HD: Ta có m = 2500kg P = 25 000 N Mà: F P
A = F. s = 25 000. 12 = 300 000 (J) = 300 (kJ)
Bài 4: Một khối gỗ hình trụ tiết diện đáy là 150m2 , cao 30cm được thả nổi trong hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trong lượng riêng của gỗ dg = 0
3
2d (do là trọng lượng riêng của nước do=10 000 N/m3). Biết hồ nước sâu 0,8m, bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ.
a) Tính công của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt nước.
b) Tính công của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ.
HD:a) - Thể tích khối gỗ: Vg = S.h = 150 . 30 = 4500 cm3= 0,0045 m3
32
- Khối gỗ đang nằm im nên: Pg = FA dgVg = doVc hc =
S d
V d
o g g
. =
150 .4500 3
2 = 20 cm = 0,2 m - Trọng lượng khối gỗ là: P = dgVg = 0
3
2d Vg = 10000.0,0045 3
2 = 30 N
- Vì lực nâng khối gỗ biến thiên từ 0 đến 30 N nên: A =
2 .S F =
2 2 , 0 .
30 =3 (J) b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên toàn bộ khối gỗ là:
FA = doVg = 10 000.0,0045 = 45 N - Phần gỗ nổi trên mặt nước là : 10 cm = 0,1 m
* Công để nhấn chìm khối gỗ trong nước: A =
2 .S F =
2 1 , 0 .
45 = 2,25 (J)
* Công để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ: A = F.S = 45.(0,8 - 0,3) =22,5 (J)
* Toàn bộ công đã thực hiện là
A = A1 + A2 = 2,25 + 22,5 = 24,75 (J)
Bài 5: Cho hệ thống như hình vẽ. Góc nghiêng = 300, dây và ròng rọc là lý tưởng. Xác định khối lượng của vật M để hệ thống cân bằng. Cho khối lượng m = 1kg. Bỏ qua mọi ma sát.
HD: Muốn M cân bằng thì F = P. với = sin
=> F = P.sin 300 = P/2 (P là trọng lượng của vật M) Lực kéo của mỗi dây vắt qua ròng rọc 1 là: F1 = Lực kéo của mỗi dây vắt qua ròng rọc 2 là: F2 =
Lực kéo do chính trọng lượng P’ của m gây ra, tức là : P’ = F2 = P/8 => m = M/8.
Khối lượng M là: M = 8m = 8. 1 = 8 kg.
Bài 6: Hai quả cầu sắt giống hệt nhau được treo vào 2 đầu A, B của một thanh kim loại mảnh, nhẹ. Thanh được giữ thăng bằng nhờ dây mắc tại điểm O. Biết OA = OB = là= 20 cm. Nhúng quả cầu ở đầu B vào trong chậu đựng chất lỏng người ta thấy thanh AB mất thăng bằng. Để thanh thăng bằng trở
lại phải dịch chuyển điểm treo O về phía A một đoạn x = 1,08 cm. Tính khối lượng riêng của chất lỏng, biết khối lượng riêng của sắt là D0 = 7,8 g/cm3.
l h
l h
4 2
P F
8 2
1 P
F
A B
O F
M l h
2 m 1
33
HD: Khi quả cầu treo ở B được nhúng trong chất lỏng thì ngoài trọng lực, quả cầu còn chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet của chất lỏng. Theo điều kiện cân bằng của các lực đối với điểm treo O’ ta có P. AO’ = ( P – FA ). BO’.
Hay P. ( là– x) = ( P – FA )(là+ x)
Gọi V là thể tích của một quả cầu và D là khối lượng riêng của chất lỏng. Ta có P = 10.D0.V và FA = 10. D. V
10.D0.V ( là– x ) = 10 V ( D0 – D )( là+ x )
D =
5.3.2. Phần II: QUANG HỌC I.Kiến thức:
1. Nhận biết ánh sáng – Nguồn sáng – Vật sáng
- Ta nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta.
- Ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật đó vào mắt ta.
- Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng. Vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó.
2. Sự truyền ánh sáng
- Định luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.
