Mặt phẳng nghiêng là gì? Công thức mặt phẳng nghiêng lớp 8? Đặc điểm của mặt phẳng nghiêng? Ưu điểm khi sử dụng mặt phẳng nghiêng? Phương pháp giải bài tập mặt phẳng nghiêng? Một số bài tập về mặt phẳng nghiêng?
Mặt phẳng nghiêng là là một trong những máy cơ đơn giản có nhiều ứng dụng trên thực tiễn và được học trong chương trình Vật lí lớp 8 tại Việt Nam. Vậy mặt phẳng nghiêng là gì? Công thức mặt phẳng nghiêng lớp 8? Nếu bạn cũng quan tâm vấn đề này thì mời bạn theo dõi bài viết dưới đây của chúng tôi để có câu trả lời nhé!
1. Mặt phẳng nghiêng là gì?
Mặt phẳng nghiêng là một mặt phẳng với các điểm đầu và điểm cuối có độ cao khác nhau (một điểm nằm cao hơn so với điểm còn lại). Chiều cao và chiều dài của mặt phẳng này sẽ ảnh hưởng đến độ dốc của nó.
Mặt phẳng nghiêng là một trong sáu máy cơ đơn giản bao gồm: bánh xe và trục quay, đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng, ròng rọc, đai ốc, và nêm.
Trên thực tế, mặt phẳng nghiêng có rất nhiều ứng dụng, có thể kể đến như sau:
– Dùng để di chuyển các vật lên cao dễ dàng và nhẹ nhàng hơn.
– Đường đèo lên núi, các đường dốc để giảm lực cần tác dụng khi xe đi từ chân núi lên đỉnh núi, dốc càng dài thì lực cần tác dụng càng nhỏ.
– Cầu thang lên tầng.
– Băng truyền vận tải hàng hóa trong các nhà máy.
– Mái nhà lợp ngói hay tôn dốc.
2. Đặc điểm của mặt phẳng nghiêng:
– Sử dụng mặt phẳng nghiêng sẽ có thể kéo (đẩy) vật lên với một lực nhỏ hơn trọng lượng của vật.
– Mặt phẳng nghiêng giúp ta có lợi về lực nhưng đổi lại sẽ thiệt về đường đi.
– Mặt phẳng càng nghiêng càng thoải cao, thì lực tác động để kéo để vật trên mặt phẳng đó càng nhỏ so với lực khi kéo vật theo phương thẳng đứng.
3. Công thức mặt phẳng nghiêng lớp 8:
Nếu độ ma sát ở mức không đáng kể thì dùng mặt phẳng nghiêng được lợi bao nhiêu lần về lực thì tương đương thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và không được lợi gì về công.
Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng:
4. Ưu điểm khi sử dụng mặt phẳng nghiêng:
Việc sử dụng mặt phẳng nghiêng trong thực tế đem đến nhiều lợi ích. Mặt phẳng nghiêng giúp vị trí đứng của chúng ta chắc chắn hơn khi chúng ta kéo vật lên cao. Việc đứng ở một vị trí cao để kéo một vật nặng theo phương thẳng đứng sẽ gây nguy hiểm cho người kéo. Việc vật nặng hơn so với lực kéo có thể khiến người kéo bị chao đảo hoặc ngã xuống. Tuy nhiên, khi dùng mặt phẳng nghiêng, chúng ta có thể điều chỉnh được vị trí đứng của người kéo. Tư thế đứng để không bị ngã. Chưa kể đến lực kéo cũng giảm bớt đi được phần nào so với bình thường. Từ đó giúp kéo vật lên vị trí cao dễ dàng hơn.
4.1. Ưu điểm về vị trí đứng:
Khi kéo vật lên cao bằng mặt phẳng nghiêng chúng ta còn có thể kết hợp trọng lượng cơ thể để tiếp sức cho lực kéo. Khi kéo vật lên theo một phương thẳng đứng. Chúng ta chỉ có thể sử dụng lực kéo đơn thuần để kéo vật lên. Bởi vì, chúng ta phải dùng trọng lượng của cơ thể để giữ vững vị trí đứng. Tuy nhiên, khi chúng ta kéo vật trên mặt phẳng nghiêng, chúng ta được cộng dồn cả trọng lượng cơ thể cùng với lực kéo giúp chúng ta đưa vật lên vị trí mong muốn. Như vậy quá trình kéo vật lên cao sẽ nhanh hơn và chắc chắn hơn.
