“Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” phßng gi¸o dơc & ®µo t¹o tiªn l÷ trêng thcs tiªn l÷  SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM : ”PHÂN LOẠI VÀ GIẢI BÀI TẬP NÂNG CAO VẬT LÝ THCS –PHẦN MÁY CƠ ĐƠN GIẢN“ Lĩnh Vực : Vật Lí Người thưc hiện :Trần Văn Minh Giáo viên : Toán - Lí N¨m häc 2014 – 2015 GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” PHẦN I: MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1- sở lý luận Để học tập môn Vật lý đạt kết cao đặc biệt đạt kết thi học sinh giỏi cấp, việc nắm vững lý thuyết cần phải biết ứng dụng lý thuyết vào giải tập cách thành thạo để giải tập thành thạo việc đònh hướng, phân loại tập vô cần thiết 2- Cơ sở thực tiễn Trong môn Vật lý trường trung học sơ û Tiên Lữ tập Cơ học tương đối khó học sinh Trong phần Cơ học tập Máy đơn giản có nhiều dạng Vậy ,làm để giải tập Máy đơn giản dễ dàng ?Đó câu hỏi đặt không riêng mà câu hỏi chung cho giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh học bồi dưỡng Hiện thò trường có nhiều loại sách tập nâng cao nhằm đáp ứng nhu cầu học tập học sinh qua tham khảo số sách nhận thấy, đa phần sách đưa tập cụ thể hướng dẫn giải Các tập thuộc nhiều dạng khác đặt nhau, tập loại lại đặt cách xa sách đủ dạng tập phần Máy đơn giản Nói chung sách viết chưa phân loại dạng tập cách cụ thể Chính cách viết sách dẫn đến việc giáo viên trình giảng dạy nhiều thời gian cho việc đầu tư buổi dạy , học sinh làm tập cách tràn lan làm biết đó, phương pháp giải chung nên kết học tập chưa đạt hiệu cao Việc học tập trở nên khó khăn gây cho em có nhiều nản chí muốn tự nâng cao kiến thức Trong năm gần đây, phần tập máy đơn giản xuất đề thi HSG cấp chiếm từ đến điểm Vì lý trên, qua nhiều năm công tác với hiểu biết chút kinh nghiệm thân, mạnh dạng nêu lên số suy nghó : “Một số kinh nghiệm phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản” với mong muốn hoạt động dạy học giáo viên học sinh thu kết cao Ngoài ra, muốn tạo hướng việc tham khảo loại sách tập nâng cao II- NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI + Mô tả thực trạng + Phân loại tập + Đưa phương pháp giải cho loại tập + Cho tập cụ thể theo dạng + Giải tập GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” + Một số tập luyện tập III- PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH Trong trình dạy bồi dưỡng HSG lớp nhận thấy có nhiều sách nâng cao, tập có sách tập thuộc nhiều thể loại khác lại không theo hệ thống, không phân loại rõ ràng Vì việc tự nghiên cứu giải tập có nhiều khó khăn Ngoài việc tự bồi dưỡng nâng cao kiến thức học sinh tham khảo sách chưa đạt hiệu cao Do cần phải có phương pháp giải chung cho loại toán, loại tập để giúp người dạy người học có đònh hướng giải nhanh theo hệ thống tư lơgic IV – CƠ SỞ VÀ THỜI GIAN TIẾN HÀNH Thực đối chiếu kết thi HSG cấp huyện lớp năm gần 2012-2013,2013-2014,2014-15 PHẦN II: NỘI DUNG I.MÔ TẢ TÌNH TRẠNG SỰ VIỆC HIỆN TẠI : 1.Mặt phẳng nghiêng : + Trong chương trình học khóa học sinh học kiến thức sau: -Mặt phẳng nghiêng có độ nghiêng lực cần để kéo vật lên mặt phẳng nghiêng nhỏ - Nếu ma sát không đáng kể ,dùng mặt phẳng nghiêng lợi F h lần lực thiệt nhiêu lần đường ,không lợi công P = l + Trong chương trình nâng cao học sinh phải biết kiến thức nâng cao sau: - Trường hợp có ma sát :Hiệu suất mặt phẳng nghiêng H = A1 100% A (Với A1 = Ph;A = F.l = A1 + A2 ;A2 = Fms.l) - Khi gặp dạng tập có n vật mặt phẳng nghiêng học sinh lúng túng không phân tích lực F lực P nên áp dụng sai tính sai kết - Đối với tập mà hai vật nằm mặt phẳng nghiêng tam giác thường học sinh gặp khó khăn học sinh không xác đònh độ cao h đoạn , lực F1 F2 2.