Đề bài Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn µt = 0,25. Hãy tính: a) Gia tốc của vật; b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba; c) Đoạn đường mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy g = 10 m/s2.
Video hướng dẫn giải
Phương pháp giải - Xem chi tiết
- Sử dụng định luật II - Niuton - Công thức tính vận tốc: v = v0 + at - Quãng đường vật đi được: \(s = {v_0}t + {{a{t^2}} \over 2}\) Lời giải chi tiết  a) Vật chịu tác dụng của các lực được biểu diễn trên hình vẽ. Chọn hệ trục tọa độ Oxy có O trùng với vị trí ban đầu khi vật bắt đầu chuyển động. Chiều dương là chiều chuyển động. Áp dụng định luật II - Niuton: \(\vec P + \vec N + \vec F + {\rm{ }}\overrightarrow {{F_{ms}}} = m\vec a\) (1) Chiếu (1) lên Ox ta được: F - Fms = ma (2) Chiếu (1) lên Oy ta được: N - P = 0 => N = P = mg (3) Mà Fms = µN (4) Từ (2), (3) và (4) \( \Rightarrow F - \mu mg = ma\)\( \Rightarrow a = {{F - \mu mg} \over m} = {{200 - 0,25.40.10} \over {40}} = 2,5\left( {m/{s^2}} \right)\) b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba: \(v = {v_0} + at = 0 + 2,5.3 = 7,5\left( {m/s} \right)\) c) Quãng đường vật đi được trong 3 giây đầu: \(s = {v_0}t + {{a{t^2}} \over 2} = 0.3 + {{{{2,5.3}^2}} \over 2} = 11,25m\). Loigiaihay.com
Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâm CHƯƠNG I: CƠ HỌCCHỦ ĐỀ I CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌCCHUYỂN ĐỘNG ĐỀU, KHÔNG ĐỀU. BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ.- Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác được chọnlàm mốc. Chuyển động của một vật mang tính tương đối- Chuyển động đều là chuyển động được những quãng đường bằng nhautrong những khoảng thời gian bằng nhau. - Công thức : v = s / t- Vận tốc trung bình: vtb = II - Bài tập vận dụng Bài 1.1:Lúc 7h một người đi bộ từ A đến B vận tốc 4 km/h. lúc 9 giờ một người đixe đạp từ A đuổi theo vận tốc 12 km/h.a) Tính thời điểm và vị trí họ gặp nhau?b) Lúc mấy giờ họ cách nhau 2 km?Lời giải:a) Gọi thời gian gặp nhau là t (h) (t > 0)ta có MB = 4t AB = 12tPhương trình: 12t = 4t + 8 ⇒ t = 1 (h)- Vị trí gặp nhau cách A là 12 (km)b) * Khi chưa gặp người đi bộ.Gọi thời gian lúc đó là t1 (h) ta có : (v1t1 + 8) - v2t1 = 2 ⇒ t1 = 126vv − = 45 ph * Sau khi gặp nhau. Gọi thời gian gặp nhau là t2 (h)Ta có : v2t2 - ( v1t2 + 8) = 2⇒ t2 = 1210vv − = 1h 15phBài 1.2: Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20111Tổng quãng đườngTổng thời gianAMBTrường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmMột xuồng máy xuôi dòng từ A - B rồi ngược dòng từ B - A hết 2h 30pha) Tính khoảng cách AB biết vận tốc xuôi dòng là 18 km/h vận tốc ngược dòng là12 km/hb) Trước khi thuyền khởi hành 30ph có một chiếc bè trôi từ A. Tìm thời điểm vàvị trí những lần thuyền gặp bè? Gợi ý :a) gọi thời gian xuôi dòng là t1 ngược dòng là t2 ( t1 ; t2 > 0) ta có: kmABvvABvABvAB185,2115,22121=⇒=+⇒=+b) Ta có v1 = v + vn ( xuôi dòng ) v2 = v - vn ( ngược dòng )⇒ vn = 3 km* Gặp nhau khi chuyển động cùng chiều ( Cách giải giống bài 1.1) ĐS : Thuyền gặp bè sau 0,1 (h) tại điểm cách A là 1,8 (km)* Gặp nhau khi chuyển động ngược chiều: (HS tự làm) Bài 1.3:a ) Một ô tô đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 , đi nửa quãng đường còn lại với vận tốc v2 . Tính vTB trên cả đoạn đường.b ) Nếu thay cụm từ "quãng đường" bằng cụm từ "thời gian" Thì vTB = ?c) So sánh hai vận tốc trung bình vừa tìm được ở ý a) và ý b)Gợi ý :a ) Gọi chiều dài quãng đường là (s) thì thời gian đi hết quãng đường là.t = 2121212)(22 vvvvsvsvs+=+ - Vận tốc TB là. 21212vvvvtsvTB+== b ) Gọi thời gian đi hết cả đoạn đường là t* ta có.s = v12)(2221**2*vvttvt+=+Vận tốc TB là : vtb = 221*vvts+=c) Để so sánh hai vận tốc trên ta trừ cho nhau được kết quả ( > hay < 0) thì kết luận.Bài 1.4 :Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20112Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmMột người đi xe đạp từ A đến B có chiều dài 24 km. nếu đi liên tục khôngnghỉ thì sau 2h người đó sẽ đến B nhưng khi đi được 30 phút, người đó dừng lại15 phút rồi mới đi tiếp. Hỏi ở quãng đường sau người đó phải đi với vận tốc baonhiêu để đến B kịp lúc ?* Lời giải:Vận tốc đi theo dự định v = ts = 12km/hQuãng đường đi được trong 30 phút đầu : s1 = v.t1 = 6 kmquãng đường còn lại phải đi : s2 = s - s1 = 18 km- Thời gian còn lại để đi hết quãng đường: t2 = 2 - 454121=+ hVận tốc phải đi quãng đường còn lại để đến B theo đúng dự định:v’ = 22ts = 14,4 km/hBài 1.5:Một người đi xe máy tren đoạn đường dài 60 km. Lúc đầu người này dựđịnh đi với vận tốc 30 km/h . Nhưng sau 41 quãng đường đi, người này muốn đếnnơi sớm hơn 30 phút. Hỏi quãng đường sau người này phải đi với vận tốc baonhiêu?