4.2. Ưu điểm về lực:
Một ưu điểm khác khi sử dụng mặt phẳng nghiêng đưa vật lên cao đó chính là ưu điểm về lực. Khi kéo vật chúng ta sẽ không cần sử dụng một lực kéo lớn hơn trọng lượng của vật. Đây chính là ưu điểm lớn nhất mà mặt phẳng nghiêng này đem lại. Hiện nay, nó đã được đưa vào sử dụng phổ biến trong thực tế rất nhiều nhất là đối với các hoạt động chuyển hàng và bốc vác. Đó chính là lý do chúng ta nên hiểu về chiếc máy cơ đơn giản này để có thể phân tích bài học. Trong một số bài tập trên lớp, các em cần phải phân tích lực khi kéo vật lên chiếc máy cơ đơn giản. Các em cần chú ý đến lực ma sát nếu đề bài cho.
5. Phương pháp giải bài tập mặt phẳng nghiêng:
Dạng 1: Xác định các đặc trưng của mặt phẳng nghiêng:
– Độ dài mặt phẳng nghiêng là độ dài quãng đường di chuyển theo đường nghiêng.
– Quãng đường di chuyển vật theo đường thẳng đứng, nếu không dùng mặt phẳng nghiêng, chính là độ cao kê mặt phẳng nghiêng.
Ví dụ: Để đưa vật lên tới B có 2 cách:
– Sử dụng mặt phẳng nghiêng: đưa vật lên theo đường AB. Độ dài mặt phẳng nghiêng bằng với độ dài đoạn AB.
– Đưa lên trực tiếp: Đưa lên theo đường thẳng CB. Độ cao kê mặt phẳng nghiêng bằng với độ dài đoạn BC.
Dạng 2: So sánh lực tác dụng vào vật khi sử dụng mặt phẳng nghiêng:
– Khi được yêu cầu so sánh lực trong việc sử dụng các mặt phẳng nghiêng khác nhau thì căn cứ vào 2 yếu tố: độ dài mặt phẳng nghiêng và độ cao kê mặt phẳng nghiêng.
– Cùng độ cao kê mặt phẳng nghiêng: độ dài mặt phẳng nghiêng càng lớn thì lực cần để đưa vật lên càng nhỏ.
– Cùng độ dài mặt phẳng nghiêng: độ cao kê mặt phẳng nghiêng càng lớn thì lực cần để đưa vật lên càng lớn.
Dạng 3: Xác định mặt phẳng nghiêng trong thực tế:
– Xác định dựa vào hình bên, cần tìm các điểm A, B và C.
– So sánh vị trí xuất phát với vị trí kết thúc. Vị trí nào cao hơn được hiểu là điểm B.
– Xác định đường dịch chyển của vật là đường thẳng đứng hay là đường nghiêng. Tức là theo đường BA hay BC. Từ đó kết luận đó có phải là một dạng của mặt phẳng nghiêng hay không.
6. Một số bài tập về mặt phẳng nghiêng:
Bài 1: Khi sử dụng mặt phẳng nghiêng để kéo vật, muốn kéo vật lên cao với lực nhỏ hơn thì ta phải:
A. tăng độ cao mặt phẳng nghiêng
B. giữ nguyên độ dài mặt phẳng nghiêng
C. dùng nhiều người cùng kéo vật
D. giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng
Lời giải:
Đáp án D
– Vì:
– Độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng càng giảm thì tỷ số h/l càng giảm. Nên muốn kéo một vật lên cao với lực kéo nhỏ hơn thì ta phải giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng.
Bài 2: Cách nào sau đây không làm giảm độ nghiêng mặt phẳng nghiêng?
