Chuyên đề bài tập nâng cao về Ròng rọc bồi dưỡng HSG Vật lý 8 năm học 2019-2020

CÁC BÀI TOÁN NÂNG CAO VỀ RÒNG RỌC

 

1. Cần dùng một Palăng như thế nào và công thực hiện là bao nhiêu? khi kéo một lực 120N mà có thể nâng một vật có trọng lượng 600N lên cao 9m trong hai trường hợp:

a) Không ma sát.

b) Lực cản 20N.

2. Để đưa một vật có khối lượng 50kg lên cao 10m, người thứ nhất dùng hệ thống ròng rọc như hình 21.a, người thứ hai dùng hệ thống ròng rọc như hình 21.b. Biết khối lượng của mỗi ròng rọc là 1kg và lực cản khi kéo dây ở mỗi hệ thống đều bằng 10N.

a) Hãy so sánh đoạn dây cần kéo và công thực hiện trong hai trường hợp đó.

b) Tính hiệu suất của mỗi hệ thống ròng rọc.

3. Cho hình vẽ 22, AB là một thanh đồng chất có khối lượng 2kg đang ở trạng thái cân bằng. Mỗi ròng rọc có khối lượng 0,5kg. Biết đầu A được gắn vào một bản lề, m_B = 5,5kg, m_C = 10kg và AC = 20cm, ta thấy thanh AB cân bằng. Tìm độ dài của thanh AB.

a) Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

b) Độ lớn của lực cản.

4. Cho hệ thống mặt phẳng nghiêng và ròng rọc như hình vẽ 23. Biết AB = 5m, BC = 1,2m , m₁ = 10kg.

a) Để hệ thống cân bằng thì vật m₂ phải có khối lượng là bao nhiêu?

b) Muốn vật A chuyển động đều đi lên thì vật B có khối lượng tối thiểu bằng bao nhiêu? Biết lực cản tác dụng lên vật m₁ trong quá trình chuyển động là 10N.

5. Cho hệ thống như hình vẽ 24

            Biết AB = 80cm, AC = 60cm và m₁ = 5kg.Bỏ qua ma sát và khối lượng của dây nối. Tính khối lượng của m₂ khi hệ thống cân bằng.

6. Cho hệ thống như hình vẽ 25. Biết khối lượng của mỗi ròng rọc, vật m₁ và vật m₂ lần lượt là 0,2kg, 6kg và 4kg. AB = 3.BC, bỏ qua ma sát và khối lượng của các dây nối.

Hỏi hệ thống có cân bằng không? Tại sao.

HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP ÁN

 

1. a) Trường hợp không ma sát:

Ta có : \(\frac{P}{{{F_k}}} = \frac{{600}}{{120}} = 5\)

Như vậy ta phải sử dụng hệ thống ròng rọc sao cho được lợi 5 lần về lực. Palăng dược bố trí như hình 58.

* Công thực hiện để nâng vật lên cao 9m:

Vì được lợi 5 lần về lực nên bị thiệt 5 lần về đường đi

=> s = 5.9 = 45(m).

=>A = F_k.s = 120.45 = 5400(J).

b) Trường hợp có lực cản thì lực có ích còn lại để nâng vật lên là:

F^/ = F_k – F_c

=> F^/ = 120 – 20 = 100(N).

=> \(\frac{P}{{{F^/}}} = \frac{{600}}{{100}} = 6\)

Như vậy ta phải sử dụng hệ thống ròng rọc sao cho được lợi 6 lần về lực. Palăng được bố trí như hình 59.

* Công thực hiện để nâng vật lên cao 9m:

Vì được lợi 6 lần về lực nên bị thiệt 6 lần về đường đi, độ dài dây cần phải kéo là: s^/ = 6.9 = 54(m).

Vậy: A^/ = F_k.s^/ = 120.54 = 6480(J).

ĐS: a) 5400J; b) 6480J.       

2. a) Hai hệ thống ròng rọc ở hình 44.a và 44.b đều bị thiệt 4 lần về đường đi cho nên đều phải kéo đoạn dây dài:

s₁ = s₂ = s = 4.10 = 40(m).

* Hình 44.a

- Lực kéo:

\(\begin{array}{l} {F_{k1}} = \frac{{P + 2.{P_{RR}}}}{4} + {F_c} = \frac{{10(50 + 2.1)}}{4} + 10\\ = > \,\,\,{F_{k1}} = 140(N) \end{array}\)

- Công thực hiện để kéo vật lên:

                  A₁ = F_k1.s = 140.40 = 5600(J).

* Hình 44.b

- Lực kéo:

\(\begin{array}{l} {F_{k2}} = \frac{{\frac{{P + {P_{RR}}}}{2} + {P_{RR}}}}{2} + {F_c}\\ = \frac{{\frac{{10(50 + 1)}}{2} + 10.1}}{2} + 10\\ = > \,\,{F_{k2}} = 142,5(N) \end{array}\)

- Công thực hiện để kéo vật lên:

A₂ = F_k2.s = 142,5.40 = 5700(J).

A₂ – A₁ = 5700 – 5600 = 100(J).

Vậy người thứ hai cần phải thực hiện một công lớn hơn và lớn hơn 100J.

b) Hiệu suất của mỗi hệ thống là:

Công có ích là: A = P.h = 50.10.10 = 5000(J).

Vậy   :

\(\begin{array}{l} {H_1} = \frac{{{A_{ci}}}}{{{A_1}}} = \frac{{5000}}{{5600}} \approx 89,3\% \\ {H_2} = \frac{{{A_{ci}}}}{{{A_2}}} = \frac{{5000}}{{5700}} \approx 87,7\% \end{array}\)

ĐS: a) 40m, 5600J, 5700(J); b) 89,3%, 87,7%.

 

...

---Để xem tiếp nội dung phần Hướng dẫn giải chi tiết và đáp án, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Chuyên đề bài tập nâng cao về Ròng rọc bồi dưỡng HSG Vật lý 8 năm học 2019-2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website hoc247.net 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:

• Các bài tập nâng cao chủ đề Ròng rọc môn Vật lý 8 có đáp án

• 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 !