Vật lý 10 chương 4 đề bài

Câu 3: Chất điểm M chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực không đổi F.. Động lượng chất điểm ở thời điểm t là: Câu 5: Một vật khối lượng 0,7 kg đang chuyển động theo phương

CHƯƠNG 4 CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

BÀI 1 ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

MỤC TIÊU

1 Viết được biểu thức tính xung lượng của lực

2 Viết được công thức tính động lượng và trình bày đặc điểm cảu vectơ động lượng

3 Trình bày được đặc điểm của hệ kín

4 Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng

1 Vận dụng được công thức lí thuyết để giải các bài tập có liên quan đến động

lượng, xung lượng

khoảng thời gian ngắn, có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng

thái chuyển động của vật Ví dụ hai hòn bị va chạm với

nhau làm đổi hướng chuyển động, búa máy rơi xuống cọc

làm cọc lún sâu vào trong đất,

Cầu thủ đá mạnh vào quả bóng, quả bóng đang đứng yên sẽ bay đi Như vậy người đã truyền chuyển động của quả bóng

Khi một lực F không đổi tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian t thì tích F t được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian t ấy

Đơn vị của xung lượng của lực là N.s

b Đo xung lượng của lực Động lượng

Để đo xung lượng của lực ta dựa vào định luật II Niu-tơn

Giả sử lực F tác dụng vào vật có khối lượng m làm vận tốc vật biến thiên từ v đến 1 v 2

Ý nghĩa: Lực tác dụng đủ mạnh trong một khoảng thời gian thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật

2 Định luật bảo toàn động lượng

Ví dụ: Xét hai bi tương tác không ma sát trên mặt phẳng

ngang Trường hợp này hệ được xem là hệ cô lập

Hệ 2 viên bi cô lập vì các ngoại lực P , N , P , N1 1 2 2 triệt tiêu nhau

b Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập

Xét một hệ cô lập gồm hai vật 1 và 2 Lực tương tác giữa hai vật là F , F 1 2

Theo định luật III Niu-tơn: F1 F2

Suy ra F t1            F t2 p1 p2 p1 p2 0

Độ biến thiên động lượng của hệ bằng không, nghĩa là tổng động lượng của hệ p1p2 không đổi

Kết luận: Động lượng của một hệ cô lập là đại lượng được bảo toàn

Ví dụ 2: Một quả bóng đang bay với vận tốc v thì đập vào một bức tường và bật trở lại với cùng độ lớn vận tốc

Độ biến thiên động lượng của quả bóng bằng

Hướng dẫn giải

v ; v    p ; p    p p p 2p p cos

Ví dụ: Hệ vật gồm 2 viên bi cùng khối lượng 1 kg

chuyển động với vận tốc lần lượt bằng 3 m/s và 4 m/s theo hai phương vuông góc với nhau Tổng động lượng của hệ bằng

Hướng dẫn giải

b) Trường hợp v và 1 v cùng phương, ngược chiều 2

Động lượng p cùng hướng với v và có độ lớn: 2

Ví dụ 2: Một người có khối lượng 55 kg thả mình rơi tự do từ vị trí cách

mặt nước 4 m Sau khi chạm mặt nước 0,5 s thì dừng lại, g = 9,8 m/s2 Lực

cản do nước tác dụng lên người đó là

Độ biến thiên động lượng được xác định bằng biểu thức: p F t  

Chọn chiều dương là chiều từ trên xuống dưới

Chú ý: Thông thường ta hay chọn

chiều dương là chiều chuyển động của vật thì lực cản luôn âm.

Chọn D

Ví dụ 3: Quả bóng khối lượng m = 0,8kg chuyển động với vận tốc v = 12m/ s đến đập vào tường rồi bật trở lại

với cùng vận tốc v, hướng vận tốc của bóng trước và sau va chạm tuân theo quy luật phản xạ gương Tính độ lớn động lượng của bóng trước, sau va chạm và độ biến thiên động lượng của bóng nếu bóng đến đập vào tường dưới góc tới bằng:

Câu 2: Trong quá trình nào sau đây, động lượng của vật không thay đổi?