Đòn bẩy : Bài tập đòn bẩy đa dạng để làm tập trước tiên học sinh phải nắm vững khái niệm như: Khái niệm đòn bẩy, cánh tay đòn lực Ngoài việc nắm vững khái niệm, học sinh phải biết xác đònh điểm tựa , lực tác dụng lên đòn bẩy ,chiều dài cánh tay đòn lực nắm điều kiện cân đòn bẩy GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Khi xác đònh yếu tố việc tiến hành giải toán thuận lợi Với toán đòn bẩy, cần phải phân tích cụ thể : * Đâu điểm tựa đòn bẩy? Việc xác đònh điểm tựa không đơn giản đòn bẩy có nhiều loại : - Điểm tựa nằm khoảng hai lực (Hình A) O F1 F2 Hình A - Điểm tựa nằm khoảng hai lực (Hình B) O F1 F2 Hình B - Ngoài toán đòn bẩy có nhiều cách chọn điểm tựa ví dụ hình C B T O F A Hình C Ta thấy, hình C chọn điểm tựa điểm B có hai lực tác dụng lên đòn bẩy lực F điểm O lực thứ hai lực căng T điểm A Cũng chọn điểm tựa điểm A có hai lực tác dụng lên đòn bẩy lực kéo F điểm O phản lực B * Các lực tác dụng lên đòn bẩy có phương chiều nào? * Xác đònh cánh tay đòn lực GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Theo đònh nghóa : “ Khoảng cách điểm tựa O phương lực gọi cánh tay đòn lực” Việc xác đònh cánh tay đòn lực quan trọng xác đònh sai dẫn đến kết sai Trên thực tế học sinh hay nhầm cánh tay đòn với đoạn thẳng từ điểm tựa đến điểm đặt lực.(các phần đòn bẩy ).Cánh tay đòn phần đòn bẩy đòn bẩy nằm ngang Sau phân tích áp dụng điều kiện cân đòn bẩy để giải tập 3.Ròng rọc : Trong phần Máy đơn giản ,thì phần Ròng rọc đơn giản Vì có hai loại ròng rọc ròng rọc cố đònh ròng rọc động Tuy nhiên ,trong phần kiến thức nâng cao lại kết hợp hệ thống gồm hai loại ròng rọc Ví dụ :một ròng rọc động ròng rọc cố đònh ,nhiều ròng rọc động nhiều ròng rọc cố đònh ,,một ròng rọc cố đònh nhiều ròng rọc động …Do học sinh gặp nhiều khó khăn việc áp dụng kiến thức ròng rọc làm 4.Tổng hợp máy đơn giản : Đây dạng tổng hợp mặt phẳng nghiêng ,đòn bẩy ,ròng rọc hệ thống : - Khi gặp dạng tập học sinh thường bối rối áp dụng kiến thức máy đơn giản để giải - Có xác đònh hệ thống gồm máy đơn giản áp dụng kiến thức vào để giải gặp khó khăn II – ĐỊNH HƯỚNG SỬA CHỮA SAI LẦM : Để đơn giản làm nhiều tập phải phân loại tập ,nêu phương pháp giải , cho tập luyện tập để học sinh khắc sâu kiến thức làm tập có lôgic 1.Mặt phẳng nghiêng : a Phân loại tập phương pháp giải tập Loại 1:Vật nằm mặt phẳng nghiêng có dạng tam giác vuông ma sát không đáng kể Phương pháp :-p dụng Đònh luật công cho mặt phẳng nghiêng :Ph = Fl ,rồi tìm đại lượng lại -Nếu có hai vật (một vật cạnh huyền vật cạnh góc vuông )thì Thực chất lực P vật cạnh góc vuông gây lực F vật cạnh huyền mặt phẳng nghiêng b Một số tập thường gặp : Bài tập 1:Hai vật A B hình vẽ đứng yên Cho biết MN = 80cm ,NH = 5cm Tính tỉ số khối lượng hai vật B A GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Lời giải : Lực vật kéo dây xuống dọc theo N A FA h mặt phẳng nghiêng P = l = 80 A B M H Suy FA = PA/16 Lực vật B kéo dây xuống FB = PB P B Hai lực kéo phải nên ta có PA/16 = PB hay P = 16 A m B Ta suy tỉ số khối lượng hai vật m = 16 A mB ĐS: m = 16 A Bài tập 2(Đề thi HSG lớp cấp hện NH:2003 - 2004) Một vật hình trụ lăn không ma sát mặt phẳng nghiêng AB hình vẽ Người ta nhận thấy góc nghiêng α = 0o lò xo dài l0 = 20cm α = 90o lò xo dài 26cm Hỏi lò xo dài : a/ α = 30o b/α = 60o Biết độ dãn lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng vào đầu lò xo Lời giải Chiều dài l0 = 20 cm (khi α = 0o)chính chiều dài tự nhiên lò xo ,tức chiều dài lò xo chưa bò tác dụng lực Chiều dài l = 26cm (khiα = 90o)chính chiều dài lò xo bò tác dụng lực trọng lượng P vật trụ Ta suy trọng lượng P làm lò xo dãn B 26 cm – 20 cm = 6cm Khi α = 30o 9(H1)thì lực kéo lò xo lực F tính sau : B A H1 C A C H2 AB P.h BC P F= =P =P = Nếu lực P làm lò xo dãn 6cm lực F = P/2 làm lò xo l AB AB dãn thêm x cm Tính x = 3cm GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Vậy chiều dài lò xo α = 30o l1 = 20cm + 3cm = 23cm