Phân loại và phương pháp giải bài tập cơ học - Vật lí THCS

I. Đặt vấn đề:

1. Thực trạng và giải pháp:

- Vừa qua cùng với sự đổi mới phương pháp dạy học chung của ngành giáo dục, đồng thời bản thân cũng tự kiểm tra, tổng kết tình hình dạy học Vật lí, cùng với việc tiếp thu các chuyên đề, thấy được tác dụng giáo dưỡng và giáo dục rất lớn đối với học sinh khi giải bài tập Vật lí. Từ đó vận dụng vào quá trình giảng dạy, tôi thấy có hiệu quả hơn so với trước đây, chất lượng học sinh được nâng cao rõ rệt .Việc dạy học Vật lí trong trường phổ thông hiện nay chưa phát huy được hết vai trò của bài tập Vật lí trong thực hiện các nhiệm vụ dạy học. Dạy học sinh giải bài tập Vật lí là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh.

- Việc tiếp cận phân tích và giải các bài tập “Cơ học” của học sinh gặp không ít những khó khăn (đặc biệt là phân dạng và tìm phương pháp tối ưu cho từng dạng). Nguyên nhân do các em còn thiếu những hiểu biết kỹ năng quan sát phân tích thực tế, chưa biêt vận dụng các công cụ toán học trong việc giải thích phân tích và trả lời các câu hỏi của bài tập phần này.

- Để nâng cao năng lực giải các bài tập liên quan tới “Cơ học” tôi mạnh dạn đưa ra các giải pháp.

 

doc 29 trang Người đăng trung218 Ngày đăng 11/04/2017 Lượt xem 691Lượt tải 1 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Phân loại và phương pháp giải bài tập cơ học - Vật lí THCS", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n và giải
1. Hướng dẫn:
 - Tóm tắt: Cho t =30 phút, t’ =15 phút, l1 = 10km, l2 = 25km
 Tìm v1= ?, v2 = ?
 - Hướng dẫn:Từ t , t’, l1, l2 suy ra các hệ thức liên hệ giữa v1 và v2. Giải phương trình với các ẩn là v1, v2 ta tìm được v1, v2.
2.Giải:
 Chọn chiều (+) là chuyển động của mỗi xe.Quãng đường hai xe đi được sau các thời gian t và t' là s1 = v1 t ; s2= v2 t và s'1= v1 t', s'2 = v2 t'
Gỉa sử v1 > v2
 	 ( Chuyển động ngược chiều)
 ( Chuyển động cùng chiều)
 ( Chuyển động ngược chiều)
	 ( Chuyển động cùng chiều)
Ta có: s1 - s2=10 (cùng chiều)
 s'1 + s'2=25 (ngược chiều)
Hay (v1-v2).0,5=10 (t=30 phút =0.5 giờ)
(v1+v2). 0,25= 25 (t'=15 phút =0,25 giờ)
Hay:v1 - v2 =20
v1 + v2 =100
Suy ra v1=60(km/h) và v2 =40(km/h)
Vậy :Tốc độ của hai xe là v1=60 (km/h) và v2=40(km/h).
Bài 3: (Giải bằng phương pháp đồ thị).
Lúc 9h một xe ôtô từ thành phố HCM chạy theo hướng Long An với vận tốc 60km/h. Sau khi đi được 45phút, xe dừng lại 15phút rồi tiếp tục chạy đều với vận tốc như cũ.
 Lúc 9h30, một xe thứ hai cũng khởi hành từ thành phố HCM, đuổi theo xe thứ nhất. Xe thứ hai có vận tốc đều 70km/h.
a. Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian của mỗi xe.
b. Định nơi và lúc xe khi đuổi kịp xe trước.
Giải
a. Đồ thị:
 Chọn hệ quy chiếu, gốc thời gian và tỷ lệ xích thích hợp, theo các dữ liệu của đề bài, ta vẽ được các đồ thị của hai chuyển động sau đây (như hình vẽ bên):
O 0,5 0,75 1 1,5 2 t(h)
150 
70
45
30
I
II
x(km)
b. Hai xe gặp nhau: 
Tọa độ giao điểm của hai đồ thị cho:
Thời điểm gặp nhau: t = 2h, (lúc 11h).
Nơi gặp nhau: Tọa độ 105m 
(Cách thành phố HCM 105m).
DẠNG BÀI TẬP 2 :CHUYỂN ĐỘNG THẲNG KHÔNG ĐỀU CỦA CÁC VẬT
Bài toán 1: Chuyển động không đều vận tốc trung bình của chuyển động không đều.