* Lời giải:Thời gian dự định đi quãng đường trên: t = vs = 2 hThời gian đi được 41 quãng đường: t1 = 214=vs hThời gian cóng lại phải đi 43 quãng đường để đến sớm hơn dự định 30 phútt2 = 2 - +2121 = 1hVận tốc phải đi quãng đường còn lại là:v2 = 1.460.343222==tsts= 45 km/h* Cách 2: Có thể giải bài toán bằng đồ thị:- Đồ thị dự định đi, được vẽ bằngGiáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20113601,521,510,5t (h)0s (km) (h)Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâmđường chấm chấm- Đồ thị thực tế đi, được biểu diễn bằngnét liền- Căn cứ đồ thị ta suy ra: v2 = 5,05,11560−− = 45 km/hBài 1.6:Một thuyền đánh cá chuyển động ngược dòng nước làm rơi một các phao.Do không phát hiện kịp, thuyền tiếp tục chuyển động thêm 30 phút nữa thì mớiquay lại và gặp phao tại nơi cách chỗ làm rơi 5 km. Tìm vận tốc dòng nước, biếtvận tốc của thuyền đối với nước là không đổi.Lời giải:- Gọi A là điểm thuyền làm rơi phao. v1 là vận tốc của thuyền đối với nướcv2 là vận tốc của nước đối với bờ.Trong khoảng thời gian t1 = 30 phút thuyền đi được : s1 = (v1 - v2).t1 Trong thời gian đó phao trôi được một đoạn : s2 = v2t1- Sau đó thuyền và phao cùng chuyển động trong thời gian (t) đi được quãngđường s2’ và s1’ gặp nhau tại C.Ta có: s1’ = (v1 + v2) t ; s2’ = v2 tTheo đề bài ta có : s2 + s2’ = 5 hay v2t1 + v2t = 5 (1)Mặt khác : s1’ - s1 = 5 hay (v1 + v2) t - (v1 - v2).t1 = 5 (2)Từ (1) và (2) ⇒ t1 = t Từ (1) ⇒ v2 = 125t = 5 km/hIII. Bài tập tự luyện.Bài 1.7:Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20114 Nướcs1ABACs2s2’s1’Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmMột người đi xe đạp đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 = 12km/h, nửacòn lại đi với vận tốc v2 nào đó. Biết rằng vận tốc trung bình trên cả quãng đườnglà 8 km/h. Hãy tính vận tốc v2.Bài 1.8: Một người đi xe đạp từ A với vận tốc 12 km/h. Cách đó 10 km. Một ngườiđi bộ với vận tốc 4 km/h, họ đi cùng chiều nên ngặp nhau tại C. Tìm thời điểm vàvị trí gặp nhau.Bài 1.9 :Lúc 7h một người đi xe đạp vận tốc 10km/h xuất phát từ A. đến 8h mộtngười đi xe máy vận tốc 30km/h xuất phát từ A. đến 9 h một ô tô đi vận tốc 40km/h xuất phát từ A. Tìm thời điểm và vị trí để 3 xe cách đều nhau ( họ đi cùngchiều)Bài 1.10:Hai đoàn tàu chuyển động đều trong sân ga trên hai đường sắt song songnhau. Đoàn tàu A dài 65m, đoàn tàu B dài 40m. Nếu 2 tàu đi cùng chiều, tàu Avượt tàu B trong khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúcđuôi tàu A ngang đầu tàu B là 70 giây. Nếu 2 tàu đi ngược chiều thì từ lúc đầu tàuA ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B là 14 giây.Tính vận tốccủa mỗi tàu?Bài 1.11:Một người dự định đi bộ một quãng đường với vận tốc không đổi 5km/h.Nhưng đi đến đúng nửa đường thì nhờ được bạn đèo xe đạp đi tiếp với vận tốckhông đổi 12km/h, do đó đến sớm dự định 28 phút. Hỏi thời gian dự định đi lúcđầu?Bài 1.12:Một người đi bộ và một người đi xe đạp cùng xuất phát từ A đi trên mộtđường tròn có chu vi 1800m. Vận tốc người đi xe đạp là 15 m/s, của người đi bộlà 2,5 m/s. Hỏi khi người đi bộ đi được một vòng thì gặp người đi xe đạp mấy lần.Bài 1.13:Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20115Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmMột chiếc xuồng máy chuyển động xuôi dòng nước một quãng đường ABlà 100km. Biết vận tốc của xuồng là 35km/h và của nước là 5km/h. Khi cách đích10km thì xuồng bị hỏng máy, người lái cho xuồng trôi theo dòng nước đến đích.Tính thời gian chiếc xuồng máy đi hết đoạn đường AB đó.Bµi 1.14Một động tử đi từ A đến B vận tốc ban đầu 32 m/s. biết cứ sau mỗi giâyvận tốc lại giảm đi một nửa. hỏi sau bao lâu thì đến B, biết AB = 60 km.Sau 3 giây sau kể từ lúc suất phát một động tử khác suất phát từ A với vậntốc 31m/s đuổi theo. Hãy xác định vị trí và thời điểm gặp nhau.CHỦ ĐỀ IISỰ CÂN BẰNG LỰC, LỰC MA SÁT, QUÁN TÍNHI - Một số kiến thức cần nhớ. - Lực là một đại lượng vectơ được biểu diễn bằng một mũi tên có:+ Gốc là điểm đặt của lực.+ Phương chiều trùng với phương, chiều của lực.+ Độ dài biểu thị cường độ của lực theo tỉ xích cho trước.- Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật có cường độ bằng nhau, cócùng phương nhưng ngược chiều.