1. Mặt phẳng nghiêng là gì?
Mặt phẳng nghiêng là một mặt phẳng được đặt có độ nghiêng so với mặt đất.
2. Tác dụng của mặt phẳng nghiêng
- Dùng mặt phẳng nghiêng có thể kéo( đẩy) vật lên với lực nhở hơn trọng lượng của vật.
- Mặt phẳng nghiêng giúp ta có lợi về lực nhưng thiệt về đường đi.
- Mặt phẳng càng nghiêng càng thoải, thì lực cần kéo để vật trên mặt phẳng đó càng nhỏ so với khi kéo vật theo phương thẳng đứng.
3. Phương pháp giải bài tập
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.
4. Ưu điểm và ứng dụng của mặt phẳng nghiêng
Nếu như lợi ích của các loại máy cơ đơn giản có thể làm giảm lực kéo hoặc di chuyển vật lên vị trí cao hơn, hoặc lợi ích về chiều. Thì đến với mặt phẳng nghiêng chúng ta có thể nói, nó giúp giảm lực di chuyển vật lên cao. Đây là tác dụng chính của mặt phẳng nghiêng. Khi di chuyển một vật nặng lên cao thoe phương thẳng đứng, sẽ có lực kéo lớn hơn lực kéo vật đó trên mặt phẳng nghiêng. Điều này đã được chứng minh.
Khi kéo vật lên cao bằng mặt phẳng nghiêng chúng ta còn có thể kết hợp trọng lượng cơ thể tiếp sức cho lực kéo. Khi kéo vật lên phương thẳng đứng, ta chỉ có thể dùng lực kéo đơn thuần để kéo vật lên bở vì chúng ta phải dùng trọng lượng cơ thể để giữ vững vị trí đứng. Tuy nhiên khi dùng mặt phẳng nghiêng chúng ta được cộng dồn cả trọng lượng cơ thể. Cùng với lực kéo chúng ta đưa vật lên vị trí cần thiết, quá trình kéo vật lên cao sẽ nhanh và chắc chắn hơn.
Khi kéo vật lên cao bằng mặt phẳng nghiêng, chúng ta không cần dùng một lực kéo lớn hơn trọng lượng của vật.
Trong thực tế, mặt phẳng nghiêng được ứng dụng rất nhiều như bệ dắt xe, cầu thang, khi xây dựng cầu,...
5. Giải bài tập
Câu 1: Đo trọng lượng của vật P = F1 và ghi kết quả vào bảng 14.1
Đo lực kéo vật F2 trên mặt phẳng nghiêng có độ nghiêng khác nhau:
Lần 1: Dùng tấm ván có độ dài ngắn nhất và lắp thí nghiệm. Cầm lực kéo vật lên từ từ dọc theo mặt phẳng nghiêng. Đọc và ghi số chỉ của lực kế.
Lần 2: Tìm cách làm giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng. Lặp lại thí nghiệm và ghi tiếp số chỉ của lực kế vào bảng.
Lần 3: Tiếp tục làm giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng. Lặp lại thí nghiệm và ghi tiếp số chỉ của lực kế.
Câu 2: Trong thí nghiệm 14.2 em đã làm giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng bằng cách nào?
Trả lời: Ta có thể làm giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng bằng cách:
Giảm độ cao đầu của mặt phẳng nghiêng.
Tăng độ dài của mặt phẳng nghiêng.
Giảm độ cao đầu mặt phẳng nghiêng đồng thời tăng độ dài của mặt phẳng nghiêng.
Câu 3: Nêu hai ví dụ về sử dụng mặt phẳng nghiêng.
Trả lời:
- Người công nhân có thể dùng tấm ván để tạo mặt phẳng nghiêng và chuyển dễ dàng các thùng dầu nhớt lên xuống xe.
- Người Ai Cập đã biết đắp những con đường dốc để di chuyển những khối đá lớn lên cao trong quá trình xây dựng kim tự tháp.
Câu 4: Tại sao đi lên dốc càng thoai thoải càng dễ hơn?
Trả lời:
Do tính chất của mặt phẳng nghiêng, mặt phẳng càng nghiêng ít, thì lực kéo vật trên mặt phẳng đó càng nhỏ" nên đi lên càng thoai thoải dễ dàng hơn.
Câu 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
Trả lời: 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 lưucj đẩy lúc đầu.
6. Bài tập củng cố
Câu 1: Trong các cách sau, cách nào không làm giảm được độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng?
A. Tăng chiều dài của mặt phẳng nghiêng.
B. Giảm chiều dài của mặt phẳng nghiêng.
C. Giảm chiều cao kê của mặt phẳng nghiêng.
D. Tăng chiều dài của mặt phẳng nghiêng đồng thời giảm chiều cao kê mặt phẳng nghiêng.
Để giảm góc nghiêng có thể:
- Tăng chiều dài của mặt phẳng nghiêng.