A Vật chuyển động tròn đều B Vật được ném ngang

C Vật đang rơi tự do D Vật chuyển động thẳng đều

Câu 3: Chất điểm M chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực không đổi F Động lượng chất điểm ở thời điểm t là:

Câu 5: Một vật khối lượng 0,7 kg đang chuyển động theo phương ngang với tốc độ 5 m/s thì va vào bức tường

thẳng đứng Nó nảy ngược trở lại với tốc độ 2 m/s Chọn chiều dương là chiều bóng nảy ra Độ thay đổi động lượng của nó là:

A 3,5 kgm/s B 2,45 kgm/s C 4,9 kgm/s D 1,1 kgm/s

Câu 6: Phát biểu nào sau đây sai:

A Động lượng là một đại lượng vectơ

B Xung lượng của lực là một đại lượng vectơ

C Động lượng tỉ lệ với khối lượng vật

D Động lượng của vật trong chuyển động tròn đều không đổi

Câu 7: Một chất điểm chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực không đổi F = 0,1 N Động lượng

chất điểm ở thời điểm t = 3s kể từ lúc bắt đầu chuyển động là

A 30 kgm/s B 3 kgm/s C 0,3 kgm/s D 0,03 kgm/s

Câu 8: Hình dưới là đồ thị tọa độ - thời gian của một vật có khối lượng 3 kg

Động lượng của vật tại thời điểm t1 = 1s và thời điểm t2 = 5s lần lượt bằng:

A p14kg.m / s;p20 B p10;p20

C p10;p2 4kg.m / s. D p14kg.m / s;p2 4kg.m / s

Câu 9: Một vật 3 kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 2 s Độ biến thiên động lượng của vật trong

khoảng thời gian đó là (lấy g = 9,8 m/s2)

A 60 kg.m/s B 61,5 kg.m/s C 57,5 kg.m/s D 58,8 kg.m/s

Câu 10: Một quả bóng khối lượng 250 g bay tới đập vuông góc vào tường với tốc độ v1 = 5m/s và bật ngược trở lại với tốc độ v2 = 3m/s Động lượng của vật đã thay đổi một lượng bằng

A 2 kg.m/s B 5 kg.m/s C 1,25 kg.m/s D 0,75 kg.m/s

Câu 11: Hệ gồm hai vật 1 và 2 có khối lượng và tốc độ lần lượt là 1 kg; 3 m/s và 1,5 kg; 2 m/s Biết hai vật

chuyển động theo hướng ngược nhau Tổng động lượng của hệ này là

A 6 kg.m/s B 0 kg.m/s C 3 kg.m/s D 4,5 kg.m/s

Câu 12: Hệ gồm hai vật có động lượng là p1 = 6 kg.m/s và p2 = 8 kg.m/s Động lượng tổng cộng của hệ p = 10 kg.m/s nếu:

A p và 1 p cùng phương, ngược chiều 2 B p và 1 p cùng phương, cùng chiều 2

C p và 1 p hợp với nhau góc 302 o D p và 1 p vuông góc với nhau 2

Câu 13: Phát biểu nào sau đây là sai? Trong một hệ kín

A các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau

B các nội lực từng đôi một trực đối

C không có ngoại lực tác dụng lên các vật trong hệ

D nội lực và ngoại lực cân bằng nhau

Câu 14: Hình nào biểu diễn đúng quan hệ giữa v và p của một chất điểm? (A)

Câu 15: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A Động lượng của một vật bằng tích khối lượng và vận tốc của vật

B Động lượng của một vật là một đại lượng vectơ

C Động lượng của một vật có đơn vị của năng lượng

D Động lượng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật

Câu 16: Một vật khối lượng 1 kg chuyển động tròn đều với tốc độ 10 m/s Độ biến thiên động lượng của vật

sau một phần tư chu kì kể từ lúc bắt đầu chuyển động bằng

A 20 kg.m/s B 0 kg.m/s C 10 2 kg.m/s D 5 2 kg.m/s

Câu 17: Hai vật có khối lượng m1 = 2kg và m2 = 3kg chuyển động ngược chiều nhau với tốc độ lần lượt bằng 8 m/s và 4 m/s Độ lớn tổng động lượng của hệ bằng