- Lực ma sát xuất hiện tại bề mặt tiếp xúc, ngược chiều với chuyển động củavật. (Có ma sát trượt, ma sát lăn, ma sát nghỉ)- Quán tính là tính chất giữ nguyên vận tốc của vật. Quán tính của một vậtphụ thuộc vào vận tốc và khối lượng của vật.II - Bài tập tự luyện.Bài 2.1: Học sinh A và học sinh B dùng dây để cùng kéo một vật. Đểnâng được vật ấy học sinh A kéo một lực F1 = 40 N, học sinh Bkéo lực F2 = 30 N (F1 ⊥ F2) Học sinh C muốn một mình kéo vậtđó lên thì phải dùng dây kéo theo hướng nào và có độ lớn là baonhiêu? (Biểu diễn lực kéo của học sinh C trên cùng hình vẽ)Bài 2.2:Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20116ABPTrường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmMột đầu tàu hỏa kéo đoàn tàu với lực 300 000N. Lực cản tác dụng vàođoàn tàu (lực ma sát ở đường ray và sức cản của không khí) là 285 000N. Hỏi lựctác dụng lên đoàn tàu là bao nhiêu và hướng như thế nào?Bài 2.3:Một lò xo xoắn dài 15cm khi treo vật nặng 1N. Treo thêm một vật nặng 2Nvào thì độ dài của lò xo là 16cm.a) Tính chiều dài tự nhiên của lò xo khi chưa treo vật nặng vào.b) Tính chiều dài lò xo khi treo vật nặng 6N.Bài 2.4:Một đầu tàu khi khởi hành cần một lực kéo 10 000N, nhưng khi đã chuyển động thẳng đều trên đường sắt thì chỉ cần một lực kéo 5000N.a) Tìm độ lớn của lực ma sát khi bánh xe lăn đều trên đường sắt. Biết đầu tàu có khối lượng 10 tấn. Hỏi lực ma sát này có độ lớn bằng bao nhiêu phần của trọng lượng đầu tàu ?b) Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng của những lực gì ? Tính độ lớn củahợp lực làm cho đầu tàu chạy nhanh dần lên khi khởi hành .Bài 2.5:Một ô tô chuyển động thẳng đều khi lực kéo của động cơ ô tô là 800Na) Tính độ lớn của lực ma sát tác dụng lên bánh xe ô tô (bỏ qua lực cản không khí)b) Khi lực kéo của ô tô tăng lên thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu coilực ma sát là không đổi ?c) Khi lực kéo của ô tô giảm đi thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu coi lực ma sát không đổi ?Bài 2.6:Đặt một chén nước trên góc của một tờ giấy mỏng. Hãy tìm cách rút tờ giấyra mà không làm dịch chén. Giải thích cách làm đó.Bài 2.7 :Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20117Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmNgười ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50kglên cao 2m.a) Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125N. Tính chiều dài của mặt phẳngnghiêng.b) Thực tế có ma sát và lực kéo vật là 150N. Tính hiệu suất của mặt phẳngnghiêng CHỦ ĐỀ IIIÁP SUẤT, ÁP SUẤT CHẤT LỎNG, ÁP SUẤT CHẤT KHÍBÌNH THÔNG NHAU. BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ.- Áp suất là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép. Công thức: SFP = - Càng xuống sâu áp suất chất lỏng càng lớn. Công thức: P = d.h- Càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm, cứ lên cao 12 m thì cột thủyngân giảm xuống 1mm Hg.- Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, mặt thoáng ởcác nhánh đều ở cùng một độ cao.- Trong máy ép dùng chất lỏng ta có công thức: sSfF=II - Bài tập vận dụngBài 3.1: Một người thợ lặn mặc bộ áo lặn chịu được một áp suất tối đa là 300000N/m2. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m3.a) Hỏi người thợ đó có thể lặn được sâu nhất là bao nhiêu mét? b)Tính áp lực của nước tác dụng lên cửa kính quan sát của áo lặn có diện tích200cm2 khi lặn sâu 25m.* Gợi ý:a) ADCT: P = dh ⇒ h = dp Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20118Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâmb) P = d.h P = SF ⇒ F = P.S ĐS: a) 30m b) 5 000NBài 3.2:Một bình thông nhau chứa nước biển. người ta đổ thêm xăng vào một nhánh. Mặt thoáng ở hai nhánh chênh lệch nhau 18mm. Tính độ cao của cột xăng,cho biết trọng lượng riêng của nước biển là 10 300 N/m3, của xăng là 7000 N/m3* Gợi ý: - Ta có PA = PB ⇒ d1h1 = d2h2 mà ; h2 = h1 - h ⇒ d1h1 = d2(h1 - h) ⇒ h1 = 122ddhd− ĐS : 5,6 cmBài 3.3: Một người năng 60kg cao 1,6 m thì có diện tích cơ thể trung bình là 1,6m2hãy tính áp lực của khí quyển tác dụng lên người đó trong điều kiện tiêu chuẩn.Biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136 000 N/m3 .Tại sao người ta có thể chịu đựng được áp lực lớn như vậy mà không hềcảm thấy tác dụng của áp lực này?Lời giải:- Ở điều kiện tiêu chuẩn áp suất khí quyển là 76 cmHgP = d.h = 136 000. 