b/Nếu α = 60o (H2) :h = BC = AB − AC = AB − ( Tương tự ta có lực kéo lò xo xuống F = P AB ) = 3 AB = AB Chiều dài lò xo lực làm dãn thêm tính tương tự ,tức x = 3 Vậy chiều dài lò xo α = 60o :l2 = 20 cm+ 3.cm = 25,1cm Đ S:23cm ;25,1cm Bài tập 3: Cho hệ thống hình vẽ Góc nghiêng α = 300, dây ròng rọc lý tưởng Xác định khối lượng vật M để hệ thống cân Cho khối lượng m = 1kg Bỏ qua ma sát Giải: • Muốn M cân F = P h h với = sinα l l F • => F = P.sin 300 = P/2 M (P trọng lượng vật M) Lực kéo dây vắt qua ròng rọc là: F1 = F P = Lực kéo dây vắt qua ròng rọc là: F2 = F1 P = h l α • m Lực kéo trọng lượng P’ m gây ra, tức : P’ = F2 = P/8 => m = M/8 Khối lượng M là: M = 8m = = kg Bài 4:Cho hệ thống cân hình vẽ : Các vật có khối lượng m1 = m2 = m3 = m Và m4 = m5 = 2m Tính đoạn AC biết AB = 10 cm Bỏ qua ma sát , khối lượng AC dây treo B A C ĐS:AC = 30cm Bài 5: Cho hệ thống hình vẽ Vật có trọng lượng P1 ,vật có trọng lượng P2 Mỗi ròng rọc có trọng lượng N Bỏ qua ma sát ,khối lượng AB dây treo Khi vật A treo C với AB = 3CB hệ thống cân GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Khi vật treo D với AD = DB muốn hệ thống cân phải treo nối vào vật vật thứ có trọng lượng P3 = 5N Tính P1 P2 DC A B ĐS :P1 = 9N ;P2 = 15N Bài tập 6: Hai cầu sắt giống hệt treo vào đầu A, B kim loại mảnh, nhẹ Thanh giữ thăng nhờ dây mắc điểm O Biết OA = OB = l = 20 cm Nhúng cầu đầu B vào chậu đựng chất lỏng người ta thấy AB thăng Để thăng trở lại phải dịch chuyển điểm treo O phía A đoạn x = 1,08 cm Tính khối lượng riêng chất lỏng, biết khối lượng riêng sắt D0 = 7,8 g/cm3 GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Giải: Khi cầu treo B nhúng chất A (l+x) (l-x) O’ lỏng ngồi trọng lực, cầu chịu tác B FA dụng lực đẩy Acsimet chất lỏng Theo điều kiện cân lực điểm treo O’ ta có P AO’ = ( P – FA ) BO’ P Hay P ( l – x) = ( P – FA )(l + x) P Gọi V thể tích cầu D khối lượng riêng chất lỏng Ta có P = 10.D0.V FA = 10 D V  10.D0.V ( l – x ) = 10 V ( D0 – D )( l + x )  D= 2x D0 = 0,8 g / cm3 l+x Bài tập 7: Một đồng chất, tiết diện đều, đầu nhúng vào nước, đầu tựa vào thành chậu O cho A O OA = OB Khi nằm cân bằng, mực B nước Tìm khối lượng riêng D thanh, biết khối lượng riêng nước D0 = 1000kg/m3 Giải: Thanh chịu tác dụng trọng lực P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet đặt trung điểm N MB Thanh quay quanh O áp dụng quy tắc cân đòn bẩy ta có: P MH = F NK (1) Gọi S tiết diện l chiều dài ta có: A l P = 10 D S l F = 10 D0.S Thay vào (1) ta có: D= NK D0 2.MH (2) Mặt khác ∆OHM ∼ ∆OKN ta có: KN ON l l 5l = Trong ON = OB – NB = − = MH OM ' 12 O H M FA K P N B l l l OM = AM – OA = − = GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” => KN ON 5 = = thay vào (2) ta D = D0 = 1250 kg/m3 MH OM Loại 2:Vật nằm mặt phẳng nghiêng có dạng tam giác thường ma sát không đáng kể Phương pháp :-Từ đỉnh mặt phẳng nghiêng hạ đường vuông góc để tạo thành hai mặt phẳng nghiêng có chung đường cao - p dụng đònh luật công cho mặt phẳng nghiêng tìm đại lượng cần tìm Một số tập thường gặp Loại 3:Vật di chuyển mặt phẳng nghiêng có ma sát với mặt phẳng nghiêng Phương pháp : - Trường hợp có ma sát :Hiệu suất mặt phẳng nghiêng H = A1 100% A (Với A1 = Ph;A = F.l = A1 + A2 ;A2 = Fms.l) Một số tập thường gặp -2- Đòn bẩy a Phân loại tập phương pháp giải tập Bài tập “Đòn bẩy” có nhiều loại cụ thể chia làm nhiều loại sau: Loại 1: Xác đònh lực cánh tay đòn lực Bài tập 1: B A O Một kim loại dài ,đồng chất ,tiết diện đặt mặt bàn cho 1/4 chiều dài nhô khỏi mặt bàn (HV).Tác dụng lên đầu A lực F = 40N thẳng đứng xuống F đầu B bắt đầu bênh lên Hãy xác đònh trọng lượng sắt *Phương pháp : Xem điểm tựa góc cạnh bàn O Trọng lượng P xem đặt tâm với cánh tay đòn lực l (l :là chiều dài thanh) Lực F có cánh tay đòn OA = l 1 Lời giải :Khi nằm