Bài 14: Mặt phẳng nghiêng

I. Lý thuyết

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 nhỏ hơn trọng lượng của vật.

- Mặt phẳng càng nghiêng ít, thì lực cần để kéo vật trên mặt phẳng đó càng nhỏ.

II. Phương pháp giải

1. Cách xác định độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng

Để xác định độ nghiêng của mặt phẳng ta căn cứ vào tỷ số 

Trong đó h là độ cao và  là chiều dài của mặt phẳng nghiêng (h và  phải cùng một đơn vị).

Nếu tỷ số đó càng lớn thì độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng lớn và ngược lại.

2. Các cách làm giảm độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng

Dựa vào tỷ số  :

- Với độ cao h không đổi, muốn làm giảm độ nghiêng thì ta tăng chiều dài  của mặt phẳng nghiêng.

- Với chiều dài  của mặt phẳng nghiêng không đổi, muốn làm giảm độ nghiêng của nó thì ta giảm độ cao h.

3. Lưu ý

Đường đi trên mặt phẳng nghiêng không phải là chỉ trên một đường thẳng mà có thể là trên những đường ngoằn ngoèo hay những đường gấp khúc.

III. Bài tập trắc nghiệm

Bài 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.

Bài 2: Điền từ thích hợp vào chỗ trống: Dùng mặt phẳng nghiêng có thể làm………. tác dụng của lực.

A. tăng         B. thay đổi hướng

C. giảm        D. lệch đi

Bài 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.

Bài 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.

Bài 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

Bài 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

Bài 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.

Bài 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 lực kéo nhỏ hơn trọng lượng của vật.

D. kéo vật lên với lực kéo lớn hơn trọng lượng của vật.

Bài 9: Sàn nhà cao hơn mặt đường 50 cm. 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 sau đây?

A.  < 50 cm, h = 50 cm.

B.  = 50 cm, h = 50 cm

C.  > 50 cm, h < 50 cm

D.  > 50 cm, h = 50 cm

Bài 10: Biết độ dài của mặt phẳng nghiêng lớn hơn độ cao bao nhiêu lần thì lực dùng để kéo vật lên cao có thể nhỏ hơn trọng lượng của vật bấy nhiêu lần. Muốn kéo một vật nặng 2000N lên cao 1,2m với lực kéo 500N thì phải dùng mặt phẳng nghiêng có độ dài bằng bao nhiêu?

A.  > 4,8 m       B.  < 4,8 m

C.  = 4 m          D.  = 2,4 m

Đáp án

Lực kéo nhỏ hơn 4 lần, vậy chiều dài  phải lớn hơn chiều cao h là 4 lần tức là

 > 4.1,2 = 4,8 m

⇒ Đáp án A

Câu 11 : Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. MPN nghiêng ít thì lực kéo vật trên MPN càng nhỏ.

B. MPN nghiêng nhiều thì lực kéo vật trên MPN càng nhỏ.

C. MPN càng ngắn thì lực kéo vật càng nhỏ.

D. MPN càng dài, thì lực kéo vật càng lớn.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: MPN càng ít (càng thoải), tức là MPN càng dài, thì lực kéo vật lên MPN càng nhỏ.

Câu 12 : Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. MPN càng dài thì độ nghiêng của nó càng lớn.

B. MPN càng dài thì độ nghiêng của nó càng nhỏ.

C. MPN càng dài thì độ nâng vật càng lớn.

D. MPN càng ngắn thì độ cao nâng vật càng thấp.

Đáp án

Đáp án B

Giải thích: MPN càng dài thì độ nghiêng của nó càng nhỏ.

Câu 13 : Chọn câu đúng trong các cậu sau:

A. Dùng MPN có thể kéo một vật lên cao bằng một lực nhỏ hơn trọng lượng vật.

B. Dùng MPN có thể làm đổi hướng trọng lượng của vật.

C. Dùng MPN để đổi hướng lực tác dụng vào vật, nhằm đưa vật lên cao được dễ dàng hơn.

D. A và C đúng.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích: MPN giúp ta đưa vật lên cao với một lực nhỏ hơn trọng lượng của vật, đồng thời đổi hướng lực tác dụng vào vật, giúp ta thực hiện công việc dễ dàng hơn.