A 16 kg.m/s B 12 kg.m/s C 30 kg.m/s D 4 kg.m/s

Câu 18: Một vật có khối lượng 2 kg rơi tự do xuống đắt trong khoảng thời gian 0,5 s Độ biến thiên động lượng

của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Cho g = 10m/s2

8

Câu 20: Một vật khối lượng 10 kg chuyển động tròn đều trên quỹ đạo tròn có bán kính 50 cm Độ lớn gia tốc

hướng tâm là 8 m/s2 Động lượng của vật có độ lớn bằng

A 10 kg.m/s B 20 kg.m/s C 30 kg.m/s D 45 kg.m/s

Câu 21: Viên đạn khối lượng 10 g đang bay với vận tốc 600 m/s thì gặp một cánh cửa thép Đạn xuyên qua cửa

trong thời gian 0,001 s Sau khi xuyên qua cửa vận tốc của đạn còn 300 m/s Lực cản trung bình của cửa tác dụng lên đạn có độ lớn bằng

A 3000 N B 900 N C 9000 N D 30000 N

Câu 22: Một quả bóng khối lượng 0,5 kg đang nằm yên thì được đá cho nó chuyển động với vận tốc 30 m/s

Xung lượng của lực tác dụng lên quả bóng bằng

Câu 23: Một vật có khối lượng 0,5 kg trượt không ma sát trên một mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 5 m/s đến

va chạm vào một bức tường thẳng đứng theo phương vuông góc với tường Sau va chạm vật đi ngược trở lại phương cũ với tốc độ 2 m/s Thời gian tương tác là 0,2 s Lực F do tường tác dụng có độ lớn bằng

Dạng 2: Bảo toàn động lượng

Bài toán 1: Sự nổ của đạn

 Phương pháp giải

Xét bài toán: Viên đạn có khối lượng m đang

chuyển động với vận tốc v , sau đó nổ thành hai 0

mảnh có khối lượng m , m chuyển động với vận 1 2

tốc v , v 1 2

Suy ra: mm1m 2

* Động lượng của đạn trước khi nổ: pt m.v0

* Động lượng của đạn sau khi nổ:

- Sau khi viết phương trình vectơ của định luật và

chiếu lên hệ trục tọa độ đã chọn sẽ tiến hành giải

toán để suy ra các đại lượng cần tìm Trong bước

này nhiều khi có thể biểu diễn phương trình vectơ

trên hình vẽ đề tìm được lời giải

Ví dụ: Một viên đạn có khối lượng m = 1,5kg khi

bay đến điểm cao nhất của quỹ đạo parabol với vận tốc v = 180m/s theo phương nằm ngang thì nổ thành hai mảnh Một mảnh có khối lượng m1 = 1kg bay thẳng đứng xuống dưới với vận tốc v1 = 150m /s Hỏi mảnh kia bay theo hướng nào và với vận tốc bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Xét hệ là viên đạn Vì thời gian nổ là rất ngắn và trong thời gian nổ, nội lực rất lớn so với ngoại lực (trọng lượng của đạn) nên hệ có thể coi là kín Động lượng trước va chạm:

pmv 1,5.180 270kg.m / s

Khối lượng mảnh thứ hai: m2 m m10,5kg.Động lượng sau va chạm: p1p2m v1 1m v2 2Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

1 2

p p pCác vectơ vận tốc như hình vẽ

Từ hình vẽ suy ra: p2  p12p2Vận tốc của mảnh thứ hai:

2 2 1 2

10

Bài toán 2: Chuyển động bằng phản lực

 Phương pháp giải

Bài toán chuyển động bằng phản lực hay gặp nhất

bao gồm các bài toán súng giật lùi khi bắn và

chuyển động của tên lửa

* Xét bài toán súng giật lùi khi bắn Hệ kín gồm

sung và đạn Gọi m là khối lượng của súng, 1 m là 2

khối lượng của đạn

- Lúc đầu chưa bắn, động lượng của hệ: p1 0

- Sau khi bắn: đạn bay theo phương ngang với vận

tốc v thì súng bị giật lùi với vận tốc 2 v 2

Suy ra động lượng của hệ sau khi bắn:

