Công là một khái niệm quan trọng trong vật lý, đặc biệt là trong chương trình Vật lý 8. Định luật về công cho ta biết mối quan hệ giữa công, lực và quãng đường di chuyển của vật. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về định luật này và cách giải các dạng bài tập liên quan.
Định Luật Về Công Là Gì?
Định luật về công cho biết: Công của một lực tác dụng lên vật bằng tích của lực tác dụng với quãng đường vật di chuyển theo phương của lực.
Công thức tính công: A = F.s.cosα
Trong đó:
- A là công của lực (J)
- F là lực tác dụng lên vật (N)
- s là quãng đường vật di chuyển (m)
- α là góc hợp bởi hướng của lực tác dụng và hướng chuyển động của vật
Lưu ý:
- Công là đại lượng vô hướng.
- Đơn vị của công là Jun (J), 1J = 1N.m
- Công có thể có giá trị dương, âm hoặc bằng 0:
- A > 0: Lực thực hiện công dương (công phát động).
- A < 0: Lực thực hiện công âm (công cản).
- A = 0: Lực không thực hiện công (khi vật chuyển động tròn đều hoặc lực vuông góc với phương chuyển động).
Các Dạng Bài Tập Vật Lý 8 Định Luật Về Công
Dạng 1: Tính Công Của Lực
Bài toán: Một vật có khối lượng m = 10kg được kéo chuyển động đều trên mặt phẳng nằm ngang bằng một lực F = 20N song song với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là μ = 0.1. Tính công của lực kéo, lực ma sát, trọng lực và phản lực của mặt sàn khi vật di chuyển được quãng đường s = 5m. Lấy g = 10m/s².
Lời giải:
- Bước 1: Vẽ hình minh họa và phân tích lực tác dụng lên vật.
- Bước 2: Tính lực ma sát: Fms = μ.N = μ.m.g = 0.1.10.10 = 10N
- Bước 3: Tính công của từng lực:
- Công của lực kéo: A kéo = F.s.cos0° = 20.5.1 = 100J
- Công của lực ma sát: A ms = Fms.s.cos180° = 10.5.(-1) = -50J
- Công của trọng lực: A P = P.s.cos90° = 0J
- Công của phản lực: A N = N.s.cos90° = 0J
Giải Bài Tập Công Của Lực
Dạng 2: Áp Dụng Định Lý Công
Bài toán: Một vật có khối lượng m = 2kg được ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s. Lấy g = 10m/s², bỏ qua sức cản của không khí. Tính:
a) Độ cao cực đại mà vật đạt được.
b) Vận tốc của vật khi vật đi được quãng đường 3m.
Lời giải:
a) Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
- Tại vị trí ban đầu: Động năng: Wđ1 = ½mv0²; Thế năng: Wt1 = 0
- Tại vị trí cao nhất: Động năng: Wđ2 = 0; Thế năng: Wt2 = mgh
Áp dụng định lý biến thiên cơ năng: Wđ2 – Wđ1 = Wt2 – Wt1
=> 0 – ½mv0² = mgh – 0 => h = v0²/(2g) = 10²/(2.10) = 5m
b) * Tại vị trí ban đầu: Động năng: Wđ1 = ½mv0²; Thế năng: Wt1 = 0
- Tại vị trí vật đi được 3m: Động năng: Wđ3 = ½mv²; Thế năng: Wt3 = mgh’ = mg.3
Áp dụng định lý biến thiên cơ năng: Wđ3 – Wđ1 = Wt3 – Wt1
=> ½mv² – ½mv0² = mg.3 – 0 => v = √(v0² – 2gh’) = √(10² – 2.10.3) = 4m/s
Áp Dụng Định Lý Công
Một Số Lưu Ý Khi Giải Bài Tập Vật Lý 8 Định Luật Về Công
- Xác định rõ các lực tác dụng lên vật và phương chiều của chúng.
- Chọn hệ quy chiếu và mốc thế năng phù hợp.
- Vận dụng linh hoạt định luật về công và định lý biến thiên cơ năng.
- Luôn kiểm tra đơn vị của các đại lượng trong quá trình tính toán.
Kết Luận
Hiểu rõ về định luật về công và các dạng bài tập liên quan là rất cần thiết để học tốt môn Vật lý 8. Bài viết đã cung cấp những kiến thức cơ bản và ví dụ minh họa chi tiết giúp bạn nắm vững kiến thức này. Hãy luyện tập thường xuyên để nâng cao kỹ năng giải bài tập nhé!
Câu hỏi thường gặp:
1. Định luật về công có áp dụng được cho mọi trường hợp không?
Định luật về công chỉ áp dụng được cho trường hợp lực tác dụng không đổi và vật chuyển động thẳng đều.
2. Thế nào là công phát động và công cản?
Công phát động là công của lực làm tăng động năng của vật. Công cản là công của lực làm giảm động năng của vật.
3. Làm thế nào để tính công của trọng lực khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng?
Công của trọng lực khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng bằng tích của trọng lượng của vật với chiều cao của mặt phẳng nghiêng.
Bài viết liên quan:
Bạn cần hỗ trợ?
Liên hệ ngay với chúng tôi:
- Số Điện Thoại: 0936238633
- Email: [email protected]
- Địa chỉ: 408 An Tiêm, Hà Khẩu, Hạ Long, Quảng Ninh, Việt Nam
Đội ngũ chăm sóc khách hàng của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn 24/7.