1/ Phương pháp giải:
Các bài tập về chuyển động không đều khác bài tập chuyển động đều ở chỗ phải tính vận tốc trung bình.
Công thức tính vận tốc trung bình trên một đoạn đường vtb = s / t
Nếu quãng đường gồm nhiều đoạn đường s1, s2, s3, sn và thời gian đi những đoạn đường tương ứng t1,t2,t3 thì vận tốc trung bình trên cả quãng đường được tính:
 s1 + s2 ++sn
 vtb= 
 t1 + t2 ++tn
* Những lưu ý khi giải dạng toán này:
Tùy theo dữ kiện và yêu cầu của đề bài,các bài tập dạng này có thể chia thành hai loại sau:
Vận tốc trung bình của các vật: có hai trường hợp:
 - Cho vận tốc trung bình v1 , v2 trên các quãng đường s1, s2 tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường s. Cách giải như sau:
 + Tính chiều dài quãng đường s: s=s1+ s2
 + Tính thời gian đi của vật trên quãng đường s : t=t1+ t2 với t1= s1 / v1, t2 = s2 / v2
 +Tính vận tốc trung bình trên quãng đường s: vtb = s / t
 - Cho vận tốc trung bình v1 ,v2 trong các khoảng thời gian t1 , t2. Tính vận tốc trung bình trong khoang thời gian t.
 + Tính quãng đương đi của vật : s = s1 + s2 = v1 .t1+ v2 . t2
 + Tính thời gian đi của vật :t = t1 + t2
 +Tính vận tốc trung bình trong khoảng thời gian t : vtb = s / t
2/ Một số bài tập mẫu:
Bài 1 :
Một người đi xe đạp xuống dốc dài 120m.Trong 12s đầu đi được 30m; đoạn dốc còn lại đi hết 18s.Tính vận tốc trung bình :
1.Trên mỗi đoạn dốc:
2.Trên cả 2 dốc.
Bài giải:
1. s1 = 30m
 t1 =12s
 v1=?
 s2=120-30=90m
 t2=18s
 v2=?
2. s1= 30m, s2 = 90m
t1 =12s; t2 =18s
vtb=?
Vận tốc trung bình trên đoạn dốc thứ nhất :
v1 = s1 / t1= 30 / 12 = 2.5 (m/s)
Vận tốc trung bình trên đoạn dốc còn lại :
v2 = s2 / t2 = 90 / 18 = 5 ( m/s)
Vận tốc trung bình trên cả dốc :
vtb ==4(m/s)
Chú ý :Vận tốc trung bình trên cả dốc không phải là trung bình cộng của các vận tốc trên mối đoạn dốc.
Trung bình cộng của các vận tốc trên :
=3,75m/s
Kết quả :3,75 m/s khác hẳn 4m/s.
Bài 2:
Một người đi xe máy trên quãng đường AB.Nửa quãng đường đầu người ấy đi với vận tốc 40 (km/h).nửa quảng đường sau người ấy đi với vận tốc 60 (km/h).Tính vận tốc trung bình của người ấy trên cả quảng đường.
Hướng dẫn và giải:
1.Hướng dẫn:
- Tóm tắt: Cho s1 = s / 2, v2 = 40 (km/h), s2 = s / 2, v2 = 60 (km/h).Tính vtb =?
- Hướng dẫn: Tư s1, s2, v1, v2 ta suy ra mối liên hệ giữa vtb và v1, v2 bằng các công thức v = s / t, t = t1 + t2 . Suy ra vtb.
2. Giải :
- Thời gian người ấy đi hết quãng đường là :t = t1 + t2
Với và nên:
- Vận tốc trung bình người ấy trên cả quãng đường:
vtb = =
Với v1 = 40 (km/h), v2 = 60 (km/h)
 vtb= = 48(km/h)
Vậy vận tốc trung bình của người ấy trên cả quãng đường là vtb = 48 (km/h)
Bài 3 : 
Một người đi xe đạp trên quảng đường AB với vận tốc trung bình là 5 (m/s).Trong nửa thời gian đầu xe đạp có vận tốc trung bình là 4 (m/s).Tính vận tốc trung bình của xe đạp trong nửa thời gian chuyển động còn lại.
