Bài 19. Đòn bẩy và ứng dụng Vở thực hành Khoa học tự nhiên 8

19.1

Từ kết quả thí nghiệm ở Hình 19.1 SGK KHTN 8, trả lời các câu hỏi sau

1. Đòn bẩy AB có tác dụng thay đổi hướng lực tác dụng khi nâng quả nặng như thế nào?

2. Khi nào đòn bẩy cho ta lợi về lực?

Phương pháp giải:

Quan sát thí nghiệm, đọc kết quả và nêu ra nhận xét từ thí nghiệm

Lời giải chi tiết:

1. Đòn bẩy AB có tác dụng làm lực tác dụng khi nâng quả nặng một lực hướng từ trên xuống.

2. Khi dùng đòn bẩy để nâng vật, nếu khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của lực nâng vật lớn hơn khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của trọng lực thì lực tác dụng nhỏ hơn trọng lượng của vật đòn bẩy có thể được lợi về lực.

19.2

1. Xác định điểm tựa, cánh tay đòn trong các trường hợp hình 19.2 SGK KHTN 8 bằng cách đánh dấu vào các hình dưới

2. Sử dụng đòn bẩy như hình 19.2 SGK KHTN 8 có thể làm đổi hướng tác dụng lực như thế nào?

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 19.2 và trả lời

Lời giải chi tiết:

1. Điểm tựa cánh tay đòn là:

- Xe Cút kit.

- Xà beng bẩy vật.

- Búa nhổ đinh.

2. Tác dụng của đòn bẩy là giảm lực kéo hoặc đẩy vật và đổi hướng của lực tác dụng vào vật.

- Đòn bẩy có tác dụng làm thay đổi hướng của lực vào vật. Cụ thể, để đưa một vật lên cao ta tác dụng vào vật một lực hướng từ trên xuống.

19.3

Hình 19.6 SGK KHTN 8 vẽ các dụng cụ, các vật có cấu tạo và chức năng của đòn bẩy. Em hãy chỉ rõ loại đòn bẩy trong từng trường hợp. Sử dụng đòn bẩy như vậy đem lại lợi ích như thế nào?

Phương pháp giải:

Dựa vào khái niệm của đòn bẩy

Lời giải chi tiết:

a) Cần cầu cá thuộc đòn bẩy loại 2 không lợi về lực.

Lợi ích: Giúp di chuyển vật cần nâng nhanh chóng và dễ dàng hơn (câu được cá nhanh hơn).

b) Bật nắp chai thuộc đòn bẩy loại 1

Lợi ích: Cho lợi về lực (mở được nắp bia dễ dàng).

c) Sử dụng đũa  thuộc đòn bẩy loại 2 không lợi về lực.

Lợi ích: Giúp di chuyển vật cần nâng nhanh chóng và dễ dàng hơn (gắp thức ăn dễ dàng).

d) Dùng kẹp làm vỡ vỏ hạt  thuộc đòn bẩy loại 2 lợi về lực.

Lợi ích: Nâng được vật nặng (làm vỡ được vật cứng khi cần một lực tác dụng lớn).

e) Chèo thuyền thuộc đòn bẩy loại 1

Lợi ích: Cho lợi về lực và thay đổi hướng tác dụng lực theo mong muốn (làm thuyền di chuyển dễ dàng).

g) Kéo cắt thuộc đòn bẩy loại 1

Lợi ích: Cho lợi về lực và thay đổi hướng tác dụng lực theo mong muốn (cắt đồ vật dễ dàng).

19.4

Mô tả cách sử dụng đòn bấy để tận dụng trọng lượng của người để nâng vật lên cao trong tình huống ở đầu bài học.

Phương pháp giải:

Sử dụng khái niệm đòn bẩy và kiến thức thực tế

Lời giải chi tiết:

Cách sử dụng đòn bấy để tận dụng trọng lượng của người để nâng vật lên cao trong tình huống ở đầu bài học: Ta sử dụng bàn tay như một điểm tựa và cánh tay chính là cánh tay đòn.

19.5

Lấy các ví dụ khác về mỗi loại đòn bẩy trong cuộc sống và phân tích tác dụng của chúng

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức thực tế của bản thân

Lời giải chi tiết:

Đòn bẩy loại 1: cái bập bênh, cái cân đòn, cái búa kẹp để nhổ đinh. Hiệu quả cơ học là bất kỳ, có thể ít hơn, bằng hoặc nhỏ hơn 1

Đòn bẩy loại 2 lợi về lực: xe rùa, cái kìm tách hạt, cái mở nắp chai hay bàn đạp phanh ô tô, trong đó cánh tay đòn của tải nhỏ hơn cánh tay đòn của lực đầu vào, và hiệu quả cơ học luôn lớn hơn 1.