Vậy súng và đạn chuyển động ngược chiều nhau

* Xét bài toán chuyển động của tên lửa: Ban đầu tên

lửa có khối lượng m, chuyển động với vận tốc v

Sau đó có một lượng khí m phụt ra sau với vận tốc 1

1

v , phần tên lửa còn lại m2 m m1 sẽ tiến về

phía trước với vận tốc v 2

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

1 1 2 2 1 1 2 2

mvm v m v mv m v m v

Từ đó rút ra đại lượng đề bài yêu cầu

Ví dụ 1: Một khẩu súng đại bác nằm ngang, khối

lượng m = 1000 kg, bắn một viên đạn khối lượng sd

m = 2,5 kg Vận tốc viên đạn ra khỏi nòng súng là

600 m/s Tìm vận tốc của súng sau khi bắn

Hướng dẫn giải

Xét hệ gồm súng - đạn Ngoại lực tác dụng lên hệ là trọng lực P, trọng lực này không đáng kể so với lực tương tác giữa hai vật Do đó hệ được coi là hệ kín

- Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0

- Động lượng của hệ sau khi bắn súng là:

Hay vs  1,5m / s (Dấu - chứng tỏ vận tốc của sung ngược lại với đạn)

Ví dụ 2: Một tên lửa khối lượng tổng cộng m = 700

kg đang chuyển động với vận tốc v = 180m / s thì khai hoả động cơ Một lượng nhiên liệu có khối lượng m1 = 75kg cháy và phụt tức thời ra phía sau với vận tốc v1 = 600m/s Tính vận tốc tên lửa sau khi nhiên liệu cháy phụt ra

Hướng dẫn giải

Ta coi như tên lửa là một hệ kín khi chuyển động và tương tác và áp dụng được định luật bảo toàn động lượng

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

 

1 1 2 2

mvm v m v *Chiếu (*) lên phương chuyển động, theo hướng của

 Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Một khẩu súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn một viên đạn khối lượng md = 2,5kg Vận tốc viên đạn ra khỏi nòng súng là 600 m/s Tìm vận tốc của súng sau khi bắn?

A 1 m/s B -1 m/s C 1,5 m/s D -1,5 m/s

Câu 2: Một pháo thăng thiên có khối lượng đầu pháo M = 100 g và m = 50g thuốc pháo Khi đốt pháo, giả thiết

toàn bộ thuốc cháy tức thời phun ra với vận tốc 100 m/s Vận tốc bay lên theo phương thẳng đứng của đầu viên pháo là

A - 10 m/s B 10 m/s C 50 m/s D -50 m/s

Câu 3: Một tên lửa vũ trụ khi bắt đầu rời bệ phóng trong giây đầu tiên đã phụt ra một lượng khí đốt 1300 kg với

vận tốc 2500 m/s Lực đẩy tên lửa tại thời điểm đó là:

A 3,5.106 N B 3,25.106 N C 3,15.106 N D 32,5.106 N

Câu 4: Một tên lửa có khối lượng M = 5 tấn đang chuyển động với vận tốc v = 100 m/s thì phụt ra phía sau một

lượng khí mo = 1 tấn Vận tốc khí đối với tên lửa lúc chưa phụt là v1 = 400 m/s Sau khi phụt khí vận tốc của tên lửa có giá trị là:

A 200 m/s B 180 m/s C 225 m/s D 250 m/s

Câu 5: Một viên đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng

của quả lựu đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s Tốc độ và hướng chuyền động của mảnh thứ hai là

A 12,5 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu B 12,5 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu

C 6,25 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu D 6,25 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu

Câu 6: Một viên đạn có khối lượng M = 5 kg đang bay theo phương ngang với vận tốc v0 200 3m/s thì nổ thành 2 mảnh Mảnh thứ nhất có khối lượng m1 = 2 kg bay thẳng đứng xuống với vận tốc v1 = 500 m/s, còn mảnh thứ hai bay theo hướng nào so với phương ngang?