Hướng dẫn và giải:
1.Hướng dẫn:
- Tóm tắt :Cho vtb = 5 (m/s), t1 = t/2, v1 = 4 (m/s).Tính v2
- Hướng dẫn :Từ vtb , t1, v1 ta suy ra mối liên hệ giữa v2, vtb, v1 qua các công thức 
s= s1 + s2, v = s / t ; (t1 = t2 = t / 2).Suy ra v2.
2.Giải:
- Quãng đường đi của xe đạp là:
s = s1+s2, với s1= v1.t1 = v1 . t/2, s2 = v2 . t2 = v2 . t/2
Do đó: s = (v1 + v2)
Vận tốc trung bình của xe đạp trong suốt thời gian chuyển động là:
 vtb= 
Suy ra:v2 = 2vtb – v1
Với v1 = 4(m/s), vtb = 6 (m/s) nên v2 = 2.5 – 4 = 6 (m/s)
Vậy:Vận tốc trung bình của xe đạp trong nửa thời gian còn lại là v2 = 6 (m/s)
Bài 4 :
Một người đi xe đạp với vận tốc 4 (m/s) trong 1/3 quãng đường đầu và đi xe máy với vận tốc 36 (km/h) trong 2/3 quãng đường còn lại.
Tính vận tốc trung bình của người ấy trong cả quãng đường.
Cho chiều dài cả quãng đường là 18km.Tính thời gian để người ấy đi hết quãng đường đó.
Hướng dẫn và giải:
1.Hướng dẫn:
- Tóm tắt: Cho s1 = s/3, v1 = 4 (m/s), s2 = 2s / 3, v2 = 36 (km/h) = 10(m/s)
Tính vtb = ?, t = ?
-Hướng dẫn :Từ s1, v1, s2, v2 và v = s / t từ đó tính được vtb và t.
2.Giải:
a. Vận tốc trung bình của người ấy trong cả quãng đường
- Thời gian đi của người ấy trên cả quãng đường là : t = t1 + t2
Với t1 = 
Do đó t = 
Vận tốc trung bình của người ấy trên cả quãng đường là: vtb = s / t
Suy ra vtb = v1 = 4 (m/s), v2 = 36 (km/h) = 10(m/s)
Nên vtb = = 6.67 (m/s)
Vậy :vận tốc trung bình của người ấy trên cả quãng đường là: vtb = 6.67 (m/s)
 b.Thời gian để người ấy đi hết quãng đường :
Ta có: t = s / vtb = 18000 / 6.67 = 2700s = 45 phút.
Vậy :Thời gian để người ấy đi hết quãng đường là: t = s / vtb = 2700s = 45 phút.
Bài toán 2 : Biết vận tốc của các vật chuyển động trên cùng một phương .Tìm vận tốc tương đối của chuyển động của vật này khi chọn vật kia làm mốc.
1/ Phương pháp giải:
a/ Các vận tốc của vật đều so với vật mốc là mặt đất.
 Trong những trường hợp đơn giản các vật chuyển động cùng phương, muốn tính vận tốc của vật này đối với vật kia ta dựa vào nhận xét sau:
 + Nếu hai vật chuyển động ngược chiều đến gặp nhau thì sau mỗi giờ vật 1, vật 2 chuyển động lại gần nhau một khoảng là s1+s2=v1+v2.Do đó vận tốc của vật 1 so với vật 2 là v12=v1+v2
+ Nếu hai vật chuyển động cùng chiều đuổi nhau thì sau mỗi giờ vật 1,vật 2 cùng chuyển động so với mặt đất một đoạn s1=v1,s2=v2. Khi chộn vật 2 làm mốc thì mỗi giờ vật 1 chuyển động gần lại vật 2 một đoạn bằng v1-v2, nên vận tốc vật 1 so với vật 2 là v12=v1-v2
b/ Vận tốc tương đối của các vật: các bước giải như sau:
- Đặt tên các vật liên quan đến chuyển động của vật bằng các số 2,3.
- Viết công thức vận tốc theo tên gọi của các vật :
-Xác định hướng của các vecto vận tốc thành phẩm .
Nếu:
+ cùng chiều: v13=v12+v23
+ ngược chiều : v13=v12-v23
+ vuông góc: v13=
Chú ý:, s = v. t các hệ thức trong tam giác khi cần thiết để giải.
2/ Một số bài tập mẫu:
Bài 1 :
Một ô tô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc v1 = 54km/h.Một tàu hỏa chuyển động thẳng đều cùng phương với ô tô vận tốc v2 = 36 km/h. Tìm vận tốc của ô tô so với tàu hỏa trong hai trường hợp sau:
Ô tô chuyển động ngược chiều với tàu hỏa.
