Các bài tập nâng cao về Máy cơ đơn giản bồi dưỡng HSG Vật lý 8 năm 2020

MÁY CƠ ĐƠN GIẢN

1. Để nâng một vật nặng lên cao 5m, nếu dùng một ròng rọc động và một ròng rọc cố định thì phải kéo một lực là 200N. Hỏi, nếu dùng mặt phẳng nghiêng có chiều dài 10m thì phải kéo một lực có độ lớn bằng bao nhiêu? trong hai trường hợp:

a) Coi ma sát, khối lượng của dây và ròng rọc không đáng kể.

b) Hiệu suất của hệ thống ròng rọc và mặt phẳng nghiêng lần lượt là 85% và 75%.

2. Để kéo nước từ dưới giếng sâu lên được dễ dàng, người ta sử dụng hệ thống ròng rọc như hình vẽ 26. Biết O, O/ là hai trục quay cố định, mỗi ròng rọc có bán kính r =10cm, tay quay OA dài 50cm. Trọng lượng của một gàu nước là P =100N.

a) 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.

b) 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 1phút, h = 10m, khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m3, và độ lớn của lực kéo coi như không đổi.

3. Cần phải sử dụng một Palăng như thế nào? Để có thể kéo vật có khối lượng 320kg lên độ cao h chỉ cần một lực có độ lớn là 200N. Tính độ dài cần phải kéo dây khi đó.

4. Cho sơ đồ như hình vẽ 27.

Biết: Mặt phẳng nghiêng có = 60cm, h = 30cm. Thanh AB đồng chất tiết diện đều có khối lượng 0,2kg và OA = AB, m2 = 0,5kg.

Hỏi m1 bằng bao nhiêu để hệ thống cân bằng. Bỏ qua ma sát và khối lượng của dây nối.

HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP ÁN

1.        

a) Vì bỏ qua ma sát, khối lượng của dây và ròng rọc nên:                

Khi dùng ròng rọc: P.h = Fkrr.s = Fkrr.2h                     (1)

Khi dùng mặt phăng nghiêng:            P.h = Fkmpn.                (2)

Từ (1) và (2) ta có:

Fkrr.2h = Fkmpn.

\(\Rightarrow {F_{kmpn}} = \frac{{{F_{krr}}.2h}}{\ell }\)

Vậy lực cần kéo:

\({F_{kmpn}} = \frac{{200.2.5}}{{10}} = 200(N)\)

b)         Khi hiệu suất:   Hrr = 0,85 và Hmpn = 0,75.                

Khi dùng ròng rọc:

\(\begin{array}{l} {H_{rr}} = \frac{{{A_{ci}}}}{{{A_{tprr}}}} = \frac{{P.h}}{{{F_{krr}}.2.h}}\\ \Rightarrow P.h = {H_{rr}}.{F_{krr}}.2.h\,\,\,(3) \end{array}\)

Khi dùng mặt phẳng nghiêng:

\(\begin{array}{l} {H_{mpn}} = \frac{{{A_{ci}}}}{{{A_{tpmpn}}}} = \frac{{P.h}}{{{F_{kmpn}}.\ell }}\\ \Rightarrow P.h = {H_{mpn}}.{F_{kmpn}}.\ell \,\,\,(4) \end{array}\)

            Từ (3) và (4) ta có: 

\(\begin{array}{l} {H_{rr}}.{F_{krr}}.2.h = {H_{mpn}}.{F_{kmpn}}.\ell \\ \Rightarrow {F_{kmpn}} = {F_{krr}}.\frac{{{H_{rr}}.2.h}}{{{H_{mpn}}.\ell }} = 200.\frac{{0,85.2.5}}{{0,75.10}} \approx 227(N) \end{array}\)

ĐS:

a) 200N;

b) 227 N.

2. a) Tính lực kéo Fk để giữ cho gàu nước đứng yên

Để được lợi về lực thì phương của Fk phải xuông góc với OA.

Khi gàu nước đứng yên ta có:

Fk.OA = P.r

\(\Rightarrow {F_k} = \frac{r}{{OA}}.P = \frac{{10}}{{50}}.100 = 20(N)\)

b) *Lượng nước kéo trong 30phút:

P/ = P.30 = 100.30 =3000(N).

\(\Rightarrow V = \frac{{P'}}{{10.D}} = \frac{{3000}}{{10.1000}} = 0,3({m^3})\)

* Công thực hiện vì bỏ qua ma sát nên:

A = P/.h = 3000.10 = 30000(J).

ĐS:

a) 20N;

b) 0,3m3, 30000J.

...

---Để xem tiếp nội dung phần Hướng dẫn giải chi tiết và đáp án, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Các bài tập nâng cao về Máy cơ đơn giản bồi dưỡng HSG Vật lý 8 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Bài tập nâng cao về Chuyển động cơ học môn Vật lý 8 có lời giải chi tiết năm 2020

• Hướng dẫn giải 1 số dạng toán về Chuyển động cơ học Vật lý 8

• 91 câu hỏi trắc nghiệm Chuyên đề Lực đẩy Ác-si-mét có đáp án môn Vật lý 8

​Chúc các em học tập tốt !