cân F l = P l Suy P = F = 40N Vậy trọng lượng P = 40N ĐS:40N GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 10 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Bài tập 2: Người ta dùng xà beng có dạng hình vẽ để nhổ đinh cắm sâu vào gỗ a) Khi tác dụng lực F = 100N vuông góc với OB đầu B ta nhổ đinh Tính lực giữ gỗ vào đinh lúc ? Cho biết OB 10 lần OA α = 450 b) Nếu lực tác dụng vào đầu B vuông góc với gỗ phải tác dụng lực có độ lớn nhổ đinh? Phương pháp : Xác đònh điểm tựa O Xác đònh cánh tay đòn lực F FC Vì FC vuông góc với OA nên OA cánh tay đòn FC a) Vì F vuông góc với OB nên OB cánh tay đòn F b) Vì F có phương vuông góc với mặt gỗ nên OH cánh tay đòn F ’ sau xác đònh lực cánh tay đòn lực ta áp dụng điều kiện cân đòn bẩy tính đại lượng cần tìm B F F A O α / H FC Lời giải: a) Gọi FC lực cản gỗ Theo quy tắc cân đòn bẩy ta có: FC OA = F.OB F OB  FC = OA = F 10 = 100 N 10 = 1000 N b) Nếu lực F’ vuông góc với gỗ, lúc theo quy tắc cân đòn bẩy ta có: FC.OA = F’.OH OB OB = 2 OA.FC OA ' 2= 1000 = 100 (N) => F = OB 10.OA Đ/S: 1000 N; 100 Với OH = cosαOB = Bài tập 3: Hai kim loại đồng chất tiết diện có chiều dài l = 20cm tiết diện có trọng lượng riêng khác d = 1,25 d2 Hai hàn dính lại đầu O treo sợi dây Để nằm ngang người ta thực hai biện pháp sau: GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 11 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” a) Cắt phần thứ đem đặt lên phần lại Tìm chiều dài phần bò cắt b) Cắt bỏ phần thứ Tìm phần bò cắt l l O Phương pháp: Trong lần thực biện pháp cần xác đònh lực tác dụng cánh tay đòn lực + Ở biện pháp 1: Vì cắt phần thứ lại đặt lên phần lại nên lực tác dụng không thay đổi, cánh tay đòn lực thay đổi + Ở biện pháp 2: Do cắt bỏ phẩn thứ nên lực cánh tay đòn lực thay đổi - Khi xác đònh lực cánh tay đòn lực ta áp dụng điều kiện cân đòn bẩy vào giải toán: Lời giải: a) Gọi x chiều dài phần bò cắt Do đặt lên phần lại nên trọng lượng thứ không thay đổi Vì nằm cân nên ta có: P1 l−x l = P2 2 Gọi S tiết diện bản, ta có: d1sl l−x l = d sl 2 => d1 (l-x) = d2l x d2  x = (1 − d )l Với d1 = 1,25 d2 l = 20 l O d => x = (1 − 1,25d ).20 = (1 − 0,8)20 = Vậy chiều dài phần bò cắt là: cm b) Gọi y phần bò cắt bỏ Trọng lượng lại P/1 Do cân nên ta có: l−y P1' l−y l = P2 2 l => d1 s(l − y )( ) = d sl d 2 => (l − y ) = d l GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 12 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” d 2  y − 2ly + (1 − d )l = => y − 40 y + 80 = ∆’ = 400 – 80 = 320 => ∆ = ≈ 17,89 y1 = 20 + > 20 cm (loại ) y1 = 20 − ≈ 20 – 17,89 = 2,11 (cm) (chọn ) Vậy chiều dài phần bò cắt bỏ 2,11 cm ĐS: cm; 2,11 cm Loại 2: Chọn điểm tựa đòn bẩy Loại 3: Khi đòn bẩy chòu tác dụng nhiều lực Loại 4: Lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật treo đòn bẩy Với dạng toán liên quan đến lực đẩy Acsimét cần nhớ số công thức hay sử dụng: F = d.V Trong đó: F lực đẩy Acsimét trọng lượng riêng chất lỏng V thể tích chất lỏng bò vật chiếm chỗ Cần nhớ quy tắc hợp lực + Hợp lực hai lực F1, F2 phương ngược chiều có độ lớn là: F = | F1- F2 | + Hợp lực hai lực F1, F2 phương chiều có độ lớn F = F1 + F2 * Phương pháp giải dạng toán liên quan đến lực đẩy Acsimet - Khi chưa nhúng vật vào chất lỏng, đòn bẩy thăng xác đònh lực, cánh tay đòn viết điều kiện cân đòn bẩy - Khi nhúng vào chất lỏng, đòn bẩy cân Cần xác đònh lại điểm tựa, lực tác dụng cánh tay đòn lực Sau áp dụng điều kiện cân đòn bẩy để giải toán Loại 5: Khi điểm tựa dòch chuyển Xác đònh giá trò cực đại, cựa tiểu Bài tập 1: Cho thước thẳng AB đồng chất tiết diện đều, có độ dài l=24 cm trọng lượng 4N Đầu A treo vật có trọng lượng P = N Thước đặt lên giá đỡ nằm ngang CD = cm Xác đònh giá trò lớn nhỏ khoảng cách BD thước nằm cân giá đỡ Lời giải: Xét trạng thái cân thước quanh trục