Ô tô chuyển động cùng chiều với tàu hỏa.
Bài giải :
v1 = 54 km/h; v2 = 36km/h; v12 = ?
a . Khi ô tô chuyển động ngược chiều tới gặp tàu hỏa,vận tốc của ô tô so với tàu hỏa là:
	v12 = v1 + v2 = 54 + 36 = 90 (km/h)
b. Khi ô tô đuổi theo tàu hỏa, vận tốc của ô tô so với tàu hỏa là :
	v12 = v1 – v2 = 54 -36 = 18 (km/h)
Bài 2: 
Hai bến sông A và B cách nhau 16km,dòng nước chảy theo hướng AB với vận tốc 6 (km/h).Một ca nô chuyển động đều từ A đến B hết 40 phút. Hỏi khi ca nô đi ngược từ B và A hết thời gian bao lâu?
Hướng dẫn và giải:
Hướng dẫn:
Tóm tắt : Cho AB = s =16 km, v23 = 6 (km/h), t = 40 phút =2/3 h
Tính t’.
Hướng dẫn: Từ s, v23 , t suy ra mối liên hệ giữa t’ với s, v12 và v23 qua các công thức cộng vận tốc (trường hợp cùng chiều,ngược chiều) và t = s / v. Suy ra t’.
2.Giải:
 Gọi ca nô là vật (1), nước là vật (2), bờ sông là vật (3). Ta có: 
(v13 là vận tốc canô đi so với bờ sông, v12 là vậ n tốc của canô so với dòng nước, v23 là vận tốc của dòng nước so với bờ sông).
Khi canô đi xuôi dòng ( cùng chiều ): v13 = v12 + v23
Suy ra v12 = v13 – v23 = 16 / 2/3 – 16 = 18 (km/h)
Khi canô đi ngược dòng ( ngược chiều ) v ‘13 = v12 – v23
Suy ra v ‘13 = 18 – 6 = 12 (km/h) và t’ = s / v’ 13 = 16/12 =1/3 h = 1 giờ 20 phút.
Vậy: Thời gian canô đi ngược dòng từ B về A là: t’ = 1 giờ 20phut.
Bài 3: Mét vËn ®éng viªn b¬i xuÊt ph¸t t¹i ®iÓm A trªn s«ng b¬i xu«i dßng. Cïng thêi 
®iÓm ®ã t¹i A th¶ mét qu¶ bãng. VËn ®éng viªn b¬i ®Õn B c¸ch A 1,5km th× b¬i quay l¹i, 
hÕt 20 phót th× gÆp qu¶ bãng t¹i C c¸ch B 900m. VËn tèc b¬i so víi níc lµ kh«ng ®æi.
a.TÝnh vËn tèc cña níc vµ vËn tèc b¬i cña ngêi so víi bê khi xu«i dßng vµ ngîc dßng.
b.Gi¶ sö khi gÆp bãng vËn ®éng viªn l¹i b¬i xu«i tíi B l¹i b¬i ngîc, gÆp bãng l¹i b¬i 
xu«i... cø nh vËy cho ®Õn khi ngêi vµ bãng gÆp nhau ë B. TÝnh tæng thêi gian b¬i cña vËn 
®éng viªn.
Giải:
.a,Thêi gian b¬i cña vËn ®éng viªnb»ng thêi gian tr«i cña qu¶ bãng , vËn tèc dßng níc 
chÝnh lµ vËn tèc qu¶ bãng
Vn=Vb=AC/t=1,5-0,9/1/3=1,8(km/h) 
Gäi vËn tèc cña vËn ®éng viªn so víi níc lµ Vo.vËn tèc so víi bê khi xu«i dßng vµ ngược dòng là v1,v2.
V1=Vo+Vn; V2=Vo-Vn 
Thêi gian b¬i xu«i dßng t1=AB/V1=AB/(Vo+Vn) (1) 
Thêi gian b¬i ngîc dßng t2=BC/V1=BC/(Vo-Vn) (2) 
Theo bµi ra ta cã t1+t2=1/3h (3)
Tõ (1) (2) vµ (3) ta cã V 2o– 7,2Vo=0 => Vo=7,2(km/h ) 
=>Khi xu«i dßng V1=9(km/h) Khi ngîc dßng V2=5,4(km/h) 
b, Tæng thêi gian b¬i cña vËn ®éng viªn chÝnh lµ thêi gian bãng tr«i tõ A®Õn B ;t=AB/Vn
=1,5/1,8≈0,83h 
DẠNG BÀI TẬP 3: BIỂU DIỄN LỰC VÀ SỰ CÂN BẰNG CỦA CÁC VẬT
Bài toán 1: Biểu diễn lực bằng vectơ.