Đòn bẩy loại 2 không lợi về lực: một cặp nhíp, cái búa, một cặp đũa hay cái gắp, cần câu cá hay xương hàm dưới của hộp sọ người. Cánh tay đòn của lực đầu vào nhỏ hơn cánh tay đòn của tải, nên hiệu quả cơ học luôn bé hơn 1

19.6

Đòn bẩy trong máy bơm nước bằng tay (hình 19.7 SGK KHTN 8) là đòn bẩy loại nào? Sử dụng máy bơm nước này cho ta những lợi ích gì?

Phương pháp giải:

Sử dụng khái niệm đòn bẩy và kiến thức thực tế

Lời giải chi tiết:

Đòn bẩy trong máy bơm nước bằng tay (hình với 19.7) là đòn bẩy loại I.

Sử dụng máy bơm nước này cho ta lợi ích về lực: độ lớn của lực khi nâng xô nước có điểm tựa nhỏ hơn so với độ lớn của lực khi nâng xô nước có điểm tựa.

19.7

Dựa trên cấu tạo của cơ thể và tác dụng của đòn bẩy em hãy đưa ra tư thế ngồi để tránh mỏi cổ

Phương pháp giải:

Sử dụng khái niệm đòn bẩy và kiến thức thực tế

Lời giải chi tiết:

Tư thế ngồi tránh mỏi cổ:

- Cổ: giữ cổ ở vị trí thẳng trục với cột sống.

- Vai: thả lỏng, đặt cẳng tay ở mặt phẳng ngang vuông góc với khuỷu tay, cổ tay thẳng trục với cẳng tay.

- Lưng: giữ thẳng, nên chọn một chiếc ghế tựa, có thể điều chỉnh chiều cao, độ nghiêng phù hợp nhằm giảm thiểu các áp lực lên cột sống.

- Chân: bàn chân nên đặt bằng phẳng trên sàn. Trong trường hợp ghế quá cao, bạn nên dùng một chiếc ghế thấp hoặc 1 hộp vuông để kê chân để chân ở vị trí thoải mái nhất. Tránh ngồi bắt chéo chân vì tư thế này sẽ gây áp lực lên vùng dưới đầu gối, dễ gây tê liệt dây thần kinh.

- Điều chỉnh khoảng cách giữa ghế và màn hình cũng như độ cao màn hình cho phù hợp, tránh tư thế cong lưng hoặc ngửa cổ để nhìn màn hình.

- Sau 1 đến 2 tiếng làm việc, bạn nên đứng lên đi lại, vận động nhẹ nhàng để các cơ được thư giãn.

19.8

Em hãy giải thích vì sao khi cầm vật nặng ta cần gập sát cánh tay và bắp tay.

Phương pháp giải:

Sử dụng khái niệm đòn bẩy và kiến thức thực tế

Lời giải chi tiết:

Khi cầm vật nặng, ta cần gập sát cánh tay vào bắp tay khi đó làm giảm được độ dài cánh tay đòn giúp làm giảm được tác dụng của trọng lượng của vật lên cánh tay để tránh mỏi cơ.

19.9

1. Em hãy xác định các đòn bẩy trên xe đạp khi ta sử dụng xe. Ứng với mỗi trường hợp hãy xác định trục quay, các lực tác dụng và xác định loại đòn bẩy tương ứng.

2. Hãy mô tả sự thay đổi hướng của lực khi dùng chân tác dụng lực lên pê – đan xe đạp để đẩy xe đạp tiến về phía trước. Xét quá trình tác dụng lực với hai trục quay tại trục giữa A và trục bánh sau B (Hình 19.10 SGK KHTN 8).

Phương pháp giải:

Sử dụng khái niệm đòn bẩy và kiến thức thực tế

Lời giải chi tiết:

1. Các bộ phận xe đạp dựa trên nguyên đòn bẩy là:

+ Bộ phận gồm: Bàn đạp (pê-đan) (1), đùi, trục giữa (2), đĩa (3), xích (4), líp (5).

Bàn đạp là điểm lực tác dụng

Trục giữa là điểm tựa

Xích đĩa líp là điểm đặt vật nâng (kéo bánh xe sau chuyển động)

+ Bộ phận: chân chống xe

Trong đó: O là điểm tựa; O₁ là điểm tác dụng lực; O₂ là điểm đặt vật.

+ Bộ phận: đòn bẩy tay phanh

Trong đó: O là điểm tựa; O₁ là điểm tác dụng lực; O₂ là điểm đặt vật.

2. Lực khi dùng chân tác dụng lên pê – đan xe đạp có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống và có tác dụng làm trục giữa A quay, khi đó tạo ra lực kéo giữa các điểm tiếp xúc giữa mắt xích và răng của vành đĩa, làm cho trục bánh sau B quay tạo ra lực kéo làm cả xe chuyển động.