Bài tập về Công và công suất Vật lí lớp 10 (Kèm đáp án)

A. LÝ THUYẾT: 1. Công cơ học: Một lực tác dụng vào vật làm vật dịch chuyển một đoạn S. Biết hợp với hướng dịch chuyển của vật một góc . Công của lực được xác định: . Đơn vị của công là Jun(J).

2. Công suất: Þ = , đơn vị của công suất là Oát(w).

3. Công suất trung bình: Þ = F.v Với v là vận tốc của vật.

4. Hiệu suất:

B. BÀI TẬP: I. Bài tập tự luận: Bài1: Một người kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây có phương hợp với phương ngang một góc = 450, lực tác dụng lên dây là 150N. Tính công của lực đó khi hòm trượt được 15m? Và khi hòm trượt , công của trọng lực bằng bao nhiêu?

HD: - Công của lực F: = 150.15. = 1586,25 J.

- Vì trọng lực luôn vuông góc với mặt sàn nên Ap = 0. Bài2: Một xe tải có khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều . Sau khi đi được quãng đường 144m thì xe đạt vận tốc 12m/s. Biết hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là = 0,04, lấy g = 10m/s2. a- Tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144m đầu tiên? b- Tính công suất của lực do động cơ xe hoạt động ở quãng đường nói trên? c- Hiệu suất hoạt động của động cơ xe tải? HD: Xe chịu tác dụng gồm 4 lực: trong đó a- AP = AN = 0

Gia tốc của xe: m/s2

Lực kéo của động cơ: F = m(a + g) = 2250 N => AF = 3,24.105 J. Lực ma sát: Fms = mg => = - 1,44.105 J

b- Từ công thức: v = v0 + at => t = v/a = 24s.

Þ = A/t = 0,13.105 = 13.103 w.

c- =

Bài3: a- Tính công và công suất của một người kéo một thùng nước có khối lượng 12 kg từ giếng sâu 8m lên trong 16s? Xem như thùng nước chuyển động đều. b- Nếu dùng máy để kéo thùng nước nói trên đi lên nhanh dần đều và sau 2s đã kéo lên thì công và công suất của máy bằng bao nhiêu? Và tính hiệu suất của máy khi đó? ( Lấy g = 10m/s2).

HD: a- Thùng nước chuyển động đều nên: F =P = mg = 120N AF = FS = 120. 8 = 960 J và công suất: Þ = A/t = 960/16 = 60w. b- Ta có : S = h = ½gt2 => a = 2h/ t2 = 2m/s2 F = m(a + g) = 144N AF = FS = 144.8 = 1152 J và công suất: Þ = A/t = 576w.

c- Hiệu suất của máy: H = AP/AF.100% Bài4: Một ôtô cos khối lượng m =1,2 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v =36 km/h. Biết công suất của động cơ ôtô là 8kw. Tính lực ma sát của mặt đường?

HD: Fms = F = Þ / v = 800N Bài5: Một ôtô có khối lượng 960kg đang chuyển động với vận tốc v = 36 km/h. Hỏi phải thực hiện một công là bao nhiêu đê hãm xe dừng lại?

HD: - Fh = ma mà ( v =0: vì dừng lại)

Ah = Fh.S.cos1800 = - 48000 J Bài6: Một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc có chiều cao h.

F



F



 F



 cos FS A 

t A

tp

ci

tp

ci

P P A A H  



 cos FS A  2

2



N P F F MS

   

; ; ; 0  N P

 

5,0 144 .2 12 2

2 2

   S v a

 

ms F A

% 100

tp

ci A A H  % 100

F

F F

A

A A

MS 

s v s

v v a 2 2

2 0 2 0 2    

ThuVienDeThi.com

a- Xác định công của trọng lực trong quá trình vật trượt hết dốc. b- Tính công suất trung bình của trọng lực, biết góc nghiêng của mặt dốc là . Bỏ qua mọi ma sát. HD: a- Công của trọng lực: Ap = mgSsin = mgh

c- Công suất trung bình Þ = A/t Với

Þ =

Bài7: Tính công cần thiết để kéo một vật có khối lượng m =100 kg từ chân lên đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 5m, nghiêng góc = 300 so sới đường nằm ngang. Biết rằng lực kéo song song với mặt nghiêng và hệ số ma sát = 0,01 và lấy g =10m/s2. Xét trong các trường hợp sau:

a- Vật chuyển động đều. b- Kéo nhanh dần đều trong 2s. HD: Khi vật trượt lên dốc thì Pt của trọng lực và lực ma sát cản trở chuyển động, với:

Pt = mgsin = 500N và Fms = N = = 8,66N a- Khi vật chuyển động đều thì: Fk = Pt + Fms = 508,66N => A = 2540 J. b- Khi vật chuyển động ndđ thì Fk – Pt – Fms = ma với a = 2S/t2 = 2,5 m/s2

=> A = 3790 J

:baøi 1:

Một gàu nươc có khối lượng 10 kg được kéo cho chuyển động thẳng đều lên độ cao 5m trong khoảng thời gian 1 phút 40 s . Tính công suất trung bình của lực kéo . Lấy g = 10 m/s2 .

HD: Công để kéo gàu nước thẳng đều thì công sinh ra chính băøng công của trong lực . Ta có : A = P.h = mg h

Vaø P = =

= 5 W . Bài 2 : Một ôtô có khối lượng 2 tấn , …