1/Phương pháp giải: 
Mỗi vectơ biểu diễn lực phải biểu thị đủ 3 yếu tố của lực :
Điểm đặt lực tại vật chịu tác dụng của lực là gốc mũi tên.
Hướng (gồm phương và chiều) của lực trùng với hướng của mũi tên.
Cường độ của lực ứng với chiều dài mũi tên theo tỉ lệ đã cho (hay được chọn)
2/ Một số bài tập mẫu:
Bài 1 :
Hãy xác định các yếu tố của mỗi lực trong trường hợp:
 1. Một người đang kéo một chiếc xe trên đường có lực ma sát.
 2. Một vật treo vào lò xo. 
Bài giải:
 1. biễu diễn lực kéo của người lên xe :
Điểm đặt O;
Hướng (phương hợp một góc 450 với phương nằm ngang, chiều chếch lên trên);
Cường độ lực F1 =20.2=40(N)
 biểu diễn lực ma sát lên xe :
Điểm đặt I ;
Hướng (phương nằm ngang ,chiều ngược với chiều chuyển động của xe)
Cường độ =20.1=20(N)
 2. Tác dụng lên quả cầu có hai lực:
 biểu diễn trọng lực của vật:
-Điểm đặt tại O;
- Phương thẳng đứng,chiều từ trên xuống;
-Cường độ P=3.5=15(N)
Lực đàn hồi Fđh:
Điểm đặt tại O ;
Phương thẳng đứng,chiều từ dưới lên;
Cường độ bằng cường độ của vì quả cầu đứng yên
Hai lực , là hai lực cân bằng.
Bài toán 2: Sự cân bằng lực và sự cân bằng của các vật.
1/ Phương pháp giải:
Cần ghi nhớ điều kiện vật đứng yên hay chuyển động thẳng đều là các lực tác dụng lên vật cân bằng.
Vật đang đứng yên muốn chuyển động thì ban đầu lực kéo phải lớn hơn lực ma sát cực đại
Khi vật đã chuyển động muốn chuyển động thẳng đều thì lực kéo chỉ cần cân bằng với lực cản.
Các bước giải dạng toán này như sau:
Xác định đầy đủ các lực tác dụng vào vật.Các lực thường gặp là:
 + Trọng lực: điểm đặt tại trọng tâm vật,hướng từ trên xuống,độ lớn là P=mg
 +Lực đàn hồi:điểm đặt tại vật gây ra biến dạng,hướng ngược với hướng biến dạng,độ lớn Fđh=kx (x là độ biến dạng của vật)
 +Lực ma sát: Điểm đặt tại vật chuyển động (chỗ tiếp xúc), hướng ngược với hướng chuyển động,độ lớn Fms=.N(N là áp lực của vật lên mặt tiếp xúc)
 +Lựu đẩy Ac-si-met:điểm đặt tại vật,hướng từ dưới lên,độ lớn là FA =DVg(D là khối lượng riêng của môi trường đặt vật,V là thể tích chiếm chỗ của vật trong môi trường)
Xác định xem sự cân bằng của vật thuộc trường hợp cụ thể nào nếu:
 +Không có chuyển động quay:
 +Có trục quay cố định:
Xác định độ dài cánh tay đòn l1 , l2 của các lực 
Dùng công thức Mth = Mng (M = Fd )
 +Tổng quát: và Mth = Mng
Suy ra các đại lượng cần tìm theo yêu cầu của đề bài.
2/ Một số bài tập mẫu:
Bài 1 :
Một ô tô khi khởi hành cần lực kéo của động cơ là 1600N,nhưng lúc chuyển động thẳng đều trên đường chỉ cần lực kéo là 800N.
Tìm cường độ của lực ma sát lên bánh xe đang lăn đều trên đường nhựa.
 Ô tô khởi hành chịu tác dụng của lực gì?Tính hợp lực làm cho ô tô chạy nhanh dần lúc khởi hành.
Bài giải:
Ô tô lúc khởi hành cần lực kéo 1 600N lớn hơn lực ma sát nghỉ cực đại. Khi ô tô chuyển động thẳng đều thì lực kéo cân bằng với lực ma sát lúc đó bằng 800N.
Ô tô khởi hành chịu tác dụng của bốn lực.