qua mép D giá đỡ ứng với giá trò nhỏ AD Lúc thước chia làm hai phần: + Phần BD có trọng lượng P3 đặt G1 trung điểm DB + Phần OA có trọng lượng P2 đặt G2 trung điểm AD Mép D điểm E thước GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 13 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” l2 O2 A l1 E C P2 Điều kiện cân trục quay D là: P3.AD + P2.GE = P1.G1D  P1l + P2 O1 B D P3 P1 l2 l = P3 (1) (với l2 = AD, l1 = ED) 2 Về thước thẳng đồng chất tiết diện nên trọng lượng phần thước tỷ lệ với chiều dài phần ta có: P3 l1 P.l = ⇒ P3 = ; P l l P2 l P.l = ⇒ P2 = P l l l2 = (l – l1) ; P1 = N = P Thay vào (1) ta P(l − l1 ).(l − l1 ) P.l1 l1 P (l − l1 ) + = 2l l 2 2  Pl − Pl1l + P(l − 2ll1 + l1 ) = Pl1  l1 = 2l 2 = l = 24 = 16 (cm) 3l 3 Giá trò lớn BD l = 16 cm Lúc điểm D trùng với điểm E thước BE = BD = 16 cm Nếu ta di chuyển thước từ phải sang trái cho điểm E thước nămg giá CD thước cân E trùng với C đến giới hạn cân E lệch CD phía trái thước quay quanh trục C sang trái Vậy giá trò nhỏ BD C trùng đến E BE = BC Mà BC = BD + DC => BD = BC – DC = 16 – = 12 (cm) ĐS: 16 cm, 12 cm Bài tập 2: Một thẳng đồng chất tiết diện có trọng lượng P = 100 N, chiều dài AB = 100 cm, đặt cân hai giá đỡ A C Điểm C cách tâm O thước đoạn OC = x a) Tìm công thức tính áp lực thước lên giá đỡ C theo x b) Tìm vò trí C để áp lự có giá trò cực đại, cực tiểu GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 14 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Lời giải: x l O A P1 P C B P2 a) Trọng lượng p đặt trọng tâm O trung điểm tác dụng lên hai giá đỡ A B hai áp lực P P2 Vì đồng chất tiết diện nên ta có: P1 OC x x = = P1 = P2 P1 + P2 = P = 100 (N) P2 OA l l l P => P2 = l+x b) P2 cực đại x = P = P = 100 N giá đỡ C trùng với tâm O l2 cực tiểu x lớn x = l P = P = 50 N giá đỡ trùng với đầu B l P ;50N ĐS: P2 = l+x Loại 6: Các dạng khác đòn bẩy Đòn bẩy có nhiều dạng khác Thực chất loại dựa quy tắc cân đòn bẩy Do phương pháp giải loại là: - Xác đònh đâu điểm tựa đòn Điểm tựa phải đảm bảo để đòn bẩy quay xung quanh - Thứ hai cần xác đònh phương, chiều lực tác dụng cánh tay đòn lực - Lưu ý phương trọng lực trùng với điểm tựa trọng lực vật không ảnh hưởng đến quay vật - Cuối áp dụng quy tắc cân đòn bẩy để giải toán 4.Một số tập luyện tập chung cho loại : Bài 1:Một đồng chất ,tiết diện ,,đặt thành bình bình đựng nước ,ở đầu có buộc cầu đồng chất có bán kính R cho cầu ngập hoàn toàn nước Hệ thống cân hình vẽ Biết trọng lượng riêng cầu nước d d ;l1 = a, l2 = b Tính trọng lượng đồng chất nói Có thể xảy trường hợp l1 > l2 không ? Vì sao? l2 l1 8πr a (d − d ) ĐS: 3(b − a) GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 15 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Bài 2:Một mảnh,đồng chất ,phân bố khối lượng quay quanh trục O phía Phần nhúng nước Khi cân nằm nghiêng HV ,một nửa chiều dài nằm nước Hãy xác đònh khối lượng riêng chất làm Cho KLR nước 1000kg/m3 O ĐS:750kg/m3 Bài 3: Một chắn đường dài 8,2m ,trọng lượng P = 2400N ,có tâm cách đầu bên trái 1,4m Thanh quay quanh trục nằm ngang cách đầu bên trái 1,8m Để giữ nằm ngang ,người ta phải tác dụng vào đầu bên trái lực (cho biết trọng lực đặt trọng tâm thanh) ĐS:150N -3.Ròng rọc a.Phân loại phương pháp giải : Loại 1:Ròng rọc cố đònh Phương pháp :Loại tương đối đơn giản nên học sinh cần nắm vững kiến thức sau:Khi ma sát không đáng kể ròng rọc cố đònh có tác dụng thay đổi hướng lực không làm thay đổi độ lớn lực F=P s=h F P Khi có ma sát : A = A1 + A2 ⇔F.s = P.h + Fms.s Hiệu suất ròng rọc H = A1 100% A Bài tập 1:Một người dùng ròng rọc cố đònh để kéo vật nặng 50kg lên tòa nhà cao 4m a.Tính lực kéo vật lên quãng đường đầu dây dòch chuyển b.Tính công lực kéo vật lên Bỏ qua ma sát ròng rọc Lời giải: a.Lực kéo vật lên :F = P = 10m = 10.50 = 500N Quãng