0,76 = 103 360 N/m2Ta có P = SF ⇒ F = P.S = 165 376 (N)- Người ta có thể chịu đựng được và không cảm thấy tác dụng của áp lựcnày vì bên trong cơ thể cũng có không khí nên áp lực tác dụng từ bên ngoài vàbên trong cân bằng nhau.Bài 3.4:Một xe tăng có trọng lượng 26 000N. Tính áp suất của xe tăng lên mặt đường, biết rằng diện tích tiếp xúc của các bản xích với mặt đất là 1,3m2. Hãy so Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 20119Ah2h1hBTrường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâmsánh áp suất đó với áp suất của một người nặng 450 N có diện tích tiếp xúc 2 bàn chân với mặt đất là 200cm2 ?Lời giải:- Áp suất xe tăng tác dụng lên mặt đường P1 = 3,12600011=SF = 20 000N/m2- Áp suất của người tác dụng lên mặt đường P2 = 02.045022=SF = 22 500N/m2- Áp suất của người tác dụng lên mặt đường là lớn hơn áp suất của xe tăngtác dụng lên mặt đường.Bài 3.5:Tính áp suất do ngón tay gây ra ấn lên cái kim, nếu sức ép bằng 3N và diện tích của mũi kim là 0,0003cm2Lời giải:Áp suất do ngón tay gây ra:P = SF = 810.33− = 8101−= 100 000 000 N/m2Bài 3.6:Một cái nhà gạch có khối lượng 120 tấn. Mặt đất ở nơi cất nhà chỉ chịuđược áp suất tối đa là 100 000 N/m2. Tính diện tích tối thiểu của móng.Lời giải:m = 120 tấn = 120 000kg - Vậy áp lực của ngôi nhà tác dụng lên mặt đất là: F = 1 200 000 NTheo công thức P = SF ⇒ S = PF= 1000001200000 = 12 m2 ĐS: 12 m2III- Bài tập tự luyện.Bài 3.7:Đặt một bao gạo 60 kg lên một cái ghế bốn chân có khối lượng 4 kg. diệntích tiếp xúc với mặt đất của mỗi chân ghế là 8 cm2. Tính áp suất các chân ghế tácdụng lên mặt đất.Bài 3.8:Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201110Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmKhối lượng của em học sinh là 40 kg, diện tích của cả hai bàn chân là 4dm2.Hãy tính áp suất của cơ thể em lên mặt đất khi đứng thẳng. Làm thế nào để tăngáp suất lên gấp đôi một cách nhanh chóng và đơn giản. Bài 3.9:Toa xe lửa có trọng lượng 500 000 N có 4 trục bánh sắt, mỗi trục bánh có 2bánh xe, diện tích tiếp xúc của mỗi bánh với mặt ray là 5cm2.a) Tính áp suất của toa lên ray khi toa đỗ trên đường bằng.b) Tính áp suất của toa lên nền đường nếu tổng diện tích tiếp xúc củađường ray và tà vẹt với mặt đường (phần chịu áp lực) là 2m2.Bài 3.10:a) Tính chiều cao giới hạn của một tường gạch nếu áp suất lớn nhất màmóng có thể chịu được là 110 000N/m3. Biết trọng lượng riêng trung bình củagạch và vữa là 18400N/m3. b) Tính áp lực của tường lên móng, nếu tường dày 22 cm, dài 10m và caonhư trên ý a)Bài 3.11:Đường kính pit tông nhỏ của một kích dùng dầu là 3 cm. Hỏi diện tích tốithiểu của pít tông lớn là bao nhiêu để tác dụng một lực 100 N lên pít tông nhỏ cóthể nâng được 1 ô tô khối lượng 2 000 kg? Bài 3.12:Một máy lặn khảo sát đáy biển có thể tích 16cm3, trong không khí trọnglượng là 300 000N. Máy có thể đứng trên mặt đất nằm ngang nhờ 3 chân, diệntích tiếp xúc của mỗi chân với đất là 0,5m2. Xác định áp suất của máy lặn trên mặtđất. Máy làm việc ở đáy biển có độ sâu 200m nhờ đứng trên 3 chân ở địa hìnhbằng phẳng. Xác định áp suất của máy lên đáy biển. Tìm áp lực của nước biển lên cửa sổ quan sát của máy nằm cách đáy biển 2m.Biết diện tích cửa sổ là 0,1m2. Trọng lượng riêng của nước biển là 10 300N/m3.Bài 3.13:Một chiếc tàu bị thủng 1 lỗ ở độ sâu 2,8m. Người ta đặt một miếng vá ápvào lỗ thủng đó từ phía trong. Hãy tính xem cần đặt một lực có độn lớn là baonhiêu để giữ miếng vá nếu lỗ thủng rộng 150cm2. Biết trọng lượng riêng củanước là d = 10 000N/m3.Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201111Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmCHỦ ĐỀ IVLỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT, ĐIỀU KIỆN NỔI CỦA VẬT BÀI TẬP I - Một số kiến thức cần nhớ.- Mọi vật nhúng vào chất lỏng (hoặc chất khí) đều bị đẩy từ dưới lên một lựcđúng bằng trọng lượng phần chất lỏng (Chất khí) bị vật chiếm chỗ.- Công thức: FA = d.V- Điều kiện nổi của vật.+ Vật nổi lên khi; P < FA ⇔ dv < dn+ Vật chìm xuống khi; P > FA ⇔ dv > dn+ Vật lơ lửng khi; P = FA ⇔ dv = dnII. Bài tập vận dụng:B i 4.1: àMột quả cầu bằng đồng có khối lượng 100 g thể tích 20 cm3. Hỏi quả cầurỗng hay đặc? Thả vào nước nó nổi hay chìm? (Biết khối lượng riêng của đồng là8 900 kg/m3 , trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m3)* Lời giải:a) Giả sử qủa cầu đặc.ADCT: D = Vm ⇒ m = D.V = 8 900. 0,00 002 = 0,178 kg- Với khối lượng đã cho 100g thì quả cầu phải làm rỗng ruộtb) Trọng lượng của quả cầu : P = 1 NLực Ác - si - mét đẩy lên : FA = d.V = 10 000. 0,00002 = 0,2 N- Quả cầu sẽ chìm khi thả vào nước, vì P > FABài 4.2:Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201112Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmTrên mặt bàn của em chỉ có 1 lực kế, 1 bình nước ( Do = 1000 kg/m3). Hãytìm cách xác định khối lượng riêng của 1 vật bằng kim loại hình dạng bất kỳ.* Lời giải:- Xác định trọng lượng của vật (P1) ⇒ m = ?