 -Trọng lực và phản lực của mặt hai đường :hai lực cân bằng.
 - Lực kéo và lực ma sát cùng phương nằm ngang,ngược chiều.cường độ lực kéo lớn hơn lực ma sát ,hợp lực hai lực có cường độ : Fk – Fms = 1600 – 800 =800N làm ô tô chạy nhanh dần lên khi khởi hành.
Bài 2: 
Một thanh gỗ đồng chất dài 0,2m, tiết diện 2cm2, trọng lượng riêng 5.103 (N/m3)
a.Đính vào đầu dưới thanh gỗ một miếng sắt nhỏ (thể tích không đáng)để thanh gỗ này dựng đứng trong nước.Nếu chiều dài phần thanh gỗ lú trên mặt nước là 0,02m thì trọng lượng miếng sắt là bao nhiêu? Cho biết trọng lượng riêng của nước là 104(N/m3)
b.Để nguyên miếng sắt, hỏi phải cắt bỏ phần trên của thanh gỗ một đoạn bằng bao nhiêu để đầu thanh gỗ ngang mặt nước?
Hướng dẫn và giải:
1.Hướng dẫn:
- Tóm tắt: Cho h1= 0,2m, s1= 2cm2 = 2.10-4 m2, d1= 5.103(N/m3)
a.Cho h = 0,02m, d =104 (N/m3 ), thanh cân bằng. Tính P2 =?
b. Để đầu trên thanh gỗ vừa ngang mặt nước, thanh cân bằng. Tính x =?
- Hướng dẫn:
a. Cho h, s, d1, , d, thanh cân bằng. Phân tích các lực tác dụng vào thanh gỗ,dựa vào điều kiện cân bằng của thanh (không quay) suy ra mối liên hệ giữa P2 với h1, s1, d1, h, d.Từ đó tính được P2.
b. Cho h1, s1,d1, d, P2, đầu trên thanh gỗ vừa ngang mặt nước, thanh cân bằng.Dựa vào điều kiện cân bằng của thanh( không quay)suy ra mối liên hệ giữa x với h1,s1,d1, d, P2. Từ đó tính được x.
2.Giải:
a.Trọng lượng miếng sắt:
- Các lưc tác dụng vào thanh gỗ: trọng lượng của thanh gỗ (hướng xuống),trọng lượng của miếng sắt (hướng xuống), lực đẩy Ac-si-mét (hướng lên)
- Vì thanh gỗ nằm cân bằng nên: 
-Suy ra: P1+P2 = FA
P2 = FA – P1
Với p1 = d1.v1 = d1.s1.h1 = 5.103 . 2.10-4 . 0,2 = 0.2 (N)
Và FA = d.V = d.s1 .(h1- ^h) =104 . 2.10-4 . (0,2-0,02) = 0.36 (N)
Suy ra :P2 = 0,36 – 0,2 = 0,16 (N)
 b.Phần thanh gỗ phải cắt bỏ:
Gọi x là đoạn thanh gỗ phải cắt bỏ.Lúc đó điều kiện cân bằng của thanh gỗ :
P’1 + P2 = FA
Với P1 = d1.V’1 = d1.S1.(h1 - x) , P2 = 0.16 N
F’A = d’ .V’ = d. S1 .(h1 - x)
Từ đó:
Vậy:Phần thanh gỗ phải cắt bỏ là x = 4(cm).
Bài 3 :
Một thanh AB đồng chất,dài l=1m,trọng lượng P=20N,đầu A được gắn cố định vào một bản lề.Thanh được giữ nằm nghiêng nhờ một sợi dây buộc thẳng đứng vào đầu B. Tính lực căng của sợi dây.
Hướng dẫn và giải:
1.Hướng dẫn:
- Tóm tắt: Cho l =1m, P = 20N, thanh cân bằng.Tính T = ?
- Hướng dẫn:Từ l, P thanh cân bằng. Phân tích các lực tác dụng vào thanh, dựa vào điều kiện cân bằng của thanh (chỉ quay)suy ra mối liên hệ giữa T và P và các tay đòn tương ứng.Từ đó tính được T.