đường đầu dây dòch chuyển :s = h = m GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 16 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” b.Công lực kéo vật lên là: A = F.s = P.h = 500.4 = 2000J Bài tập :Cho hệ thống ròng rọc hình vẽ Vật có trọng lượng P = 100N Tìm lực kéo F để hệ cân ,xác đònh hiệu suất hệ thống ,biết hiệu suất ròng rọc 0,8 P F Lời giải : Các ròng rọc cố đònh không cho ta lợi lực Hiệu suất ròng rọc H = P/F ⇒ F= P/H Ròng rọc :F1 = P/H Ròng rọc :F2 = F1/H = P/H2 Ròng rọc : F3 = F2 /H = P/H3 Hiệu suất hệ ròng rọc : H/ = P/F = H3 = 0,83 = 0,512 P 100 Lực F cần dùng F = H / = 0,512 = 195,3N Loại : Ròng rọc động Phương pháp :Đối với ròng rọc động học sinh cần nắm vững kiến thức sau : -Khi ma sát không đáng kể : F = P/2 ;s= 2h -Khi có ma sát :A = A1 + A2 ⇔ F.s = P.h + Fms.s F A Hiệu suất ròng rọc H = 100% A P Bài tập : Cho hệ thống hình vẽ Biết P = 100N ,vật cần kéo lên cao 5m a.Tính lực kéo vật lên quãng đường đầu dây dòch chuyển b.Thực tế có ma sát nên phải kéo đầu dây lực F = 55N Tính hiệu suất ròng rọc lực ma sát ròng rọc Lời giải : a.Lực kéo vật lên F = P/2 = 100/2 = 50N F Quãng đường đầu dây dòch chuyển : s = 2h = 2.5 = 10m b.Hiệu suất ròng rọc H= P.h 100.5 = = 90,9% F / s 55.10 GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ P 17 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” Công hao phí : A2 = A – A1 = F/.s – p.h = 55.10 – 100.5 = 50 J Lực ma sát ròng rọc :Fms = A2 50 = = 5N s 10 Loại 3: Palăng : Pa lăng hệ thống kết hợp nhiều ròng rọc động ròng rọc cố đònh (số ròng rọc động ròng rọc cố đònh ) Loại 4:Hệ ròng rọc : Hệ ròng rọc hệ thống kết hợp ròng rọc cố đònh nhiều ròng rọc động Loại : Một số dạng khác hệ ròng rọc :Loại kết hợp ròng rọc động ròng rọc cố đònh Phương pháp : Để giải tập dạng học sinh cần đếm số đầu dây tham gia kéo ròng rọc động áp dụng kiến thức sau để làm tập : P F = n ;S = n.h (n: số đầu dây kéo ròng rọc động ) b.Bài tập luyện tập : Bài 1:Dùng ròng rọc động để đưa vật có khối lượng 2500kg lên cao 10m a.Vẽ sơ đồ thiết bò b.Lực kéo F ?Biểu diễn lực vào sơ đồ c.Phải kéo dây dòch chuyển đoạn ? d.Tính công nâng vật lên Giả thiết ma sát không đáng kể ĐS:b)12500N;c)20m;d)250000J Bài 2:Để đưa vật có trọng lượng P = 420N lên cao ròng rọc động ,người ta phải kéo đầu dây m.(giả thiết ma sát không đáng kể ) a.Tính lực kéo độ cao đưa vật lên b.Tính công nâng vật lên ĐS:a)210N;4m;b)1680J Bài (Đề thi HSG lớp cấp huyện năm 2001 - 2002) Dùng pa lăng đơn để đưa vật có trọng lượng 2000N lên độ cao 10m ,lực kéo dây để nâng vật 1200N Hãy tính hiệu suất hệ thống khối lượng ròng rọc động ,biết hao phí để nâng ròng rọc động ¼ hao phí tổng cộng ĐS:83,3% ;5kg Bài 4: Cho hệ ròng rọc hình vẽ Biết vật có trọng lượng 8000N , F lực kéo vật lên 550N Tính hiệu suất hệ thống khối lượng ròng rọc Biết hao phí nâng trọng lượng ròng rọc GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ P 18 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” ĐS: 90,9%;12,5kg Bài 5: Người ta dùng ròng rọc cố đònh để đưa vật có trọng lượng 1600N lên cao 16m -Hãy vẽ sơ đồ thiết bò Biểu diễn trọng lực lực kéo mũi tên -Tính công lực kéo Hãy lập luận sơ đồ dùng ròng rọc không lợi công Giả thiết ma sát ĐS:25600J Bài 6: Một người đứng sọt treo dây vắt qua ròng rọc cố đònh Tay người tác dụng lực kéo rút ngắn dây đoạn 4m để kéo người sọt lên cao Khối lượng người sọt 50kg Tính công thực lực tay người kéo dây ĐS: 2000J;250N Bài 7:Một người đứng sàn hình vẽ Biết khối lượng người 60kg khối lượng sàn không đáng kể Hỏi người phải kéo dây với lực để sàn cân ? Đ S:200N 4.Tổng hợp máy đơn giản : a.Phân loại phương pháp giải : Ở phần có loại chung hệ thống gồm có hai ba loại máy đơn giản Phương pháp : - Xác đònh xem hệ thống có loại máy đơn giản - Xác đònh vò trí nối hai máy