CHƯƠNG IV: TÁC DỤNG QUAY CỦA LỰC

BÀI 19: ĐÒN BẨY VÀ ỨNG DỤNG

1. NHẬN BIẾT 

Câu 1: Nêu các tác dụng của đòn bẩy? 

Giải:

- Tác dụng của đòn bẩy là giảm lực kéo hoặc đẩy vật và đổi hướng của lực tác dụng vào vật.

- Đòn bẩy có tác dụng làm thay đổi hướng của lực vào vật. Cụ thể, để đưa một vật lên cao ta tác dụng vào vật một lực hướng từ trên xuống.

Dùng đòn bẩy có thể được lợi về lực. Khi dùng đòn bẩy để nâng vật, nếu khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của lực nâng vật lớn hơn khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của trọng lực thì lực tác dụng nhỏ hơn trọng lượng của vật.

Câu 2: Đòn bẩy là gì? Lấy ví dụ minh họa?

Giải:

Đòn bẩy là một trong các loại máy cơ đơn giản được sử dụng nhiều trong đời sống để biến đổi lực tác dụng lên vật theo hướng có lợi cho con người. Đòn bẩy là một vật rắn được sử dụng với một điểm tựa hay là điểm quay để làm biến đổi lực tác dụng của một vật lên một vật khác.

Ví dụ: Bập bênh, Cái kìm, Cái kéo,...

Câu 3: Nêu cấu tạo của đòn bẩy?

Giải:

Thanh cứng với điểm tựa tạo thành đòn bẩy.

Khi dùng đòn bẩy để nâng vật thì đòn quay quanh điểm O gọi là điểm tựa và nó chịu tác dụng của hai lực, lực F1 do vật tác dụng vào đòn đặt tại điểm O1, lực F2 do ta tác dụng vào đòn đặt tại điểm F2 

Câu 4: Ví dụ về các vật dụng trong cuộc sống có sử dụng đòn bẩy?

Giải:

Ví dụ trong thực tế khi sử dụng đòn bẩy ta được lợi về lực: 

Bập bênh, mái chèo, bua nhổ đinh, kìm, xe cút kít, kéo cắt kim loại....

Chiếc kéo dùng để cắt kim loại thường có phần tay cầm dài hơn lưỡi kéo để được lợi về lực.

Câu 5: Nêu cách xác định điểm tựa O, điểm O1 và điểm O2 của đòn bẩy? Lấy ví dụ minh họa?

Giải:

- Điểm tựa O là điểm nằm trên đòn bẩy mà tại đó đòn bẩy có thể quay quanh nó.

- Đòn bẩy có hai đầu, đầu nào có vật tác dụng lên nó thì đầu đó có điểm O1. Còn đầu kia tay ta cầm để tác dụng lực lên đòn bẩy là có điểm O2.

Ví dụ: Khi chèo thuyền, điểm tựa là chỗ mái chèo tựa vào mạn thuyền, điểm tác dụng của lực F1 là chỗ nước đẩy vào mái chèo, điểm tác dụng của lực F2 là chỗ tay cầm mái chèo.

2. THÔNG HIỂU 

Câu 1: Nếu đòn bẩy quay quanh điểm tựa O, trọng lượng của vật cần nâng tác dụng vào điểm O1 của đòn bẩy, lực nâng vật tác dụng vào điểm O2 của đòn bẩy thì dùng đòn bẩy được lợi về lực trong trường hợp nào?

Giải:

- Điểm tác dụng lực càng xa điểm tựa O thì lực tác dụng càng nhỏ.

- Để dùng đòn bẩy được lợi thì  OO2 > OO1 .

Câu 2: Loại cân nào không phải là một ứng dụng của đòn bẩy?

Giải:

Trong các loại cân trên thì cân đồng hồ không phải là một ứng dụng của đòn bẩy vì đây là ứng dụng về lực đàn hồi.

Câu 3: Điều kiện giúp người sử dụng đòn bẩy để nâng vật lên với lực nhỏ hơn trọng lượng của vật?