2 Giải:
Các lực tác dụng lên thanh gồm: Trọng lực (đặt ở giữa thanh hướng xuống),lực căng dây (đặt ở B, hướng lên), phản lực của thanh (đặt ở A,hướng lên)
Thanh có thể quay quanh trục quay qua A với các cánh tay đòn tương ứng là: dP,dT và dQ (dQ =0)
Ap dụng quy tắc momen,lực ta có:Mth = Mng
Hay: P.dP = T.dT
Suy ra 
Vậy :Lực căng của sợi dây là T = 10(N)
DẠNG BÀI TẬP 4: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG, ÁP SUẤT CHẤT KHÍ
Bài toán 1: Dựa vào tính chất của áp suất chất lỏng, quy tắc bình thông nhau, công thức tính áp suất chất lỏng để giải thich một số hiện tượng có liên quan.
1.Phương pháp giải :
 Để trả lời các câu hỏi và bài tập loại này cần vận dụng các kiến thức 
 - Chaát loûng gaây aùp suaát theo moïi phöông leân ñaùy bình, thaønh bình vaø caùc vaät ôû trong loøng noù.
 + Coâng thöùc tính aùp suaát chaát loûng: p = d.h
 Trong ñoù h laø chieàu cao coät chaát loûng (m)
 d laø troïng löôïng rieâng cuûa chaát loûng.(N/m3) 
 p laø aùp suaát ôû ñaùy coät chaát loûng (pa) .
 - Trong bình thoâng nhau chöùa cuøng moät chaát loûng ñöùng yeân, caùc maët thoaùng cuûa chaát loûng ôû caùc nhaùnh khaùc nhau ñeàu ôû cuøng moät ñoä cao.
 - Traùi ñaát vaø moïi vaät treân traùi ñaát ñeàu chòu taùc duïng cuûa aùp suaát khí quyeån theo moïi phöông.
Aùp suaát khí quyeån baèng aùp suaát cuûa coät thuûy ngaân trong oáng Toâ-ri-xen-li, do ñoù ngöôøi ta thöôøng duøng ñôn vò mmHg ñeå ño aùp suaát khí quyeån.
 - Moät vaät nhuùng vaøo chaát loûng bò chaát loûng ñaåy thaúng ñöùng höôùng töø döôùi leân .
 + Ñoä lôùn cuûa löïc ñaåy leân vaät nhuùng trong chaát loûng baèng troïng löôïng cuûa phaàn chaát loûng bò vaät chieám choã.
 + Coâng thöùc tính ñoä lôùn cuûa löïc ñaåy Aùc – Si – Meùt: FA = d.V
Trong ñoù :
 + d: laø troïng löôïng rieâng cuûa chaát loûng (N/m3).
 + V: laø theå tích phaàn chaát loûng bò vaät chieám choã (m3).
 - Nhuùng moät vaät vaøo chaát loûng thì:
 +Vaät chìm xuoáng khi: P > FA
 +Vaät noåi leân khi: P < FA
 +Vaät lô löûng trong chaát loûng khi:P = FA 
2/ Một số bài tập mẫu:
Bài 1: 
:Nếu thả 1 chiếc nhẫn bằng bạc vào thủy ngân thì:
A..nhẫn chìm vì d bạc > d thủy ngân.
B.nhẫn nỗi vì d bạc < d thủy ngân.
C.nhẫn chìm vì d bạc < d thủy ngân.
D.nhẫn nỗi vì d bạc > d thủy ngân.
Trả lời :Câu B (nhẫn nổi vì d bac < d thủy ngân.)
Bài 2: 
Hàng năm rất nhiều du khách đi tới 1 địa danh gọi là Biển Chết. Không hẳn vì ở đây có phong cảnh đẹp,mà ở đây có điều kì lạ là nếu thả mình trong nước biển thì người không biết bơi vẫn cứ nổi trên mặt nước.Em hãy giải thích hiện tượng trên
Trả Lời:
Nước Biển Chết có nồng độ muối cao nhất trên thế gioi, ở đây các loài sinh vật như cá,tôm,cua không thế sống được nên gọi là Biển Chết. Vì nồng độ muối rất cao nên trọng lượng riêng của nước biển lớn hơn trọng lượng riêng của cơ thể người. Do vậy, người có thể nổi trên mặt nước mà không cần bơi.
Bài toán 2: Tính áp suất của chất lỏng, lực đẩy Ac-si-met,tìm điều kiện để một vật nổi, chìm, lơ lửng. Giải bài toán bình thông nhau.
1/ Phương pháp giải:
 Để giải các bài tập này cần hiểu và vận dụng công thức tính áp suất của chất lỏng, công thức tính lực đẩy Ac-Si-mét,tính chất của bình thông nhau,điều kiện nổi của 1 vật nổi vật .
Cần chú ý đổi đơn vị đo ra đơn vị hợp pháp.
 - Coâng thöùc tính aùp suaát chaát loûng:p = d.h
 Trong ñoù h laø chieàu cao coät chaát loûng (m)
 d laø troïng löôïng rieâng cuûa chaát loûng.(N/m3) 
 p laø aùp suaát ôû ñaùy coät chaát loûng (pa) .
 - Trong bình thoâng nhau chöùa cuøng moät chaát loûng ñöùng yeân, caùc maët thoaùng cuûa chaát loûng ôû caùc nhaùnh khaùc nhau ñeàu ôû cuøng moät ñoä cao.
 - Coâng thöùc tính ñoä lôùn cuûa löïc ñaåy Aùc – Si – Meùt: FA = d.V
Trong ñoù :
 + d: laø troïng löôïng rieâng cuûa chaát loûng (N/m3).
 + V: laø theå tích phaàn chaát loûng bò vaät chieám choã (m3).
 - Nhuùng moät vaät vaøo chaát loûng thì:
 +Vaät chìm xuoáng khi: P > FA
 +Vaät noåi leân khi: P < FA
 +Vaät lô löûng trong chaát loûng khi:P = FA 
2/ Một số bài tập mẫu:
Bài 1: 
Bình thông nhau nhánh lớn có tiết diện gấp đôi nhánh nhỏ. Khi chưa rút chốt T người ta đo được chiều cao cột nước ở nhánh lớn là 30cm. Tìm chiều cao cột nước ở hai nhánh sau khi rút chốt T và nước đã ở trạng thái đứng yên, (Cho rằng thể tích của phần nối giữa hai nhánh là không đáng kể)
Bài giải:
Gọi tiết diện của nhánh lớn là S (cm2), ta có thể tích nước trong bình :
V=S.h = 30S (cm3)
 Gọi chiều cao cột nước khi rút chốt T và nước đã ở trạng thái đứng yên là h . Ta có thể tích ở nhánh lớn và nhánh nhỏ lần lượt là : V1 = S.h’ và V2 = .h’ . 
Vì thể tích phần ống nối không đáng kể nên ta có V1 + V2 = V
S.h’ + h’ = Sh’ = Shh’ = h = .30 = 20 (cm)
Bài 2: 
Một viên bi bằng sắt bị rỗng ở giữa. Khi nhúng vào nước nó nhẹ hơn khi để ngoài không khí 0.15N.Tìm trọng lượng của viên bi đó khi nó ở ngoài không khí. Cho biết dnước =10000N/m3, dsắt = 78 000 N/m3 , thể tích phần rỗng của viên bi Vrỗng = 5cm3
Bài giải:
Lực đẩy Ac-Si-met tác dụng vào bi chính bằng 0.15N.
Ta có :FA = d nước .V = 0.15 N. Vậy thế tích của viên bi là:
V= = 0,15 / 10000 = 0,000015 (m3)
Viên bi rỗng nên thể tích phân đặc của viên bi :
Vđ = V - V rỗng = 0,000015 – 0,000005 = 0,00001 (m3)
Trọng lượng của viên bi ngoài không khí :
P = dsắt .Vđ = 78000 . 0,00001 = 0,78 (N)
DẠNG BÀI TẬP 5: CÔNG, NĂNG LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC VẬT
Bài toán 1: Công và công suất
1. Phương pháp giải :
Các bước giải dạng toán này như sau:
Xác định đầy đủ các lưc tác dụng vào vật.
Xác định góc hợp bởi hướng của các lực tác dụng và hướng của đường đi.
Sử dụng công thức tính công; A=F.s.cos ,công suất = A / t hoặc = F.v
 Chú ý:
A= A1 + A2+.,=1+2+,lực có tác dụng kéo vật chuyển động (90),công âm.
Hiệu suất: H = Ai / A = i / (Ai là công có ích ,A là công toàn phần, i là công suất có ích, là công suất toàn phần) Chú ý : trong thực tế,ở các máy đơn giản bao giờ cũng có ma sát,do đó khi dùng máy cơ đơn giản người ta phân biệt công có ích (công để nâng vật lên cao),công hao phí (để thắng ma sát),công toàn phần.
Công toàn phần = Công có ích / Công toàn phần
H=.100%
Hiệu suất của máy cơ học bao giờ cũng nhỏ hơn 1.
Một số máy cơ đơn giản
Ròng rọc cố định: là ròng rọc chỉ quang quanh trục cố định,dùng ròng rọc cố định chỉ có tác dụng thay đổi hướng

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn.doc