- Thả vật vào nước xác định (P2) ⇒ FA = P1 - P2- Tìm V qua công thức: FA = d.V ( d = 10Do)- Lập tỷ số: D = m / VBài 4.3:Một miếng thép có một lỗ hổng ở bên trong. Dùng lực kế đo trọng lượngcủa miếng thép trong không khí thấy lực kế chỉ 370N. Hãy xác định thể tích củalỗ hổng? Trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3: của thép là 78 000N/m3Lời giải:Lực đẩy Acsimet do nước tác dụng lên miếng thép :F = P1- P2 = dn V (1)Trong đó, P1; P2 lần lượt là độ chỉ của lực kế khi miếng thép ở trong không khí vàtrong nước: dn là trọng lượng riêng của nước và V là thể tích miếng thép.Từ (1) rút ra:V = ndPP21− thể tích này là thể tích của khối thép đặc cộng với thểtích với lỗ hổng trong miếng thép: V = V1+ V2 (với V2 là thể tích lỗ hổng )Ta có: V2= V - V1 = 1121dPdPPn−− Trong đó P1 là trọng lượng riêng thép trongkhông khí (bỏ qua lực đẩy Acsimet do không khí tác dụng lên miếng thép) và d1là trọng lượng riêng của thép. Vậy V2 =33300026,0/78000370/10000320370mmNNmNNN=−−V2 = 260 cm3Bài 4.4a) Một khí cầu có thể tích 10m3 chứa khí hiđrô, có thể kéo lên trên khôngmột vật nặng bằng bao nhiêu? Biết khối lượng của vỏ khí cầu là 10 kg. Khốilượng riêng của không khí Dk = 1,29kg/m3, của hiđrô DH= 0,09 kg/m3, b) Muốn kéo một người nặng 60 kg bay lên thì khí cầu phải có thể tíchbằng bao nhiêu? Lời giải:Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201113Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâma) Trọng lượng của khí Hi đrô trong khí cầu:PH = dH.V = 9NTrọng lượng của khí cầu:P = Pv + PH = 109NLực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên khí cầu:F1 = dk.V = 129NTrọng lượng tối đa của vật mà khí cầu có thể kéo lên là:P’ = F1 - P = 20Nb) Gọi thể tích của khí cầu khi kéo người lên là Vx, Trọng lượng của khí Hiđrôtrong khí cầu khi đó là :P’H = dH.Vx Trọng lượng của người: Pn = 600NLực đẩy Ác-si-mét: F’ = dK,Vx Muốn bay lên được khí cầu phải thỏa mãn điều kiện sau.F’ > Pv + P’H + Pn dkVx > 100 + dHVx + 600Vx (dk - dH) > 700Vx > Hkdd −700 = 58,33 m3III - Bài tập tự luyện.Bài 4.5: Trên đĩa cân bên trái có một bình chứanước, bên phải là giá đỡ có cheo vật (A) bằng sợidây mảnh nhẹ (hình 4.1). Khi quả nặng chưa chạmnước cân ở vị trí thăng bằng. Nối dài sợi dây để vật(A) chìm hoàn toàn trong nước. Trạng thái cân bằngcủa vật bị phá vỡ. Hỏi phải đặt một qủa cân có trọnglượng bao nhiêu vào đĩa cân nào, để 2 đĩa cân đượccân bằng trở lại. Cho thể tích vật (A) bằng V. Trọnglượng riêng của nước bằng dBài 4.6:Một chiếc tàu chở gạo choán 12 000 m3 nước cập bến để bốc gạo lên bờ.Sau khi bốc hết gạo lên bờ, tàu chỉ còn choán 6 000m3 nước. Sau đó người tachuyển 7210 tấn than xuống tàu. Tính:a) Khối lượng gạo đã bốc lên bờb) Lượng choán nước của tàu sau khi chuyển than xuống.Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201114Hình 4.1Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâmc) Trọng lượng tàu sau khi chuyển than. Khối lượng riêng của nước là 1030kg/m3.Bài 4.7:Một khối nước đá hình lập phương mỗi cạnh 10 cm nổi trên mặt nước trongmột bình thủy tinh. Phần nhô lên mặt nước có chiều cao 1 cm. a) Tính khối lượng riêng của nước đá. b) Nếu nước đá tan hết thành nước thì mực nước trong bình có thay đổi không?Bài 4.8:Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện đáy là 40 cm2, cao 10 cm. Có khốilượng 160g a) Thả khối gỗ vào nước, tìm chiều cao của khối gỗ nổi trên mặt nước. Biết khốilượng riêng của nước là 1000 kg/m3 b) Bây giờ khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện 4 cm2 sâu h(cm) và lấp đầy chì có khối lượng riêng 11 300 kg/m3 . khi thả vào nước ta thấymực nước ngang bằng với mặt trên của khối gỗ. Tìm độ sâu (h) của lỗ khoét.Bài 4.9:Một cốc nhẹ có đặt quả cầu nhỏ nổi trong bình chứanước (hình 4.1). Mực nước (h) thay đổi ra sao nếu lấy quảcầu ra thả vào bình nước? Khảo sát các trường hợp.a) Quả cầu bằng gỗ có khối lượng riêng bé hơn của nước.b) Quả cầu bằng sắt.Bài 4.10:Trong bình hình trụ tiết diện So chứa nước, mực nước có chiều cao 20 cm.Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nổi thẳngđứng thì mực nước dâng lên thêm 4cm a) Nếu nhấn chìm thanh trong nước hoàn toàn thì mực nước trong bình làbao nhiêu so với đáy. Biết khối lượng riêng của thanh và nước lần lượt là: 0,8g/cm3 ; 1g/cm3 b) Tìm lực tác dụng để ấn thanh xuống khi thanh chìm hoàn toàn trong nước. cho thể tích của thanh là 50cm3 Bài 4.11:Trên thanh mảnh, đồng chất, phân bố đềukhối lượng có thẻ quay quanh trục O ở trên. Phầndưới của thanh nhúng trong nước, khi cân bằngthanh nằng nghiêng như hình vẽ (Hình 4.2), mộtnửa chiều dài nằm trong nước. Hãy xác định khốilượng riêng của chất làm thanh đó.Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201115Hình 4.1h0Hình 4.20MsF2A2sFTrường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmCHỦ ĐỀ VCÔNG CƠ HỌC, CÔNG SUẤT. BÀI TẬPI - Một số kiến thức cần nhớ.- Điều kiện để có công cơ học là phải có lực tác dụng và có quãng đườngdịch chuyển. Công thức: A = F.s- Công suất được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thờigian. Công thức: tAP=* Mở rộng: Trường hợp phương của lực tác dụng hợp với phương dịchchuyển của vật một góc α thì. A = F.s.cos αII - Bài tập vận dụngBài 5.1:Khi kéo một vật có khối lượng m1 = 100kg để di chuyển đều trên mặt sàn tacần một lực F1 = 100N theo phương di chuyển của vật. Cho rằng lực cản chuyển động ( Lực ma sát) tỉ lệ với trọng lượng của vật.a) Tính lực cản để kéo một vật có khối lượng m2 = 500kg di chuyển đều trên mặt sàn.b) Tính công của lực để vật m2 đi được đoạn đường s = 10m. dùng đồ thị diễn tả lực kéotheo quãng đường di chuyển để biểu diễn công này.Lời giải:a) Do lực cản tỉ lệ với trọng lượng nên ta có: Fc = k.P = k.10.m ( k là hệ số tỷ lệ)- Do vật chuyển động đều trong hai trường hợp ta có:F1 = k1.10.m1 F2 = k2.10.m2- Từ (1) và (2) ta có: F2 = 100.100500.112=Fmm = 500Nb) Công của lực F2 thực hiện được khi vật m2 di chuyểnmột quãng đường (s) là: A2 = F2 .s = 500. 10 = 5000 JGiáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201116Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâm - Do lực kéo không đổi trên suốt quãng đường di chuyển nên ta biểu diễn đồthị như hình vẽ. Căn cứ theo đồ thị thì công A2 = F2.s chính là diện tích hình chữnhật 0F2MS .Bài 5.2:Một người đi xe đạp đi đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5m dài 40m. Tínhcông của người đó sinh ra. Biết rằng lực ma sát cản trở xe chuyển độngtrên mặtđường là 25N và cả người và xe có khối lượng là 60 kg. Tính hiệu suất đạp xe.Lời giải:Trọng lượng của người và xe : P = 600 (N)Công hao phí do ma sát; Ams = Fms .l = 1000 (J) Công có ích: A1 = Ph = 3000 (J)Công của người thực hiệnA = A1 + Ams = 4000 (J)Hiệu suất đạp xe: H = AA1. 100% = 75%Bài 5.3: Dưới tác dụng của một lực = 4000N, một chiếc xe chuyển động đều lên dốcvới vận tốc 5m/s trong 10 phút. a) Tính công thực hiện được khi xe đi từ chân dốc lên đỉnh dốc.b) Nếu giữ nguyên lực kéo nhưng xe lên dốc trên với vận tốc 10m/s thì công thực hiện được là bao nhiêu?c) Tính công suất của động cơ trong hai trường hợp trên.Lời giải:a) Công của động cơ thực hiện được: A = F.S = F.v.t = 12000 kJb) Công của động cơ vẫn không đổi = 12000 kJc) Trường hợp đầu công suất của động cơ là: P = tA = F.v = 20000 W = 20kWTrong trường hợp sau, do v’ = 2v nên : P’ = F.v’ = F.2v = 2P = 40kWBài 5.4:Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng khối lượng 2500kg lên độ cao 12m. Tính công thực hiện được trong trường hợp này.Lời giải:Ta có m = 2500kg ⇒ P = 25 000 NMà: F ≥ P Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201117Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmA = F. s = 25 000. 12 = 300 000 (J) = 300 (kJ) Đáp số: 300 kJ Bài 5.5:Một khối gỗ hình trụ tiết diện đáy là 150m2 , cao 30cm được thả nổi tronghồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trong lượng riêng của gỗ dg = 032d(do làtrọng lượng riêng của nước do=10 000 N/m3). Biết hồ nước sâu 0,8m, bỏ qua sựthay đổi mực nước của hồ.a) Tính công của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt nước.b) Tính công của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ.Lời giảia) - Thể tích khối gỗ: Vg = S.h = 150 . 30 = 4500 cm3 = 0,0045 m3- Khối gỗ đang nằm im nên: Pg = FA ⇒ dgVg = doVc ⇒ hc = SdVdogg. = 1504500.32 = 20 cm = 0,2 m- Trọng lượng khối gỗ là: P = dgVg = 032dVg = 0045,0.1000032= 30 N- Vì lực nâng khối gỗ biến thiên từ 0 đến 30 N nên : A = 2.SF = 22,0.30 = 3 (J)b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên toàn bộ khối gỗ là: FA = doVg = 10 000.0,0045 = 45 N- Phần gỗ nổi trên mặt nước là : 10 cm = 0,1 m* Công để nhấn chìm khối gỗ trong nước: A = 2.SF = 21,0.45 = 2,25 (J)* Công để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ: A = F.S = 45.