Khoa học tự nhiên 8 bài 18 : Công cơ học và công suất

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Kiến thức thú vị

A.HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

Trong cuộc sống hàng ngày, khi một người đọc một quyển sách hoặc khi đứng đợi một ai đó, có thể nói rằng người này đã mất công, tốn công để làm các việc đó. Tuy nhiên trong khoa học thì cả 2 trường hợp trên người này chưa thực hiện "công cơ học" !

Vậy "công cơ học" là gì ?

=> Xem hướng dẫn giải

B.HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

1. Khi nào có công cơ học ? Khi nào không có công cơ học ?

Hãy đọc thông tin và trả lời các câu hỏi dưới đây:

Câu hỏi:

a. Nêu ví dụ khác về không có công cơ học thực hiện đối với một vật mặc dù có lực tác dụng lên vật đó.

b. Trong các trường hợp ở hình 18.1 trường hợp nào có công cơ học ?

c. Hãy chọn các từ : dịch chuyển, đứng yên, lực cân bằng, lực tác dụng để điền vào chỗ trống trong kết luận dưới đây.

• Công cơ học là công của lực khi ............. vào làm cho vật ............
• Công cơ học thường được gọi tắt là công.

=> Xem hướng dẫn giải

2.Công thức tính công

Hãy đọc và trao đổi ý kiến của em với bạn :

• Giả sử cần nhấc 1 vật nặng 1 kg lên cao 1 m và nhấc 1 vật khác 2 kg lên cao 1 m. Trường hợp nào công lớn hơn ?

Bây giờ nhấc vật 1 kg lên cao 2 m, so với trường hợp nhấc vật lên 1m thì trường hợp nào công lớn hơn ?

• Theo em công sẽ phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
• Hãy tìm các ví dụ khác về thực hiện công nhiều hơ hay ít hơn.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu hỏi:

1. Dưới tác dụng của lực 200N (Hình 18.2), một vật di chuyển theo phương ngang đi được quãng đường 100 m. Hãy tính công của lực.
2. Một xe có khối lượng 200 kg. Xe chuyển động trên quãng đường nằm ngang một đoạn đường 500 m. Trọng lực tác dụng lên xe có thực hiện công hay không, nếu có thì bằng bao nhiêu ?

=> Xem hướng dẫn giải

3.Công suất

Hãy đọc và trao đổi ý kiến của em với bạn :

Hai máy bay nâng đều các vật nặng lên trên cao. Máy 1 nâng được 1 tấn lên độ cao 5 m mất thời gian 1 phút, máy 2 nâng được 2 tấn lên độ cao 5m mất thời gian 3 phút.

Máy bay nào đã thực hiện công nhiều hơn ? Máy nào đã thực hiện công nhanh hơn ?

=> Xem hướng dẫn giải

Câu hỏi:

1. Hãy tính công suất của máy 1 và máy 2 trong tình huống trên.
2. Một người bê thùng hàng từ dưới đất lên tầng 4. Khi mang từ dưới đất lên tầng 1, người này mất thời gian 0,5 phút ; còn khi mang từ tầng 3 lên tầng 4 thì do đã mệt nên mất thời gian 1 phút. Hãy so sánh công suất của người này trong 2 quãng đường trên.

=> Xem hướng dẫn giải

C.HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Trả lời các câu hỏi sau

1. Trong các trường sau đây, trường hợp nào có công cơ học ? Công trong trường hợp nào lớn nhất ?

a) Đẩy xe khi chưa có hàng một lúc nhưng xe vẫn chưa dịch chuyển.

b) Khi đẩy đủ mạnh, xe chưa có hàng chuyển động ; đẩy xe chuyển động đều đi 10 m.

c) Đẩy xe chưa có hàng chuyển động đều đi 20 m.

d) Đẩy xe có hàng một lúc nhưng xe vẫn chưa dịch chuyển.

e) Khi đẩy đủ mạnh, xe có hàng chuyển động ; đẩy xe chuyển động đều đi 10 m.

g) Đẩy xe có hàng chuyển động đều đi 20 m.

h) Người đứng trên dốc đỡ, giữ cho xe có hàng đứng yên không cho lăn xuống dốc.

=> Xem hướng dẫn giải

2. Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào có công cơ học ?

a) Máy xúc đất đang làm việc.

b) Người lực sĩ đang nâng tạ từ thấp lên cao.

c) Người công nhân đang đẩy xe rác.

d) Quả bưởi rơi từ cao xuống thấp.

