Bài tập môn Vật lí Lớp 6 - Chủ đề: Ròng rọc

 CHUYÊN ĐỀ: CÁC MÁY CƠ ĐƠN GIẢN. Chủ đề: Ròng rọc
 A- KIẾN THỨC CẦN NHỚ:
 1) Tác dụng của các máy cơ đơn giản là làm biến đổi lực:
 ‐ Thay đổi hướng của lực (ròng rọc cố định)
 ‐ Thay đổi độ lớn của lực (ròng rọc động)
 ‐ Thay đổi cả hướng và độ lớn của lực (đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng)
 2) Định luật về công:
 ‐ Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực 
 thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
 3) Công thức tính hiệu suất:
 A
 i 0
 H 100 0
 Atp
 B- BÀI TẬP:
Bài Bài 1:
 F
 Dùng hệ thống ròng rọc như hình vẽ để kéo 
 vật đi lên đều có trọng lượng P = 100N.
 a. Tính lực kéo dây.
 b. Để nâng vật lên cao 4m thì phải kéo dây 
 một đoạn bâo nhiêu ? Tính công dùng để 
 kéo vật. P
 Bài 2:
 Có hệ ròng rọc như hình vẽ. Vật A có trọng lượng 4N, 
 mỗi ròng rọc có trọng lượng 1N. Bỏ qua ma sát và khối 
 lượng của các dây treo.
 a. Hỏi với hệ thống trên có thể nâng vật B có trọng 
 lượng bao nhiêu để nó đi lên đều.
 b. Tính hiệu suất của hệ ròng rọc.
 c. Tính lực kéo xuống tác dụng vào 2 ròng rọc cố định A
 và lực tác dụng vào giá treo. B
 1 Để đưa một vật có khối lượng 50 kg lên cao 10 m, người thứ nhất dùng hệ thống ròng rọc 
như hình (a), người thứ hai dùng hệ thống ròng rọc như hình (b). Biết khối lượng của mỗi ròng 
rọc là 1 kg 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.
 Hình a Hình b
 Fk
 Fk
 P P
Bài 7:
 Cho hình vẽ, AB là một thanh đồng chất có khối
 lượng 2 kg đang ở trạng thái cân bằng. Mỗi ròng
 rọc có khối lượng 0,5 kg. Biết đầu A được gắn A C B
 vào một bản lề, mB = 5,5 kg, mC = 10 kg và 
 mB
 AC = 20 cm, ta thấy thanh AB cân bằng. mC
 Tìm độ dài của thanh AB.
Bài 8:
 Cho hệ thống như hình vẽ. Biết khối lượng của
 mỗi ròng rọc, vật m1 và vật m2 lần lượt là 0,2 kg;
 6 kg và 4 kg. AB = 3BC, bỏ qua ma sát và khối m1 B
 lượng của các dây nối. Hỏi hệ thống có cân bằng
 A C m2
 không ? Tại sao?
Bài 9:
 Để kéo nước từ dưới giếng sâu lên được dễ dàng, người ta sử dụng hệ thống ròng rọc 
như hình vẽ. Biết O, O' là hai trục quay cố định, mỗi ròng rọ có bán kính r = 10 cm, tay quay 
OA dài 50 cm. Trọng lượng của một gàu nước là P = 100N.
 3 Lời giải
Bài 1:
 a. Ta phân tích lực tác dụng vào hệ thống. F
 Để vật cân bằng ta phải có:
 P
 F 50N
 2 F F
 b. Khi vật nâng lên một đoạn h = 4 m thì 
 dây phải rút ngắn một đoạn s = 2h = 8m.
 Công dùng để kéo vật: P
 A = F.s = 50.8 = 400 J
Bài 2:
 a. PB = 14N;
 Vậy hệ thống có thể nâng vật PB = 14N lên đều.
 b. Khi vật B đi lên một đoạn h thì 2 ròng rọc động cùng đi lên một đoạn h và vật 
 A đi xuống 1 đoạn 4h.