Giải:

Khi  O O2  >  O O1   thì  F2  <  F1  nghĩa là khi khoảng cách từ điểm tựa đến điểm tác dụng lực lớn hơn khoảng cách từ điểm tựa đến điểm đặt vật thì lực tác dụng nhỏ hơn trọng lượng vật.

Câu 4: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống: Muốn lực nâng vật……… trọng lượng của vật thì phải làm cho khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của lực nâng……khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của trọng lượng vật.

Giải:

Muốn lực nâng vật nhỏ hơn trọng lượng của vật thì phải làm cho khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của lực nâng lớn hơn khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của trọng lượng vật.

Câu 5: Cho đòn bẩy loại 1 có chiều dài OO1 < OO2. Hai lực tác dụng vào 2 đầu O1 và O2 lần lượt là F1 và F2. Để đòn bẩy cân bằng ta phải có?

Giải:

Cho đòn bẩy loại 1 có chiều dài OO1 < OO2. Hai lực tác dụng vào 2 đầu O1 và O2 lần lượt là F1 và F2. Để đòn bẩy cân bằng ta phải có lực F2 CÓ độ lớn nhỏ hơn lực F1.

3. VẬN DỤNG 

Câu 1: Một người tác dụng một lực F = 150 N vào đầu A của đòn bẩy, để bẩy một hòn đá có khối lượng 60kg. Biết OB = 20 cm, chiều dài đòn AB là?

Giải:

Hòn đá có khối lượng 60 kg, nên nó có trọng lượng

P = 10.60 = 600N.
Sử dụng đòn bẩy để bẩy hòn đá lên, áp dụng công thức đòn bẩy ta có:
F.OA = P.OB <=> 150.OA = 600.20 <=> OA = 80 cm
Vậy chiều dài đòn AB = OA + OB = 20 + 80 = 100 cm = 1m.

Câu 2: Cho hệ thống đòn bẩy như hình vẽ. Để đòn bẩy cân bằng, ta phải treo một vật m = l00 g ở vị trí O2 cách O một đoạn... Biết rằng O1 cách O một đoạn 20 cm.

Giải:

Vật 250 g có trọng lượng P1 = 2,5N;

Vật 100 có trọng lượng P2 = 1N.

Áp dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có: P1 .O1 O = P2 .O2 O

Thay số ta được: 2,5.20 = 1. O2 O => O2 O = 50 cm.

Câu 3: Muốn bẩy một vật nặng 2000N bằng một lực 500N thì phải dùng đòn bẩy có?

Giải:

Ta có: F2 = 500N ; F1 = 2000N, F2 nhỏ hơn F1 là 4 lần nên O2 O > 4O1 O

4. VẬN DỤNG CAO 

Câu 1: :  Một người gánh một gánh nước. Thùng thứ nhất nặng 20 kg, thùng thứ hai nặng 30 kg. Gọi điểm tiếp xúc giữa vai với đòn gánh là O, điểm treo thùng thứ nhất vào đòn gánh là O1, điểm treo thùng thứ hai vào đòn gánh là O2. Hỏi OO1 và OO2 có giá trị nào sau đây thì gánh nước cân bằng?

Giải:

Trọng lượng của thùng thứ nhất là: P1 = 10.m = 10.20 = 200N

Trọng lượng của thùng thứ hai là: P2 = 10.m = 10.30 = 300N

Để gánh nước cân bằng thì: P1 d1 = P2 d2

Chỉ có đáp án B là thỏa mãn: 200.90 = 300.60

Vậy OO1 và OO2 có giá trị OO1 = 90cm, OO2 = 60cm.

Câu 2: Một đòn bẩy AB có chiều dài 1 m. Ở 2 đầu người ta treo 2 vật có khối lượng lần lượt m1 = 400g và m2 = l00g. Để đòn bẩy cân bằng, điểm tựa 0 phải cách A một đoạn.... Cho biết đầu A treo vật 400g.

Giải:

Vật 400 g có trọng lượng P1 = 4N; vật 100 g có trọng lượng P2 = 1N

Để đòn bẩy cân bằng thì P1.AO = P2.BO 4.AO = 1.BO (1)

Mà AB = AO + BO = 1m = 100 cm (2)

Thay (1) vào (2) ta được AO+ 4AO = 100 cm => AO = 20 cm.