đơn giản GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 19 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” - p dụng kiến thức máy đơn giản vào phần sau tổng hợp lại b.Một số tập luyện tập Bài 1:Cho hệ thống cân hình vẽ : Các vật có khối lượng m1 = m2 = m3 = m Và m4 = m5 = 2m Tính đoạn AC biết AB = 10 cm Bỏ qua ma sát , khối lượng AC dây treo B C A ĐS:AC = 30cm Bài 2: Cho hệ thống hình vẽ Vật có trọng lượng P1 ,vật có trọng lượng P2 Mỗi ròng rọc có trọng lượng N Bỏ qua ma sát ,khối lượng AB dây treo Khi vật A treo C với AB = 3CB hệ thống cân Khi vật treo D với AD = DB muốn hệ thống cân phải treo nối vào vật vật thứ có trọng lượng P3 = 5N Tính P1 P2 DC A B ĐS :P1 = 9N ;P2 = 15N GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 20 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” PHẦN III:KẾT LUẬN Kết :Qua nhiều năm giảng dạy nâng cao phần (cơ 2),bản thân rút số kinh nghiệm giảng dạy nhà trường đạt kết cao ,đặc biệt tỉ lệ đạt học sinh giỏi cấp huyện năm sau cao năm trước Cụ thể sau: * Kết thi học sinh giỏi lớp cấp huyện năm gần đây: Kết Năm học HS dự thi(hs) 2012 – 2013 2013– 2014 2014– 2015 12 11 Số lượng đạt giải (hs) 11 10 Tỉ lệ đạt giải (%) 66,7 91 99 Ghi (số học sinh đạt giải toàn huyện ) 11 11 2.Một số đề xuất – kiến nghò Trên toàn mà thân giảng dạy ,rút kinh nghiệm ,học tập kết đạt Với làm ,bản thân cảm thấy tự hào,song kết khiêm tốn so với trường huyện Do đề tài có lẽ chưa hoàn hảo nhiều thiếu sót nên mong BGH nhà trường ,các thầy cô giáo ,các anh chò bạn bè đồng nghiệp nhà trường đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện áp dụng vào giảng dạy đạt kết cao Qua đây, có số kiến nghò với nhà trường :cần quan tâm nhiều cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi thời gian dạy bồi dưỡng.Có ,kết đạt ngang tầm với trường bạn PHẦN IV : TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong trình làm đề tài có tham khảo tài liệu sau: 1.Sách Bài tập vật lý chọn lọc :Cơ - Nhiệt - Điện - Quang(Phan Thanh Hải ) Sách 200 tập Vật lý chọn lọc (PGS PTS Vũ Thanh Khiết – PTS Lê Thò Oanh) Sách 121 tập vật lý nâng cao lớp (PGS TS Vũ Thanh Khiết – PGS Nguyễn Đức Thâm – PTS Lê Thò Oanh) Sách Bài tập chọn lọc nâng cao Vật lý (Lưu Đình Tuân) GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 21 “Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” 5.Sách 500 tập vật lí trung học sở (Phan Hoàng Văn ) Một số tài liệu thi tuyển sinh vào lớp 10 trường chuyên Đề thi HSG cấp từ năm học 2006 – 2012 đến PHẦN V : MỤC LỤC 1.Lý chọn đề tài : 2.Nhiệm vụ đề tài : 3.Phương pháp tiến hành : 4.Cơ sở thời gian tiến hành : 5.Mô tả tình trạng việc : 6.Đònh hướng sửa chữa sai lầm : - Mặt phẳng nghiêng : - Đòn bẩy : - Ròng rọc : - Tổng hợp máy đơn giản : 7.Kết luận : 8.Mục lục : Tiên lữ,ngày 12 tháng năm 2015 Người viết TRẦN VĂN MINH GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 22 [...]... loại chung là trên cùng một hệ thống gồm có hai hoặc ba loại máy cơ đơn giản Phương pháp : - Xác đònh xem hệ thống có mấy loại máy cơ đơn giản - Xác đònh vò trí nối của hai máy cơ đơn giản GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 19 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” - p dụng kiến thức từng máy cơ đơn giản vào từng phần rồi sau đó tổng hợp lại b.Một số bài tập... GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 20 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” PHẦN III:KẾT LUẬN 1 Kết quả :Qua nhiều năm giảng dạy nâng cao phần cơ (cơ 2),bản thân đã rút ra được một số kinh nghiệm trên và giảng dạy trong nhà trường đạt kết quả cao ,đặc biệt là tỉ lệ đạt học sinh giỏi cấp huyện năm sau cao hơn năm trước Cụ thể như sau: * Kết... Thanh Khiết – PTS Lê Thò Oanh) 3 Sách 121 bài tập vật lý nâng cao lớp 8 (PGS TS Vũ Thanh