Câu 7: Một viên đạn đang bay thẳng đứng lên phía trên với vận tốc 200 m/s thì nổ thành hai mảnh bằng nhau

Hai mảnh chuyển động theo hai phương đều tạo với đường thẳng đứng góc 60° Hãy xác định vận tốc của mỗi mảnh đạn

A 66,67 m/s B 30 m/s C 20 m/s D 30,37 m/s

Câu 9: Một tên lửa có khối lượng tổng cộng 100 tần đang bay với vận tốc 200 m/s đối với Trái Đất thì phụt ra

phía sau (tức thời) 20 tấn khí với vận tốc 500 m/s đối với tên lửa Tính vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí

A 375 m/s B 325 m/s C 300 m/s D 350 m/s

12

BÀI 2 CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

MỤC TIÊU

1 Viết được biểu thức tính công trong các trường hợp

2Viết được công thức tính công suất và cách đổi các đơn vị công suất

3 Viết được công thức tính hiệu suất của máy cơ

1 Vận dụng các công thức lí thuyết để giải các bài tập về công, công suất,

hiệu suất

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Định nghĩa và viết biểu thức của công

Định nghĩa: Công thực hiện bởi một lực không đổi là đại lượng đo bằng tích của

độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời trên phương của lực

Biểu thức: AF.SF.s.cos 

Trong hệ SI, đơn vị công là Jun (J): 1 Jun là công thực hiện bởi lực có cường độ

1N làm dời chỗ điểm đặt của lực 1m theo phương của lực

Công phát động và công cản:

Công A là đại lượng vô hướng và có giá trị đại số tùy thuộc vào dấu của cos:

- Nếu  nhọn thì A > 0 gọi là công phát động

- Nếu  tù thì A < 0 gọi là công cản

Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công của lực và

được đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian

Chú ý: Đơn vị kWh là đơn vị công:

1kWh = 3600000 J

Công thức: P A

t

Trong hệ SI, đơn vị công suất là Jun/giây gọi là Oát (W)

Ngoài ra còn dùng kilôoát (kW) và mêgaoát (MW):

H 100%

A

 gọi là hiệu suất của máy Hiệu suất có giá trị nhỏ hơn 1

Bước 2: Xác định góc tạo thành của các lực với

chiều dịch chuyển của vật

Bước 3: Tính công của các lực

Ví dụ: Một vật nặng có khối lượng 10 kg, chịu tác

dụng của lực F có độ lớn 50 N hợp với chiều kchuyển động góc 30o; trọng lực P; phản lực Q Công của các lực tác dụng lên vật là bao nhiêu? Biết vật dịch chuyển được quãng đường 5 m Bỏ qua ma sát

Bước 3: Công của các lực

P

A P.s.cos mg.5.cos90 0J

o 3

N

A Q.s.cos Q.5.cos90 0J

 Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một người dùng một lực 1000N kéo một thùng gỗ làm nó dịch chuyển đoạn đường 50m Lực kéo tác

dụng lên vật hợp với phương ngang góc 60o Công của lực kéo là

A 20000 J B 25000 J C 30000 J D 35000 J

Hướng dẫn giải

Ta có: AFscos 1000.50.cos60o 25000J

Chọn B

Ví dụ 2: Người ta kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng

một dây có phương hợp với phương ngang một góc 45o, lực tác dụng

lên dây là 150N Tính công của lực kéo đó khi hòm trượt được 15m

Khi hòm trượt, công của trọng lực bằng bao nhiêu?