Trong những trường hợp có công cơ học ở trên, lực nào thực hiện công cơ học (chỉ cần nêu 1 lực trong mỗi trường hợp)

=> Xem hướng dẫn giải

3. Đầu tàu hoả kéo toa xe với lực F = 5000 N làm toa xe đi được 1 km. Tính công lực kéo của đàu tàu.

=> Xem hướng dẫn giải

4. Trường hợp nào dưới đây trọng lực tác dụng vào vật sinh công ?

a) Vật trượt trên mặt bàn nằm ngang.

b) Vật trượt trên mặt nghiêng.

c) Vật rơi thẳng xuống.

=> Xem hướng dẫn giải

5. Một người kéo một vật khối lượng 20 kg từ mặt đất lên độ cao 2 m mất thời gian 40 giây. Hỏi người này đã thực hiện công là bao nhiêu ? Tính công suất của người này.

=> Xem hướng dẫn giải

6. Để cày một sào đất, người ta dùng trâu cày thì mất 2 giờ, nhưng nếu dùng máy cày Bông Sen thì chỉ mất 20 phút. Hỏi trâu hay máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần ?

=> Xem hướng dẫn giải

7. Một con ngựa kéo một cái xe với vận tốc v = 9 km/h. Lực kéo của ngựa là 200 N.

a) Tính công suất của ngựa.

b) Chứng minh rằng P = Fv.

=> Xem hướng dẫn giải

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

1. Hãy quan sát các hiện tượng xung quanh em, tìm các ví dụ về lực sinh công cơ học.

=> Xem hướng dẫn giải

2. Một người muốn kéo một thùng đựng đầy gạch từ mặt đất lên tầng 2, tốn nhiều sức, nhưng vì nặng quá nên thùng không di chuyển. Có công trong trường hợp này không ? Vì sao ?

Theo em thì người này có thể làm cách nào để có thể mang được gạch lên tầng 2 ?

=> Xem hướng dẫn giải

E.HOẠT ĐỘNG TÌM TÒI MỞ RỘNG

Lựa chọn để tìm hiểu các nội dung sau:

Công của trái tim

Bằng các phép đo và phép tính người ta xác định được công của trái tim. Trung bình, mỗi giây trái tim của người bình thường thực hiện một công khoảng 0,12 J để bơm khoảng 90 máu nuôi cơ thể.

Các em đừng vội nghĩ công của trái tim là quá bé nhỏ ! Vì trái tim phải làm việc liên tục không ngừng nên trong một ngày, trung bình nó thực hiện một công lên tới 10 368 J để bơm 7776 lít máu nuôi cơ thể. Nếu một người chỉ sống có 70 năm thôi thì trái tim người đó đã thực hiện một công không dưới 260 000 000 J để bơm khoảng 200 000 000 lít máu nuôi cơ thể.

Hãy thử tính với công như trên người ta có thể nâng một chiếc xe ô tô 2,5 tấn lên độ cao bao nhiêu ?

=> Xem hướng dẫn giải

Vận chuyển đất

Khi đào hồ, mương, ... người ta thường đứng thành dây chuyền để chuyền các tảng đẩ tù dưới lên trên thay vì từng người bê các tảng đất từ dưới lòng hồ, mương,... lên trên. Hãy tìm hiểu vì sao người ta lại chọn cách đứng thành dây chuyền ! Để mang cùng một lượng đất lên trên, trong trường hợp nào công thực hiện nhiều hơn ?

=> Xem hướng dẫn giải

Tìm hiểu vế công suất của người, máy

Công suất của con người khi lao động chân tay trong những điều kiện bình thường trung bình vào khoảng 70 đến 80 W. Khi đi bộ, công suất trung bình của người là 300 W. Khi chạy thi 100m, công suất của vận động viên có thể lên tới 730 W.

Công suất của tên lửa đẩy con tàu vũ trụ Phương đông chở nhà du hành vũ trụ đầu tiên của Trái Đất là Ga-ga-rin, công dân Liên Xô (trước đây) là 15 000 MW.

Nước ta có nhiều nhà máy thuỷ điện. Hãy tìm hiểu công suất của một số nhà máy thuỷ điện lớn của nước ta !

=> Xem hướng dẫn giải