Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 8 - Đề 3

Bài tập vật lí 8 * Câu 12: F2 P P F1 a) b) Một vật có trọng lượng P được giữ cân bằng nhờ hệ thống như hình vẽ với một lực F1 = 150N. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc Tìm lực F2 để giữ vật khi vật được treo vào hệ thống ở hình b) Để nâng vật lên cao một đoạn h ta phải kéo dây một đoạn bao nhiêu trong mỗi cơ cấu (Giả sử các dây đủ dài so với kích thước các ròng rọc) * Câu 13: Hai quả cầu bằng kim loại có khối lượng bằng nhau được treo vào hai đĩa của một cân đòn. Hai quả cầu có khối lượng riêng lần lượt là D1 = 7,8g/cm3; D2 = 2,6g/cm3. Nhúng quả cầu thứ nhất vào chất lỏng có khối lượng riêng D3, quả cầu thứ hai vào chất lỏng có khối lượng riêng D4 thì cân mất thăng bằng. Để cân thăng bằng trở lại ta phải bỏ vào đĩa có quả cầu thứ hai một khối lượng m1 = 17g. Đổi vị trí hai chất lỏng cho nhau, để cân thăng bằng ta phải thêm m2 = 27g cũng vào đĩa có quả cầu thứ hai. Tìm tỉ số hai khối lượng riêng của hai chất lỏng. * Câu 14: Một xe đạp có những đặc điểm sau đây Bán kính đĩa xích: R = 10cm; Chiều dài đùi đĩa (tay quay của bàn đạp): OA = 16cm; Bán kính líp: r = 4cm; Đường kính bánh xe: D = 60cm A 1) Tay quay của bàn đạp đặt nằm ngang. Muốn khởi động cho xe chạy, người đi xe phải tác dụng lên bàn đạp một lực 400N thẳng đứng từ trên xuống. a) Tính lực cản của đường lên xe, cho rằng lực cản đó tiếp tuyến với bánh xe ở mặt đường b) Tính lực căng của sức kéo 2) Người đi xe đi đều trên một đoạn đường 20km và tác dụng lên bàn đạp một lực như ở câu 1 trên 1/10 của mỗi vòng quay a) Tính công thực hiện trên cả quãng đường b) Tính công suất trung bình của ngường đi xe biết thời gian đi là 1 giờ * Câu 15: Rót nước ở nhiệt độ t1 = 200C vào một nhiệt lượng kế(Bình cách nhiệt). Thả trong nước một cục nước đá có khối lượng m2 = 0,5kg và nhiệt độ t2 = - 150C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết khối lượng nước đổ vào m1 = m2. Cho nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200J/Kgđộ; Của nước đá C2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy của nước đá l = 3,4.105J/kg. Bỏ qua khối lượng của nhiệt lượng kế Đỏp ỏn - hướng dẫn giải * Cõu 12 a) Trong cơ cấu a) do bỏ qua khối lượng của ròng rọc và dây khá dài nên lực căng tại mọi điểm là bằng nhau và bằng F1. Mặt khác vật nằm cân bằng nên: P = 3F1= 450N Hoàn toàn tương tự đối với sơ đồ b) ta có: P = 5F2 Hay F2 = = 90N b) + Trong cơ cấu hình a) khi vật đi lên một đoạn h thì ròng F1 F1 P a) F P F2 F2 b) Rọc động cũng đi lên một đoạn h và dây phải di chuyển một đoạn s1 = 3h + Tương tự trong cơ cấu hình b) khi vật đi lên một đoạn h thì dây phải di chuyển một đoạn s2 = 5h * Câu 13: Do hai quả cầu có khối lượng bằng nhau. Gọi V1, V2 là thể tích của hai quả cầu, ta có D1. V1 = D2. V2 hay Gọi F1 và F2 là lực đẩy Acsimet tác dụng vào các quả cầu. Do cân bằng ta có: (P1- F1).OA = (P2+P’ – F2).OB Với P1, P2, P’ là trọng lượng của các quả cầu và quả cân; OA = OB; P1 = P2 từ đó suy ra: P’ = F2 – F1 hay 10.m1 = (D4.V2- D3.V1).10 Thay V2 = 3 V1 vào ta được: m1 = (3D4- D3).V1 (1) Tương tự cho lần thứ hai ta có; (P1- F’1).OA = (P2+P’’ – F’2).OB ị P’’ = F’2 - F’1 hay 10.m2=(D3.V2- D4.V1).10 ị m2= (3D3- D4).V1 (2) ị m1.(3D3 – D4) = m2.(3D4 – D3) ị ( 3.m1 + m2). D3 = ( 3.m2 + m1). D4 ị = 1,256 * Câu 14: 1. a) Tác dụng lên bàn đạp lực F sẽ thu được lực F1 trên vành đĩa, ta có : F. AO = F1. R ị F1 = (1) Lực F1 được xích truyền tới vành líp làm cho líp quay kéo theo bánh xe. Ta thu được một lực F2 trên vành bánh xe tiếp xúc với mặt đường. Ta có: F1. r = F2. F1 F1 F2 2 22 A ị F2 = Lực cản của đường bằng lực F2 là 85,3N b) Lực căng của xích kéo chính là lực F1. theo (1) ta có F1 = 2. a) Mỗi vòng quay của bàn đạp ứng với một vòng quay của đĩa và n vòng quay của líp, cũng là n vòng quay của bánh xe. Ta có: 2pR = 2prn do đó n= Mỗi vòng quay của bàn đạp xe đi được một quãng đường s bằng n lần chu vi bánh xe. s = pDn = 4pD Muốn đi hết quãng đường 20km, số vòng quay phải đạp là: N = b) Công thực hiện trên quãng đường đó là: A = c) Công suất trung bình của người đi xe trên quãng đường đó là: P = * Câu 15: Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000J Để làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng: Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750J Bây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = l.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000J Nhận xét: + Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra + Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần. Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C