Giới thiệu bài học
Bài giảng Công cơ học. Định luật về côngsẽ giúp các em nắm được những kiến thức quan trọng nhất:
- Khái niệm về công cơ học, định luật về công
- Công thức tính công của lực
Nội dung bài học
I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng
1. Khi nào có công cơ học
* Quan niệm về Công trong đời sống:
Công là năng lượng do người, vật hoặc máy móc tạo ra để thực hiện một công việc nào đó
VD: học sinh ngồi học, con bò kéo xe, người thợ xây nhà, lực sĩ đỡ quả tạ, đẩy xe hàng,....
Trong các công đó, không phải đều là Công cơ học
* Công cơ học
Công cơ học là công của lực tác dụng vào vật và làm cho vật chuyển dời
* Điều kiện có công cơ học:
- Có lực tác dụng vào vật
- Lực này làm vật chuyển dời theo hướng của lực
2. Công thức tính công
Nếu có lực F tác dụng vào vật làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực thì công của lựa F được tính:
A = F . s Trong đó:
A - Công của lực F [J]
F - Lực tác dụng vào vật [N]
s - Quãng đường dịch chuyển của vật [m]
Như vậy 1J = 1Nm
3. Định luật về công
a. Các máy cơ đơn giản
Để đưa vật lên cao có thể dùng các máy cơ đơn giản
+ Ròng rọc: cố định và động
+ Mặt phẳng nghiêng
+ Đòn bẩy
Như vậy, sử dụng các máy cơ đơn giản có thể cho ta lợi về lực nhưng không cho ta lợi về công
* Thí nghiệm
Nâng vật có trọng lượng P đều lên độ cao h trực tiếp và bằng ròng rọc động
- Nâng vật trực tiếp:
Lực nâng của tay: P
Quãng đường tay dịch chuyển: h
Công A1 = P.h
- Khi sử dụng ròng rọc động
Lực nâng của tay: P/2
Quãng đường tay dịch chuyển: 2h
Công A2 = P/2 . 2h = P.h
Nhận thấy: A1 = A2
b. Định luật về công
Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại
II. Ví dụ trong bài giảng
Câu 1:
Dùng lực kéo 500N để kéo một vật dịch chuyển đều trên mặt sàn nằm ngang trong 2 phút với vận tốc 1m/s. Hỏi công thực hiện được là bao nhiêu?
Lời giải:
Quãng đường dịch chuyển vật
s = v.t = 1.120 = 120 m
Công dịch chuyển vật
A = F.s = 500.120 = 60000 J = 60 kJ
Câu 2:
Một vật nặng 2kg rơi từ độ cao 6m xuống đất.
a. Tính công do trọng lực thực hiện.
b. Công này bằng công rơi vật nặng 5kg từ độ cao bao nhiêu m?
Lời giải:
Trọng lực của vật P = 10.2 = 20 N
Công do trọng lực thực hiện:
A = P.h = 20.6 = 120 J
- Trọng lượng của vật nặng 5kg
P' = 10.5 = 50 N
Vậy với công A trên vật 5kg rơi từ độ cao:
h' = A : P' = 120 : 50 = 2,4 m
Câu 3:
Kéo đều hai thùng hàng mỗi thùng nặng 300N lên sàn cách mặt đất 1,2m. Thùng thứ nhất kéo trên tấm ván dài 2m và thùng thứ hai kéo trên tấm ván dài 4m [Bỏ qua ma sát]
- Hỏi di chuyển thùng nào tốn nhiều công hơn? Tính công dịch chuyển mỗi thùng hàng
- Tính lực dịch chuyển mỗi thùng hàng?
Lời giải:
Hai thùng hàng có trọng lượng bằng nhau, do vậy khi sử dụng máy cơ đơn giản thì không cho ta lợi về công, vì vậy công di chuyển hai thùng hàng là bằng nhau A1 = A2
Do đó, công này bằng với công dịch chuyển vật theo phương thẳng đứng
Ta có A = P.h = 300.1,2 = 360 J
Suy ra A1 = A2 = 360 J
- Lực dịch chuyển trong mỗi thùng hàng
F1 = A1 : s1 = 360 : 2 = 180 N
F2 = A2 : s2 = 360 : 4 = 90 N