Định nghĩa cơng: Khi lực khơng đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đĩ chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực gĩc thì cơng thực hiện bởi lực đĩ được tính theo c
Trang 1BÀI TẬP CHƯƠNG 4: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
PHẦN A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Định nghĩa cơng:
Khi lực khơng đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đĩ chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực gĩc thì cơng thực hiện bởi lực đĩ được tính theo cơng thức:
FG
α
A Fs cos= α
2 Chú ý:
( α = ⇒0 cosα = ⇒1 A Fs= ( lực sinh cơng dương
( α > ⇒0 cosα > ⇒0 A Fs cos= α > 0 ( lực sinh cơng dương
2
π
α = ⇒ α = ⇒ = ( lực khơng sinh cơng
2
π< α ≤ π ⇒ α < ⇒ = α < ( lực sinh cơng âm (cơng cản)
3 Đơn vị cơng
1J 1N.1m=
4 Cơng suất
Cơng suất là đại lượng đo bằng cơng sinh ra trong một đơn vị thời gian
A t
=
P
5 Đơn vị cơng suất
1J 1W 1s
=
6 Hệ thức liên lạc giữa lực và cơng suất
6.1) Chuyển động đều: P =F.v
Với v là vận tốc của vật chuyển động đều cùng hướng với FG
6.2) Chuyển động biến đổi:
( Cơng suất tức thời: P =F.v
( Cơng suất trung bình: A
t
P = 6.3) Chuyển động biến đổi đều:
( Cơng suất tức thời: P =F.v
( Cơng suất trung bình: v v0
F.v F
2
P = = ⎜⎛ + ⎞⎟
Trang 2PHẦN B: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN
Dạng 3: Tính công và công suất
Áp dụng các cơng thức tính cơng và cơng suất:
( Bước 1: Xác định độ lớn lực sinh cơng
( Bước 2: Tính quãng đường vật di chuyển
( Bước 3: Áp dụng cơng thức tính cơng và cơng suất
# Chú ý: Nếu vật chịu nhiều lực tác dụng, để tính cơng của một lực ta làm như sau:
( Bước 1: Xác định các lực tác dụng lên vật
( Bước 2: Chọn chiều dương
( Bước 3: Áp dụng định luật 2 Newton, viết phương trình định luật 2 Newton
( Bước 4: Tính lực kéo (lực nâng, v.v.)
)
( Bước 5: Tính quãng đường vật đi được (dựa trên các cơng thức chương I)
( Bước 6: Tính gĩc α =(F,sG G hợp bởi lực và đường đi
( Bước 7: Thế vào cơng thức A Fs cos= α tính cơng.
PHẦN C: BÀI TOÁN
Dạng 3: Tính công và công suất
Bài 1: Một chiếc trực thăng khối lượng m = 3 tấn, bay lên thẳng đều với vận tốc 54km/h Tính cơng do lực nâng thực hiện trong 1 phút Bỏ qua lực cản khơng khí Lấy g 10m / s= 2
Bài 2: Một gàu nước khối lượng 10kg được kéo cho chuyển động đều lên độ cao 5m trong khoảng thời gian
1 phút 40 giây Tính cơng suất trung bình của lực kéo Lấy g 10m / s= 2
Bài 3: Một người nhấc một vật cĩ khối lượng 6kg lên cao 1m rồi mang vật đi ngang với quãng đường 30m Tính cơng tổng cộng mà người đĩ thực hiện
Bài 4: Một ơtơ lên dốc, cĩ ma sát, với vận tốc khơng đổi Hãy kể ra các lực tác dụng lên ơtơ và nêu rõ lực nào sinh cơng dương, lực nào sinh cơng âm và lực nào khơng sinh cơng
Bài 5: Một vật nhỏ khối lượng m, đặt trên mặt sàn nằm ngang, khơng ma sát Dưới tác dụng của một lực kéo theo phương ngang, vật bắt đầu chuyển động và sau một khoảng thời gian đạt được vận tốc v Tính cơng của lực kéo
Bài 6: Vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang với vận tốc v = 7,2km/h, nhờ lực kéo FG hợp với hướng chuyển động gĩc α =600, độ lớn F = 40N Tính cơng của lực FG trong thời gian 10 phút
Bài 7: Một người nâng một vật nặng 300N lên độ cao 2m trong 6s Trong khi đĩ, một thang máy đưa một vật cĩ trọng lượng 3000N lên cao 10m trong 4s Hãy so sánh cơng, cơng suất của người và thang máy thực hiện
Bài 8: Người ta muốn nâng một hịm 200kg lên cao 7,5m với vận tốc khơng đổi trong khoảng thời gian 5s
Cĩ ba động cơ với cơng suất khác nhau: 1kW; 3,5kW; 6kW Hỏi động cơ nào thích hợp?
Trang 3Bài 9: Một thang máy có khối lượng 1tấn có thể chịu tải tối đa là 800kg Khi chuyển động, thang máy còn chịu một lực cản không đổi bằng 4000N Hỏi để đưa thang máy lên cao (có tải trọng tối đa) với vận tốc không đổi 3m/s thì công suất của động cơ phải bằng bao nhiêu?
Bài 10: Một cần cẩu nâng một vật nặng m = 5 tấn
a) Lực nâng của cần cẩu phải bằng bao nhiêu để vật có gia tốc không đổi bằng 0,5m / s2
b) Công suất của cần cẩu biến đổi theo thời gian ra sao?
c) Tính công mà cần cẩu thực hiện được sau thời gian 3s
Bài 11: Một ôtô chạy trên đường nằm ngang với vận tốc 72km/h Công suất của động cơ P =60kW
a) Tìm lực phát động của động cơ
b) Tính công của lực phát động khi ôtô chạy được quãng đường d = 6km
Bài 12: Một người kéo một vật m= 50kg chuyển động thẳng đều không ma sát lên một độ cao h = 1m Tính công của lực kéo nếu người kéo vật:
a) đi lên thẳng đứng
b) đi lên nhờ mặt phẳng nghiêng có chiều dài l =3m
So sánh công thực hiện trong hai trường hợp
Bài 13: Xe ôtô chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu, đi được quãng đường s = 100m thì đạt vận tốc v = 72km/h Khối lượng ôtô m =1 tấn, hệ số ma sát lăn giữa xe và mặt đường là 0,05 Tính công do lực kéo của động cơ thực hiện
Bài 14: Sau khi cất cánh 0,5 phút, trực thăng có m = 6 tấn, lên độ cao h = 900m Coi chuyển động là nhanh dần đều Tính công của động cơ trực thăng
Bài 15: Một vật nhỏ khối lượng m, trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc có chiều cao h
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 và mặt ngang là Bỏ qua mọi ma sát
α
III HẾT JJJ