Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 21
Đề bài: Trong đời sống, ta thường nói cần “tốn công” khi thực hiện các công việc như cấy lúa, xây nhà, ngồi đợi xe,… Công trong mỗi trường hợp đó được xác định như thế nào?
Lời giải:
Trong vật lí, công cơ học chỉ được sinh ra khi có lực tác dụng làm vật dịch chuyển theo hướng của lực, và được tính bằng công thức $A = Fs$.
- Cấy lúa, xây nhà: có lực tác dụng làm vật (cây lúa, vật liệu xây dựng) dịch chuyển → có công cơ học.
- Ngồi đợi xe: không có lực làm vật dịch chuyển → không có công cơ học.
→ Vậy “tốn công” trong đời sống không phải lúc nào cũng là công cơ học theo nghĩa vật lí.
I. Công
Hoạt động trang 22
Đề bài: Hãy mô tả quá trình thực hiện công trong các ví dụ ở Hình 4.2 thông qua việc xác định lực tác dụng lên vật và quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực để cho biết trường hợp nào có công cơ học, trường hợp nào không có công cơ học.
Lời giải:
| Trường hợp | Lực tác dụng | Quãng đường dịch chuyển | Có công cơ học? |
|---|---|---|---|
| a) Đưa vật nặng lên cao | Lực kéo của dây | Vật dịch chuyển lên cao theo hướng của lực | Có |
| b) Vận động viên ném lao | Lực của tay tác dụng lên lao | Lao dịch chuyển theo hướng của lực | Có |
| c) Học sinh đang ngồi học | Không có lực làm vật dịch chuyển | Không có dịch chuyển | Không |
| d) Vận động viên đứng yên giữ tạ | Lực nâng của tay | Tạ không dịch chuyển ($s = 0$) | Không |
Câu hỏi trang 22
Đề bài: Một xe nâng tác dụng một lực hướng lên theo phương thẳng đứng, có độ lớn 700 N để nâng thùng hàng từ mặt đất lên độ cao 2 m. Tính công của lực nâng.
Lời giải:
Tóm tắt: $F = 700$ N; $s = 2$ m. Tính $A = ?$
Vì lực nâng có hướng thẳng đứng lên trên, cùng hướng với hướng dịch chuyển của thùng hàng nên công của lực nâng là:
$$A = F \cdot s = 700 \cdot 2 = 1\,400 \text{ (J)} = 1{,}4 \text{ (kJ)}$$
Vậy công của lực nâng là 1 400 J (hay 1,4 kJ).
II. Công suất
Hoạt động trang 23
Đề bài: Hai xe nâng được dùng để nâng hai thùng hàng từ mặt đất (điểm A) tới sàn một xe tải có độ cao 1 m (điểm B). Xe thứ nhất nâng thùng hàng có trọng lượng 500 N hết thời gian 10 s (Hình 4.4). Xe thứ hai nâng thùng hàng có trọng lượng 700 N hết thời gian 15 s.
a) Tính công mà mỗi xe đã thực hiện để nâng thùng hàng.
b) So sánh công mỗi xe thực hiện được trong một giây.
Lời giải:
Tóm tắt:
- Xe thứ nhất: $F_1 = 500$ N; $t_1 = 10$ s
- Xe thứ hai: $F_2 = 700$ N; $t_2 = 15$ s
- Độ cao nâng: $h = 1$ m
a) Tính công mỗi xe thực hiện:
Công của xe thứ nhất:
$$A_1 = F_1 \cdot h = 500 \cdot 1 = 500 \text{ (J)}$$
Công của xe thứ hai:
$$A_2 = F_2 \cdot h = 700 \cdot 1 = 700 \text{ (J)}$$
b) So sánh công mỗi xe thực hiện trong 1 giây:
Công xe thứ nhất thực hiện trong 1 giây (chính là công suất):
$$\mathscr{P}_1 = \dfrac{A_1}{t_1} = \dfrac{500}{10} = 50 \text{ (W)}$$
Công xe thứ hai thực hiện trong 1 giây:
$$\mathscr{P}_2 = \dfrac{A_2}{t_2} = \dfrac{700}{15} \approx 46{,}67 \text{ (W)}$$
So sánh: $\mathscr{P}_1 > \mathscr{P}_2$.
→ Vậy xe thứ nhất thực hiện công trong 1 giây nhiều hơn xe thứ hai.
Câu hỏi trang 24
Đề bài: Cứ mỗi lần đập, tim người thực hiện một công khoảng 1 J. Em hãy đề xuất cách đo công suất của tim bằng cách sử dụng một đồng hồ bấm giây.
Lời giải:
Cách đo công suất của tim:
Bước 1: Dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian $t$ (s) trong một khoảng thời gian xác định (ví dụ 60 s).
Bước 2: Đếm số lần tim đập (số nhịp tim) $n$ trong khoảng thời gian $t$ đó.
Bước 3: Vì mỗi lần đập tim thực hiện công khoảng 1 J nên tổng công tim thực hiện được là:
$$A = n \cdot 1 = n \text{ (J)}$$
Bước 4: Tính công suất của tim:
$$\mathscr{P} = \dfrac{A}{t} = \dfrac{n}{t} \text{ (W)}$$
Ví dụ: Nếu trong 60 giây, tim đập 75 lần thì công suất của tim là:
$$\mathscr{P} = \dfrac{75}{60} = 1{,}25 \text{ (W)}$$
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu