thực tế có ma sát và lực kéo vật là 150N. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Phương pháp giải:

Công thức tính công: \(A = F.s\)

Chú ý: Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là:

\(H = \displaystyle{{{A_1}} \over A}.100\%  = {{Ph} \over {Fl}}.100\% \)

Trong đó :

P là trọng lượng của vật,

h là độ cao,

F là lực kéo vật theo phương mặt phẳng nghiêng,

l là chiều dài mặt phẳng nghiêng.

Lời giải chi tiết:

a) Công của lực kéo trên mặt phẳng nghiêng:

A₁ = F₁

Công của lực kéo trực tiếp vật theo phương thẳng đứng:

A₂ = P.h = 500.2 = 1 000J

Theo định luật về công: A₁ = A₂ ⇒ Fl = A₂

\( \Rightarrow l = {{{A_2}} \over F} = {{1000} \over {125}} = 8m\)

b)

Công có ích: A₁ = P.h = 500.2 = 1000J

Công toàn phần: A = F.l = 150.8 = 12000J

\(H = \displaystyle{{P.h} \over {Fl}}.100\%  = {{500.2} \over {150.8}}.100\%  \approx 83\% \)