Đại lượng để so sánh khả năng thực hiện công của các máy khác nhau trong cùng một khoảng thời gian là công suất.. Công suất là đại lượng được đo băng thương số giữa độ lớn của công và t[r]
Trang 1A LÝ THUYẾT:
1 Công cơ học: Một lực F
tác dụng vào vật làm vật dịch chuyển một đoạn S Biết F
hợp với hướng dịch chuyển của vật một góc Công của lựcF
được xác định: AFScos Đơn vị của công là Jun(J)
2 Công suất: Þ =
t
A , 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:
tp ci tp
ci
P
P A
A
H
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: AFScos = 150.15
2
2
= 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: F FMS P N
;
;
; trong đó PN 0 a- AP = AN = 0
144 2
12 2
2 2
S
v
Lực kéo của động cơ: F = m(a +g) = 2250 N => AF = 3,24.105 J
ms F
A = - 1,44.105 J b- Từ công thức: v = v0 + at => t = v/a = 24s
Þ = A/t = 0,13.105 = 13.103 w
tp
ci
A
A
F
F F A
A A
MS
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%
Trang 2Bài4: Một ơtơ cos khối lượng m =1,2 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v =36 km/h Biết
cơng suất của động cơ ơtơ là 8kw Tính lực ma sát của mặt đường?
HD: Fms = F = Þ / v = 800N
Bài5: Một ơtơ cĩ khối lượng 960kg đang chuyển động với vận tốc v = 36 km/h Hỏi phải thực hiện một cơng là bao
nhiêu đê hãm xe dừng lại?
HD: - Fh = ma mà
s
v s
v v a
2 2
2 0 2
0
Ah = Fh.S.cos1800 = - 48000 J
Bài6: Một vật nhỏ khối lượng m trượt khơng vận tốc đầu từ một đỉnh dốc cĩ chiều cao h
a- Xác định cơng của trọng lực trong quá trình vật trượt hết dốc
b- Tính cơng suất trung bình của trọng lực, biết gĩc nghiêng của mặt dốc là Bỏ qua mọi ma sát
HD: a- Cơng của trọng lực: Ap = mgSsin = mgh
c- Cơng suất trung bình Þ = A/t Với
g
h g
h g
S a
S
sin
1 sin
2 sin
2 2
2
2
3
h mg
Bài7: Tính cơng cần thiết để kéo một vật cĩ khối lượng m =100 kg từ chân lên đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 5m,
nghiêng gĩc = 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 = mgcos = 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
:bài 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
Và P = A
t =
mgh t
= 5 W
Bài 2 :
Một ôtô có khối lượng 2 tấn , chuyển động thẳng đều lên dốc trên quãng đường 3 km Tính công thực hiện bởi động cơ ôtô trên quãng đường đó cho hệ số ma sát bằng 0,08 , độ nghiêng của dốc là 30 0 Lấy g = 10 m/s2 Giải :
Lực kéo của ôtô :
F mg cos
Công của lực đó trên đoạn đường s :
A F s mgs cos
HĐ3
Một ôtô khối lượng 20 T chuyển động chậm dần đều trên đường nằn ngang dưới tác dụng của lực ma sát ( với hệ số ma sát bằng 0,3 ) > vận tốc đầu của ôtô la 54 km/h , sau một khoảng ôtô dừng
Trang 3a.Tính công và công suất trung bình của lực ma sát trong thời gian đó
b TÍnh quãng đường ôtô đi được trong khoảng thời gian đó
Giải :
Công của lực làm vật chuyển động chậm dần :
A = F ms a.s ; 2 2
0
2 a s v t v Nên 2 20
2
t
2
v
A m
=-225.104 J Thời gian chuyển động cho đén khi dừng lại : V= a.t + v0 = -gt +v0 = 0 Vậy 0
v t g
= 5 s Công suất trung bình :P = A 45.104
b.Quãng đường đi được :
ms
A
F
II Trắc nghiệm:
Câu1: Đều nào sau đây là sai khi nĩi về cơng suất?
A Cơng suất được đo bằng cơng thực hiện trong một đơn vị thời gian B Cơng suất là đại lượng véc tơ
C Cơng suất cho biết tốc độ sinh cơng của vật đĩ D Cơng suất cĩ đơn vị là ốt(w)
Câu2: 1 mã lực (HP) cĩ giá trị bằng:
Câu3: Cơng cơ học là đại lượng:
A khơng âm B vơ hướng C luơn dương D véc tơ
Câu4: Chọn đáp án đúng? Khi ơtơ (hoặc xe máy lên dốc:
A Người lái xe sang số lớn (bằng cách đổi bánh xe răng trong hộp số sang bánh xe nhiều răng hơn) để tăng cơng suất của xe
B Người lái xe sang số nhỏ để tăng vận tốc của xe
C Người lái xe sang số nhỏ để tăng cơng suất của xe
D Người lái xe sang số nhỏ để tăng lực kéo của xe
Câu5: Chọn câu sai ?
A Đại lượng để so sánh khả năng thực hiện cơng của các máy khác nhau trong cùng một khoảng thời gian là cơng suất
B Cơng suất là đại lượng được đo băng thương số giữa độ lớn của cơng và thời gian để thực hiện cơng ấy
C Giá trị của cơng khơng phụ thuộc vào hệ quy chiếu
D Lực chỉ sinh cơng khi phương của lực khơng vuơng gĩc với phương dịch chuyển
* Đề chung cho câu 6,7:
Một người kéo một thùng nước cĩ trọng lượng 150N từ giếng sâu 8m lên trong 20 giây Biết thùng nước chuyển động đều
Câu6: Cơng của người kéo thùng nước là bao nhiêu?
A 12.103 J B 12.102 J C -12.103 J D -12.102 J
Câu7: Tính cơng suât của người đĩ?
Câu8: Đơn vị nào sau đây khơng phải là đơn vị của cơng cơ học?
A Jun (J) B Calo C Kilơốt giờ (KW.h) D Niutơn trên mét (N/m) Câu9: Trường hợp nào sau đây cơng của lực bằng khơng?
A Lực vuơng gĩc với phương chuyển động của vật
B Lực cùng phương với phương chuyển động
C lực hợp với phương chuyển động một gĩc lớn hơn một gĩc 900
D lực hợp với phương chuyển động một gĩc nhỏ hơn một gĩc 900
Câu10: Câu nào sau đây là khơng đúng khi nĩi về cơng suất?
A Cơng suất là đại lượng đo bằng cơng sinh ra trong một đơn vị thời gian
Trang 4B Công suất được tính bằng công thức: Þ =
t
A
C Đơn vị của công suất là oát (W) trong đó 1W = 1 J.s
D Đơn vị thực hành của công suất là W.h