 Công có ích là công để nâng vật B:
 Ai = PB . h = 14h
 Công toàn phần là công của vật A thực hiện được:
 F F F F
 At = PA . 4h = 16h
 F
 và hiệu suất của hệ thống: P P
 A A
 i 0 14h 0 0
 H 100 0 100 0 87,5 0 B
 At 16h PA
 PB
 c. Lực tác dụng vào mỗi trục ròng rọc cố định là:
 2F + P = 2. PA + P = 9N
 Lực tác dụng vào giá treo gồm hai lực của mỗi trục ròng rọc cố định tác dụng vào 
 giá và đầu dây treo vào giá:
 2 . 9 + F = 18 + PA = 22N
 5 A 10
 A' i 0,73 
 A 10 Ax
Giải ra ta được Ax = 3,7 J
Bài 5:
 a) Gọi T là lực căng dây ở ròng rọc động, T ' là lực 
 căng dây ở ròng rọc cố định. Ta có:
 T ' 2T ; F = 2T' = 4T
 F 720N T'
 T 180N
 4 4 F T'
 Gọi Q là lực người nén lên ván, ta có:
 T
 Q = P - T = 600N - 180N = 420N
 ' ' Q
 b) Gọi P là trọng lượng tấm ván, coi hệ thống trên là T T
 một vật duy nhất và do hệ thống cân bằng, ta có: P
 T' + T = P' + Q
 P'
 Suy ra: 3T = P + Q P' = 3T - Q
 P' = 3.180 - 420 = 120N
 Vậy lực người nén lên tấm ván là 420N và tấm ván có 
 trọng lượng 120 N.
Bài 6:
 a. Hai hệ thống ròng rọc ở hình (a) và hình (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 a:
 P 2.P 10(50 2.1)
 Lực kéo: F RR F 10
 k1 4 C 4
 Fk1 = 140N
 Công thực hiện để kéo vật lên:
 A1 = Fk1 . s = 140 x 4 = 5600 (J)
 ➢ Hình b:
 P PRR 10.(50 1)
 PRR 10.1
 Lực kéo: F 2 F 2 10
 k 2 2 C 2
 Fk2 = 142,5 (N)
 7 P P
 3. 2 RR P
 2 1
 1,5.P2 + 1,5.PRR = P1
 P 60
 P 1 P 2 38(N)
 2 1,5 RR 1,5
 '
 m2 3,8(kg)
 '
Ta thấy m2 3,8kg < m2 = 4kg. Vậykhi treo m 2 = 4 kg vào ròng rọc thì hệ thống không cân 
bằng mà vật m1 sẽ chuyển động lên trên còn m2 sẽ chuyển động xuống dưới.
Bài 9:
 a) Tính lực kéo Fk để giữ cho gàu nước đứng yên.
 Để được lợi về lực thì phương của Fk phải vuông góc với OA.
 Khi gàu nước đứng yên ta có:
 r 10
 F .OA P. r F  P 100 20(N)
 k k OA 50
 b) Lượng nước kéo trong 30 phút: P' = P.30 = 100.30 = 3000 (N)
 P' 3000
 V 0,3(m3 )
 10.D 10.1000
 Vì bỏ qua ma sát nên công thực hiện là:
 A = P'.h = 3000.10 =30000(J)
Bài 10:
Ta biểu diễn các lực như hình vẽ.
Theo đề bài ta có:
 F
 2 m FA A O G B
 OA AB 1
 5
 l h
 3 P
 OB AB 1
 5
 P2
 OB 0,6.AB
G là trọng tâm:
 GA = GB = 0,5.AB
Thanh AB ta xem như là một đòn bẩy có điểm tựa tại B.Khi hệ thống cân bằng thì:
 P1.h
F.l = P1.h F (1)
 l
 9