(0,8 - 0,3) = 22,5 (J)* Toàn bộ công đã thực hiện làA = A1 + A2 = 2,25 + 22,5 = 24,75 (J)ĐS: a) 3 (J)b) 24,75 (J)III - Bài tập tự luyện.Bài 5.6: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy 100cm3, chiều cao 20cm đượcthả nổi trong nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trong lượng riêng của gỗ dg=Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201118Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâm43dn(dn là trong lượng riêng của nước dn=10 000N/m3). Tính công của lực để nhấckhối gỗ ra khỏi mặt nước, bỏ qua sự thay đổi của mực nước.Bài 5.7:Một miếng gỗ hình trụ chiều cao h, diện tích đáy S nổi trong một cốc nướchình trụ có diện tích đáy gấp đôi so với diện tích đáy miếng gố. Khi gỗ đang nổi,chiều cao mực nước so với đáy cốc là l ,trọng lượng riêng của gỗ dg =21dn (dn làtrọng lượng riêng của nước). Tính công của lực dùng để nhấn chìm miếng gỗxuống đáy cốc.Bài 5.8:Hai khối gỗ hình lập phương cạnh a = 10 cm bằng nhau có trọng lượngriêng lần lượt là d1 = 12 000 N/m3 và d2 = 6 000 N/m3 được thả trong nước. Haikhối gỗ được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh dài 20 cm tại tâm của mỗi vật.Trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m3a) Tính lực căng của sợi dâyb) Tính công để nhấc cả hai khối gõ ra khỏi nước.Bài 5.9: Một tòa nhà cao 10 tầng, mỗi tầng cao 3,4m có một thang máy chở tối đađược 20 người, mỗi người có khối lượng trung bình 50kg. Mỗi chuyến lên tầng 10mất một phút (nếu không dừng ở các tầng khác)a) Công suất tối thiểu của động cơ thang máy là bao nhiêu ?b) Để đảm bảo an toàn, người ta dùng một động cơ có công suất lớn gấpđôi mức tối thiểu trên. Biết rằng, giá 1kWh điện là 800 đồng. Hỏi chi phí mỗichuyến cho thang máy là bao nhiêu ? Bài 5.10: Một chiếc đinh ngập vào tấm ván 4 cm. Mộtphần đinh còn nhô ra 4 cm (như hình vẽ). Để rút đinh rangười ta cần một lực là 2000 N. Tính công để rút chiếcđinh ra khỏi tấm ván. Biết lực giữ của gỗ vào đinh là tỉlệ với phần đinh ngập trong gỗBài 5.11: Một bơm hút dầu từ mỏ ở độ sâu 400m lên bờ với lưu lượng 1 000 lít /phúta) Tính công máy bơm thực hiện được trong 1giờ. Biết trọng lượng riêng của dầu là 900 kg/m3 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 2011194 cm4 cmTrường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn Tâmb) Tính công suất của máy bơm.Bài 5.12:Một đầu máy xe lửa có công suất 1000 mã lực kéo một đoàn tàu chuyển động đều với vận tốc 36 km/ha) tính lực kéo của đầu máy xe lửa.b) Tính công của đầu máy xe lửa thực hiện được trong 1 phút. Biết 1 mãlực là 376 W C©u 5.13: Dùng động cơ điện kéo một băng truyền từ thấp lên cao 5m để rót than vào miệng lò. Cứ mỗi giây rót được 20kg than. Tính:a) Công suất của động cơ;b) Công màμ động cơ sinh ra trong 1 giờ.Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201120Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmCHỦ ĐỀ VICƠ NĂNG, SỰ CHUYỂN HÓAVÀ BẢO TOÀN CƠ NĂNGI - Một số kiến thức cần nhớ.- Thế năng của một vật là năng lượng của vật đó có được do có vị trí ở độ caoh so với mặt đất hoặc là do vật bị biến dạng đàn hồi.+ Thế năng của một vật so với mặt đất: Wt = P.h = mgh (g= 9,8)- Động năng của một vật là năng lượng vật có được do chuyển động. Công thức: Wđ = 22mv- Trong các quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫnnhau, nhưng cơ năng được bảo toàn. ( Wt + Wđ = hằng số)II - Bài tập vận dụng.Bài 6.1:Mũi tên được bắn đi từ cái cung nhờ năng lượng của mũi tên hay của cánhcung ? Đó là dạng năng lượng nào ?Bài 6.2:Muốn đồng hồ chạy, hàng ngày ta nên dây cót cho nó. Đồng hồ hoạt độngsuốt một ngày nhờ dạng năng lượng nào ?Bài 6.3:Tại sao khi cưa thép người ta phải cho một dòng nước chảy liên tục vào chỗcưa? Ở đây đã có sự chuyển hóa và truyền năng lượng nào nào sảy ra?CHƯƠNG II: NHIỆT HỌCGiáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201121Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmCHỦ ĐỀ VIICẤU TẠO CHẤT CÁC HÌNH THỨC TRUYỀN NHIỆTỞ CHẤT RẮN - LỎNG - KHÍ I - Một số kiến thức cần nhớ.* Cấu tạo chất.- Các chất được cấu tạo từ những nguyên tử, phân tử. - Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách- Giữa các nguyên tử, phân tử có lực liên kết- Các nguyên tử, phân tử luôn chuyển động hỗn độn không ngừng- Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo lên vật chuyểnđộng càng nhanh* Nhiệt năng là tổng động năng của các phân tử cấu tạo lên vật. Nhiêt năng củavật có thể thay đổi bằng hai cách; Thực hiện công và truyền nhiệt* Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trìnhtruyền nhiệt* Có 3 hình thức truyền nhiệt : dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt - Chất rắn dẫn nhiệt tốt, Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất. Chất lỏngvà chất khí dẫn nhiệt kém.- Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc khí, đó là hình thứctruyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.- Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt cóthể xảy ra cả ở trong chân không II - Bài tập vận dụng.Bài 7.1:Tại sao khi rót nước nóng vào cốc thủy tinh thì cốc dày dễ bị vỡ hơn cốcmỏng? Muốn cốc khỏi bị vỡ khi rót nước sôi vào thì ta phải làm như thế nào?Bài 7.2:Đun nước bằng ấm nhôm và bằng đất trên cùng một bếp lửa thì nước trongấm nào sôi nhanh hơn?Bài 7.3:Tại sao về mùa lạnh khi sờ tay và miếng đồng ta cảm thấylạnh hơn khi sờtay vào miếng gỗ? Có phải nhiệt độ của đồng thấp hơn của gỗ không?Bài 7.4: Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201122Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmTại sao ban ngày thường có gió thổi từ biển vào đất liền. Còn ban đêm thìlại có gió thổi từ đất liền ra biển.Bài 7.5:Khi bỏ đường và cốc nước thì có hiện tượng khuếch tán xảy ra. Vậy khi bỏđường vào cố không khí thì có hiện tượng khuếch tán xảy ra không? tại sao?Bài 7.6:Nhiệt độ bình thường của cơ thể người là 37oC. tuy nhiên người ta cảm thấylạnh khi nhiệt độ của không khí là 25oC và cảm thất rất nóng khi nhiệt độ khôngkhí là 370C. Còn trong nước thì ngược lại, ở nhiệ độ 370C con người cảm thấybình thường, còn khi ở 250C người ta cảm thấy lạnh. Giải thích nghịch lý này nhưthế nào?Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201123Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmCHỦ ĐỀ VIIICÁC CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNGPHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT. BÀI TẬPI - Một số kiến thức cần nhớ.* Các công thức tính nhiệt lượng - Khi có sự chênh lệch nhiệt độ: Q = m.c. ∆t (c - là nhiệt dung riêng)- Khi nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn : Q = q.m (q - năng suất tỏa nhiệtcủa nhiên liệu)- Phương trình cân bằng nhiệt : Q tỏa ra = Q thu vào- Hiệu xuất : H = tpiQQ. 100%* Mở rộng :- Khi vật nóng chảy: Q = λ .m (λ - nhiệt nóng chảy)- Khi chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ sôi: Q = L.m ( L - nhiệt hóa hơi)II - Bài tập vận dụng.Bài 8.1 :Bỏ 100g nước đá ở t1= O0C vào 300g nước ở t2= 20oC.a) Nước đá có tan hết không ? Cho nhiệt nóng chảy của nước đá λ= 3,4.105 J/kgvà nhiệt dung riêng của nước là c=4200J/kg.k.b) Nếu không ,tính khối lượng nước đá còn lại ?Lời giải:a) Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy(tan) hoàn toàn ở O0C.Q = m1.λ = 0,1. 3,4.105 = 34.103 JNhiệt lượng nước tỏa ra khi giảm từ 200C đến 0oC :Q2 = m2.c(t2-t1) = 25,2.103 JTa thấy Q1 > Q2 nên nước đá chỉ tan một phần .b) Nhiệt lượng nước tỏa ra chỉ làm tan một khối lượng ∆m nước đá. Do đó : Q2 = ∆m. λ ⇒ ∆m = λ2Q = 0,074kg = 74gVậy nước đá còn lại : m’ = m1- ∆m = 26gGiáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201124Trường THCS Dương Thuỷ Gv. Hồ Văn TâmBài 8.2 :a) Tính lượng dầu cần đun sôi 2 lít nước ở 200C đựng trong ấm bằng nhômcó khối lượng 200g biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm là C1 = 4200J/kg.K ;C2 = 880J/kg.K, năng suất tỏa nhiệt của dầu là Q = 44.106J/kg và hiệu suất củabếp là 30%b) Cần đun thêm bao lâu nữa thì nước hóa hơi hoàn toàn. biét bếp dầu cungcấp nhiệt một cách đều đặn và kể từ lúc đun cho đến khi sôi mất thời gian là 15phút. Biết nhiệt hóa hơi của nước là L = 2,3.106J/kg.Lời giải :a) Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước để tăng nhiệt độ từ 200C đến 1000C làQ1 = m1.C1(t2 - t1) = 672 kJNhiệt lượng càn cung cấp cho ấn nhôm để tăng nhiệt độ từ 200C đến 1000C làQ2 = m2.C2(t2 - t1) = 14.08 kJNhiệt lượng cần cung cấp tổng cộng để đun nước sôi là Q = Q1 + Q2 = 686,08 kJDo hiệu suất của bếp là 30% nên thực tế nhiệt cung cấp cho bếp dầu tỏa ra làQ’ = 3,2286933%100.%30686080%100. ==HQ (J)Khối lượng dầu cần dùng là :m = 610.442286933'=qQ ≈ 0,05 kgb) Nhiệt lượng cần cung cấp để nước hóa hơi hoàn toàn ở 1000C làQ3 = L.m1 = 4600 kJLúc này nhiệt lượng do dầu cung cấp chỉ dùng để nước hóa hơi còn ấm nhômkhông nhận nhiệt nữa do đó ta thấy : Trong 15 phút bếp dầu cung cấp một nhiệtlượng cho hệ thống là Q = 686080 J. Để cung cấp một nhiệt lượng Q3 = 4600000Jcần tốn một thời gian là :t = phphQQ15.686080460000015.3= = 100,57phút ≈ 1h41phútBài 8.3 :Một bếp dầu đun 1l nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m2 = 300gthì sau thời gian t1 = 10 ph nước sôi. Nếu dùng bếp và ấm trên để đun 2l nướctrong cung điều kiện thì sau bao lâu nưới sôi ?Cho nhiệt dung riêng của nước vànhôm là C1= 4200J/kg.K ; C2= 880 J/kg., Biết nhiệt do bếp cung cấp một cách đềuđặnGiáo án bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 8 Năm học 2010 – 201125 |