- Đường truyền của tia sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có hướng gọi là tia sáng. (Hình vẽ 1.1)
- Chùm sáng: Gồm rất nhiều tia sáng hợp thành. Hình 1.1 Ba loại chùm sáng:
+ Chùm sáng song song ( Hình vẽ 1.2a) + Chùm sáng hội tụ ( Hình vẽ 1.2b) + Chùm sáng phân kì ( Hình vẽ 1.2c)
Hình 1.2a Hình 1.2b Hình 1.2c 3. Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng .
a) Bóng tối nằm ở phía sau vật cản không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
b) Bóng nửa tối nằm ở phía sau vật cản, nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng truyền tới.
c) Nhật thực toàn phần (hay một phần) quan sát được ở chỗ có bóng tối (hay bóng nửa tối) của mặt trăng trên mặt đất.
d) Nguyệt thực xảy ra khi mặt trăng bị trái đất che khuất không được mặt trời chiếu sáng.
4. Định luật phản xạ ánh sáng:
3 0 0,8 / 2 .
cm g x D
l
x
A B
O’
(l-x) (l+x) FA
P P
34
a. Gương phẳng
- Gương phẳng là một phần của mặt phẳng, nhẵn bóng có thể soi ảnh của các vật.
- Hình ảnh cuả một vật soi được trong gương gọi là ảnh của vật tạo bởi gương.
b. Sự phản xạ ánh sáng trên gương phẳng
- Khi tia sáng truyền tới gương bị hắt lại theo một hướng xác định. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.
- Tia sáng truyền tới gương gọi là tia tới.
- Tia sáng bị gương hắt lại gọi là tia phản xạ.
c. Định luật phản xạ ánh sáng.
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến với gương tại điểm tới.
- Góc phản xạ bằng góc tới (i’ = i) S N R
I
Hình 2.1
5. Ảnh của một vật qua gương phẳng.
- Ảnh ảo tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn chắn và lớn bằng vật . - Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương.
- Các tia sáng từ điểm sáng S tới gương phẳng cho tia phản xạ có đường kéo dài đi qua ảnh ảo S’.
6. Gương cầu lồi:
- Gương có mặt phản xạ là mặt ngoài của một phần mặt cầu gọi là gương cầu lồi - Ảnh của một vật tạo bởi gương cầu lồi là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn, luôn nhỏ hơn vật.
-Vùng nhìn thấy của gương cầu lồi rộng hơn vùng nhìn thấy của gương phẳng có cùng kích thước.
7. Gương cầu lõm:
- Gương có mặt phản xạ là mặt trong của một phần mặt cầu gọi là gương cầu lõm.
- Khi vật đặt gần sát mặt gương (vật nằm trong tiêu điểm) thì ảnh của vật tạo bởi gương cầu lõm là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn, luôn lớn hơn vật.
- Khi vật đặt xa gương thì cho ảnh thật hứng được trên màn chắn.
- Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới song song thành một chùm tia phản xạ hội tụ vào một điểm trước gương (tiêu điểm) và ngược lại biến đổi một chùm tia tới phân kì ở vị trí thích hợp thành một chùm tia phản xạ song song.
* Mở rộng :
+ Định luật phản xạ ánh sáng đúng với cả gương cầu, tia phản xạ luôn có đường kéo dài qua ảnh ảo.
+ Đối với gương cầu nói chung, người ta đưa ra những qui ước sau:
- Đường thẳng nối tâm C của gương với đỉnh O của gương gọi là trục chính.
- Đường nối từ tâm C tới điểm tới gọi là pháp tuyến.
35
- Điểm F (trung điểm của đoạn OC) gọi là tiêu điểm của gương.
+ Dựa vào kết quả thực nghiệm người ta rút ra được những kết luận sau về tia tới và tia phản xạ:
- Tia tới song song với trục chính cho tia phản xạ đi qua (hoặc có đường kéo dài đi qua) tiêu điểm F của gương.
- Tia tới đi qua (hoặc có đường kéo dài đi qua) tiêu điểm F cho tia phản xạ song song với trục chính.
- Tia tới đi qua tâm C của gương cho tia phản xạ bật ngược trở lại.
II. Bài tập:
Bài 1: Khi mua thước thẳng bằng gỗ, người ta thường đưa thước lên ngang tầm mắt để ngắm. Làm như vậy có tác dụng gì? Nguyên tắc của cách làm này đã dựa trên kiến thức vật lí nào mà em đã học?
HD: Việc nâng thước lên để ngắm mục đích là để kiểm tra xem thước có thẳng hay không. Nguyên tắc của cách làm này dựa trên định luật truyền thẳng của ánh sáng.
Bài 2: Tại sao trong các lớp học, người ta lắp nhiều bóng đèn ở các vị trí khác nhau mà