Khiết – PGS Nguyễn Đức Thâm – PTS Lê Thò Oanh) 4 Sách Bài tập chọn lọc và nâng cao Vật lý 8 (Lưu Đình Tuân) GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 21 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” 5.Sách 500 bài tập vật lí trung học cơ sở (Phan Hoàng Văn ) 6 Một số tài liệu về thi tuyển... suất của hệ thống và khối lượng của một ròng rọc Biết rằng hao phí là do nâng trọng lượng của ròng rọc GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ P 18 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” ĐS: 90,9%;12,5kg Bài 5: Người ta dùng một ròng rọc cố đònh để đưa một vật có trọng lượng 1600N lên cao 16m -Hãy vẽ sơ đồ thiết bò đó Biểu diễn trọng lực và lực kéo bằng các mũi... thanh đồng chất nói trên Có thể xảy ra trường hợp l1 > l2 được không ? Vì sao? l2 l1 8πr 3 a (d − d 0 ) ĐS: 3(b − a) GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 15 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” Bài 2:Một thanh mảnh,đồng chất ,phân bố đều khối lượng có thể quay quanh trục O ở phía trên Phần dưới của thanh nhúng trong nước Khi cân bằng thanh nằm nghiêng như HV ,một... một vật nặng 50kg lên một tòa nhà cao 4m a.Tính lực kéo vật lên và quãng đường đầu dây dòch chuyển b.Tính công của lực kéo vật lên Bỏ qua ma sát của ròng rọc Lời giải: a.Lực kéo vật lên là :F = P = 10m = 10.50 = 500N Quãng đường đầu dây dòch chuyển là :s = h = 4 m GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 16 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” b.Công của lực kéo... Phần BD có trọng lượng P3 đặt ở G1 là trung điểm của DB + Phần OA có trọng lượng P2 đặt ở G2 là trung điểm của AD Mép D ở điểm E trên thước GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 13 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” l2 O2 A l1 E C P2 Điều kiện cân bằng của trục quay D là: P3.AD + P2.GE = P1.G1D  P1l 2 + P2 O1 B D P3 P1 l2 l = P3 1 (1) (với l2 = AD, l1 = ED)... đoạn OC = x a) Tìm công thức tính áp lực của thước lên giá đỡ ở C theo x b) Tìm vò trí của C để áp lự ở đó có giá trò cực đại, cực tiểu GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 14 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” Lời giải: x l O A P1 P C B P2 a) Trọng lượng p của thanh đặt tại trọng tâm O là trung điểm của thanh tác dụng lên hai giá đỡ A và B hai áp lực P... nhau d 1 = 1,25 d2 Hai bản được hàn dính lại ở một đầu O và được treo bằng sợi dây Để thanh nằm ngang người ta thực hiện hai biện pháp sau: GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 11 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” a) Cắt một phần của thanh thứ nhất và đem đặt lên chính giữa của phần còn lại Tìm chiều dài phần bò cắt b) Cắt bỏ một phần của bản thứ nhất Tìm phần... còn lại của bản là P/1 Do thanh cân bằng nên ta có: l−y P1' l−y l = P2 2 2 l => d1 s(l − y )( 2 ) = d 2 sl 2 d 2 2 2 => (l − y ) = d l 1 GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 12 Phân loại và giải bài tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy cơ đơn giản -tiếp” d 2 2 2  y − 2ly + (1 − d )l = 0 1 => y − 40 y + 80 = 0 ∆’ = 400 – 80 = 320 => ∆ = 8 5 ≈ 17,89 y1 = 20 + 8 5 > 20 cm (loại ) y1 = 20 − 8 5 ≈ 20 ... : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 20 Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” PHẦN III:KẾT LUẬN Kết :Qua nhiều năm giảng dạy nâng cao phần (cơ 2),bản thân rút số... đònh vò trí nối hai máy đơn giản GV : TrÇn V¨n Minh Trêng THCS Tiªn L÷ 19 Phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản -tiếp” - p dụng kiến thức máy đơn giản vào phần sau tổng... nghiệm phân loại giải tập nâng cao Vật lý THCS – phần Máy đơn giản” với mong muốn hoạt động dạy học giáo viên học sinh thu kết cao Ngoài ra, muốn tạo hướng việc tham khảo loại sách tập nâng cao