- Giảm chiều cao kê của mặt phẳng nghiêng.
- Tăng chiều dài của mặt phẳng nghiêng đồng thời giảm chiều cao kê mặt phẳng nghiêng.
Đáp án B
Câu 2: Điền từ thích hợp vào chỗ trống: Dùng mặt phẳng nghiêng có thể làm...tác dụng cảu lực.
A. Tăng
B. Thay đổi hướng
C. Giảm
D. Lệch đi
Dùng mặt phẳng nghiêng có thể làm thay đổi hướng tác dụng của lực.
Đáp án B
Câu 3: Kết luận nào là đúng khi nói về việc sử dụng mặt phẳng nghiêng để đưa một thùng hàng lên thùng xe ô tô?
A. Lực để kéo vật lên nhỏ hơn trọng lượng của thùng hàng.
B. Lực để kéo vật lên bằng trọng lượng của thùng hàng.
C. Lực để kéo vật lên lớn hơn trọng lượng của thùng hàng.
D. Lực để kéo vật lên có cường độ bất kì.
Khi sử dụng mặt phẳng nghiêng để đưa một thùng hàng lên thùng xe ô tô thì lực để kéo vật kên nhỏ hơn trọng lượng của thùng hàng.
Đáp án A
Câu 4: Khi dùng mặt phẳng nghiêng
A. Trọng lượng của vật giảm đi.
B. Hướng của trọng lượng thay đổi
C. Cả hướng và độ lớn của trọng lực thay đổi.
D.Trọng lượng của vật không thay đổi.
Khi dùng mặt phẳng nghiêng, trọng lượng của vật không thay đổi.
Đáp án D
Câu 5: Điền từ thích hợp vào chỗ trống: Mặt phẳng nghiêng càng nghiêng ít thì lực cần để kéo vật trên mặt phẳng nghiêng....
A. Càng giảm
B. Càng tăng
C. Không thay đổi
D. Tất cả đều đúng
Mặt phẳng nghiêng càng nghiêng ít thì lực cần kéo vật trên mặt phẳng nghiêng càng giảm
Đáp án A
Câu 6: dụng cụ nào sau đây là ứng dụng của mặt phẳng nghiêng?
A. Cái kéo
B. Cầu thang gác
C. Mái nhà
D. Cái kìm
Cầu thang gác là dụng cụ ứng dụng của mặt phẳng nghiêng
Đáp án B
Câu 7: Dùng mặt phẳng nghiêng có thể kéo vật lên với lực kéo.
A. Xấp xỉ hơn trọng lượng của vật.
B. Đúng bằng hơn trọng lượng của vật.
C. Nhỏ hơn trọng lượng của vật.
D. Lớn hơn trọng lượng của vật.
Câu 8: 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.
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.
Đáp án C
Câu 9: Sàn nhà cao hơn mặt đường 50dm. 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
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
Đáp án D
Câu 10: Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động trên trục Ox, dưới tác dụng của lực F nằm ngang có độ lớn không đổi. Xác định gia tốc chuyển động của vật trong hai trường hợp:
a. Không có ma sát
b. Hệ số ma sát trượt trên mặt ngang
Hướng dẫn:
Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo f, lực ma sát Fms, trọng lực p, phản lực N.
Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên trên.
Phương trình định luật II Niuton dưới dạng vecto
Chiếu (1) lên trục Ox
F-Fms=ma(2)
Chiếu (1) lên trục Oy:
-P+N=0(3)
N=P và Fms=ut.N
Vậy:
+Gia tốc a của vật khi có ma sát là:
+ Gia tốc a của vật khi không có ma sát là:
Câu 11: Khi sử dụng mặt phẳng nghiêng để kéo vật, muốn kéo vật lên cao với lực nhỏ thì ta phải:
A. tăng độ coa 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.
Đáp án D
Câu 12: 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.
Đáp án A
Nếu giảm chiều dài, giữ nguyên độ cao của mặt phẳng nghiêng thì độ nghiêng của mặt phẳng tăng chứ không giảm.
Câu 13: 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 đac 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.
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 ván thứ hai nhỏ nhất. Do đó chiều dài của tấm ván thứ hai là lớn nhất.
Câu 14: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào không phải là ứng dụng của mặt phẳng nghiêng?
A. Cầu trươt trong công viên nước
B. Cầu thang xoắn
C. Cái mở nắp chai
D. Đường ngoằn nghèo bên sườn núi.
Đáp án C
Câu 15: Sử dụng mặt phẳng nghiêng để đưa một vật lên cao thiệt hại gì?
A Đường đi
B. Lực
C. Trọng lực
D. Khối lượng
Đáp án A
Sử dụng mặt phẳng nghiêng lợi về lực nhưng hại đường đi.
Trên đây là chia sẻ của Luật Minh Khuê về mặt phẳng nghiêng và ứng dụng của mặt phẳng nghiêng, hi vọng đó là những thông tin hữu ích giành cho bạn.