Câu 14 : Để làm giảm độ nghiêng của MPN ta phải:

A. Tăng độ dài của MPN

B. Giảm độ dài của MPN

C. Giảm độ cao h của MPN.

D. Tăng độ cao h của MPN.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: MPN luôn có độ cao xác định (độ cao cần đưa vật lên), vì vậy để giảm độ dốc (nghiêng của MPN ) cần tăng chiều dài của MPN.

Câu 15 : Một người dùng một lực 1000 N để đưa một kiện hàng nặng 2000 N từ mặt đất lên xe ô tô bằng một MPN. Nếu thay tấm ván (tạo MPN) bằng tấm ván khác ngắn hơn thì lực mà người ấy tác dụng để đưa kiện hàng lên xe phải:

A. F = 1000 N

B. F < 1000 N

C. F > 1000 N

D. 800 < F < 1000 N

Đáp án

Đáp án C

Giải thích:

Nếu dùng một tấm ván ngắn hơn, tức là ta dùng một MPN có độ dốc lớn hơn, vì vậy lực cần tác dụng lên vật sẽ lớn hơn 1000N.

* Trong một buổi thực hành thí nghiệm, Bình, Lan, Chi thực hiện một thỉ nghiệm kéo vật có khối lượng 500g lên một MPN có độ cao 15cm. Lần lượt thay đổi chiều dài của MPN, thì cả nhóm thu được số liệu như sau: (với l là chiều đài MPN và F là lực kéo vật).

Dựa vào các số liệu trên để giải các bài từ 126 đến 128.

Câu 16 : Ba bạn Bình, Lan, Chi phát biểu:

Bình: Chiều dài l và lực kéo F trên MPN là hai đại lượng tỷ lệ nghịch với nhau.

Lan: Tích số F.l là một hằng số (không thay đổi) và bằng P.h.

Chi: Chiều dài l tăng bao nhiêu lần thì lực kéo F giảm bấy nhiêu lần.

A. Chỉ có Bình đúng.

B. Chỉ có Lan đúng.

C. Chỉ có Chi đúng.

D. Cả 3 bạn cùng đúng.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích:

bảng số liệu ta thấy chiều dài và F tỉ lệ nghịch với nhau:

Tức là chiều dài tăng bao nhiêu lần thì lực kéo F giảm bấy nhiêu lần.

Tích số F.l là hằng số : 20.3,75 = 25.3 = 30.2,5 = 40.1,875 = 75

Mà P.h = 5.15 =75. Vậy tích F.l = P.h

Câu 17 : Nếu MPN có chiều dài 50 cm thì lực kéo là:

A. F = 2,4 N

B. F = 0,15 N

C. F =1,5N

D. F= 1,625 N

Đáp án

Đáp án C

Giải thích: Theo câu 126, tích F.l = P.h, nên ta có:

F .50 = 5.15 => F= 75: 50 = 1,5N.

Câu 18 : Ở trường hợp lực kéo F = 2,5 N (trong bảng). Tỷ số giữa độ cao và chiều dài MPN là:

Đáp án

Đáp án B

Giải thích: Trong trường hợp lực kéo F = 2,5 N thì l = 30 cm, h = 15 cm

Câu 19 : Dùng một MPN dài 2,5m và cao 1 m để kéo một vật có khối lượng 500g thì phải cần một lực tối thiểu là:

A. 2,5 N

B. 2 N

C. 3 N

D. 1,5 N

Đáp án

Đáp án B

Giải thích:

Vật có khối lượng 500g thì có trọng lượng P = 5N

Áp dụng công thức F.l = P.h => F = P.h:l = 5.1:2,5 = 2N

Câu 20 : Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Dùng MPN chỉ có lợi cho ta về việc đổi chiều tác dụng của lực vào vật.

B. Dùng MPN chỉ có lợi cho ta về lực.

C. Dùng MPN vừa có tác dụng đổi chiều của lực vừa có lợi cho ta về lực.

D. Dùng MPN chỉ có lợi cho ta về đường di (quãng đường kéo vật).

Đáp án

Đáp án C

Giải thích: MPN giúp ta đổi chiều tác dụng của lực, vừa giảm độ lớn của lực tác dụng (giúp ta có lợi về lực).