A. Giảm chiều dài, giữ nguyên độ cao của mặt phẳng nghiêng.
B. Tăng chiều dài, giảm độ cao của mặt phẳng nghiêng.
C. Giảm chiều cao, giữ nguyên độ dài của mặt phẳng nghiêng
D. Vừa giảm độ cao, vừa tăng chiều dài của mặt phẳng nghiêng.
Lời giải:
Đáp án A
– Nếu giảm chiều dài, giữ nguyên độ cao của mặt phẳng nghiêng thì độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng tăng chứ không giảm.
Bài 3: Để đưa một thùng hàng lên xe tải, một người đã dùng lần lượt 4 tấm ván làm mặt phẳng nghiêng. Biết với 4 tấm ván người đó đã đẩy thùng hàng lên xe với 4 lực khác nhau: F1=1000N; F2 = 200N; F3 = 500N; F4 = 1200N. Bỏ qua ma sát giữa thùng hàng và tấm ván. Kết luận nào dưới đây là chính xác?
A. Tấm ván thứ nhất dài nhất
B. Tấm ván thứ hai dài nhất
C. Tấm ván thứ ba dài nhất
D. Tấm ván thứ tư dài nhất
Lời giải:
Đáp án B
Vì đưa thùng hàng lên cùng độ cao, mà tấm ván thứ hai cần lực kéo nhỏ nhất nên suy ra độ nghiêng của tấm thứ hai nhỏ nhất. Từ đó suy ra chiều dài của tấm ván thứ hai là lớn nhất.
Bài 4: Tại sao những con đường dốc lên đỉnh núi người ta không làm thẳng từ chân núi lên đỉnh núi mà phải làm theo hình zích zắc (như trong hình):
– Vì các con đường dốc lên núi chính là một mặt phẳng nghiêng. Khi độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng càng nhỏ (chiều dài mặt phẳng nghiêng lớn) thì lực cần thiết để đưa vật lên cao càng nhỏ.
– Do đó người ta làm các con đường này ngoằn nghèo để tăng chiều dài con đường, dẫn đến lực cần thiết để các phương tiện di chuyển trên đường sẽ nhỏ hơn so với làm thẳng từ chân lên đỉnh núi.
Bài 5: Chú Bình đã dùng một lực 500N để đưa một thùng phuy nặng 2000N từ mặt đất kên xe ô tô. Nếu sử dụng một tấm ván dài hơn thì chú Bình dùng lực nào có lợi hơn trong các lực sau đây?
a) F=2000N
b) F>500N
c) F<500N
d) F=500N
Lời giải:
Đáp án C
Nếu dùng tấm ván dài hơn tấm ván đã dùng, chú Bình nên dùng lực F<500N để đưa thùng phuy nặng 2000N từ mặt đất lên xe ô tô. Vì lúc đầu dùng tấm ván ngắn với lực 500N chú Bình đã đưa được vật lên xe. Nếu sử dụng một tấm ván dài hơn thì tốc độ dốc ít hơn độ dốc lúc đầu, do đó lực cần thiết để đẩy vật lên nhỏ hơn lực đẩy lúc đầu.
Bài 6: Sàn nhà cao hơn mặt đường 50cm. Để đưa một chiếc xe máy từ mặt đường vào nhà, người ta có thể sử dụng mặt phẳng nghiêng có độ dài và độ cao h nào sao đây?
A. L< 50cm,h=50cm
B. L=50cm, h=50cm
C. L> 50cm, h<50cm
D. L>50cm, h=50cm
Lời giải:
Đáp án D
Để đưa một chiếc xe máy từ mặt đường vào nhà, người ta có thể sử dụng mặt phẳng nghiêng có độ dài > 50cm, độ cao h=50cm.
Bài 7: Dùng mặt phẳng nghiêng để đưa một vật nặng lên cao, có thể:
A. Làm thay đổi phương của trọng lực tác dụng lên vật.
B. Làm giảm trọng lượng của vật
C. Kéo vật lên với lưucj kéo nhỏ hơn trọng lượng của vật.
D. Kéo vật lên với lực kéo lớn hơn trọng lượng của vật.
Lời giải:
Đáp án C
Dùng mặt phẳng nghiêng để đưa một vật nặng lên cao, có thể kéo vật lên với lực kéo nhỏ hơn trong lượng của vật.