Ví dụ 3: Nhờ cần câu, một kiện hàng khối lượng 4 tấn được nâng đều thẳng đứng lên cao đến độ cao 12m Tính

công của lực nâng Lấy g = 10 m/s2

Do lực nâng có phương thẳng đứng, hướng theo

chiều dịch chuyển của kiện hàng nên  = 0°

Công của lực nâng:

Áp dụng công thức tính công: AF.s.cos ta được:

Công của lực kéo F : A1 1 750.15 2 7954,95J

16

Bài toán 2: Bài toán tính công có sử dụng công thức động học chất điểm

 Phương pháp giải

Trong bài toán này ta sẽ gặp các kiểu bài tính công

của lực khi biết một số các đại lượng động học như

vận tốc, gia tốc, quãng đường, thời gian, trong các

chuyển động thẳng đều và thẳng biến đồi đều

Bước 1: Xác định quãng đường s mà vật đi được

(nếu đề bài chưa cho biết F thì có thể tính lực theo

định luật II Niu-tơn: F = ma)

Bước 3: Áp dụng công thức tính công và tìm ra đại

lượng đề bài yêu cầu: A Fscos  

Ví dụ: Một ô tô có khối lượng 500 kg đang chuyển

động đều với vận tốc 54 km/h thì hãm phanh và dừng lại sau khi đi được thêm 15 m Tính công của lực hãm

Hướng dẫn giải

Đổi 54 km/h = 15 m/s

Bước 1: Quãng đường vật đi được: s = 15m

Bước 2: Lực hãm tác dụng lên vật trong quá trình

AFscos 3750.15.cos180  56250 J

 Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một xe tải khối lượng 2,5 tấn bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều sau khi đi quãng đường 144 m

thì vận tốc đạt được 12 m/s Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là  = 0,04 Tính công của các lực tác dụng lên

xe trên quãng đường 144m đầu tiên Lấy g = 10 m/s2

Hướng dẫn giải

Các lực tác dụng lên xe gồm: trọng lực P; phản lực pháp tuyến Q ; lực kéo của động cơ F và lực ma sát ms

F như hình vẽ bên

Vì P và Q vuông góc với đường đi nên AP AQ 0

Gia tốc của xe:

2 2 2 2

2 o

Ví dụ 2: Một chiếc trực thăng khối lượng m = 3,6 tấn, bay lên thẳng đều với vận tốc 54 km/h Tính công do lực

nâng thực hiện trong 1 phút Bỏ qua lực cản của không khí

Quãng đường trực thăng đi được trong một phút: s = vt = 15.60 = 900m

Công của lực nâng trong 1phút:   o 7

Quảng đường vật đi được trong 5 phút: s = vt = 2.5.60 = 600m

Công của lực F: AF.s.cos 45.600.0,5 13500J.

Chọn C

 Bài tập tự luyện dạng 1

Câu 1: Lực tác dụng lên một vật đang chuyển động thẳng biến đổi đều không thực hiện công khi

A lực vuông góc với gia tốc của vật

B lực ngược chiều với gia tốc của vật

C lực hợp với phương của vận tốc với góc 

D lực cùng phương với phương chuyển động của vật

Câu 2: Một vật có khối lượng 1 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 3 m, cao 1,2 m

Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng bằng 2 m/s Lấy g = 10 m/s2 Công của lực ma sát bằng

Câu 3: Một khối hộp có khối lượng 10 kg được đẩy lên đều cao 3 m theo mặt phẳng nghiêng góc 30° với tốc độ

không đổi bởi lực F dọc theo mặt phẳng nghiêng Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng là 0,2 Lấy g =10 m/ s2 Công của lực F bằng

Câu 4: Đơn vị không phải đơn vị của công suất là

Câu 5: Thả rơi một hòn sỏi khối lượng 50 g từ độ cao 1,2 m xuống một giếng sâu 3 m Công của trọng lực khi

vật rơi chạm đáy giếng là (Lấy g = 10 m/s2)

Câu 6: Một lực F = 50 N tạo với phương ngang một góc  = 30°, kéo một vật và làm chuyển động thẳng đều trên một mặt phẳng ngang Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng 6 m là

Câu 7: Một vật có khối lượng 2 kg rơi tự do từ độ cao 10 m so với mặt đất Bỏ qua sức cản không khí Lấy g =

9,8 m/s2 Trong thời gian 1,2 s kể từ lúc bắt đầu thả vật, trọng lực thực hiện một công bằng

A 260 J B 138,3 J C 69,15 J D 34,75 J

Câu 8: Một vật 5 kg được đặt trên mặt phẳng nghiêng Chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 10 m, chiều cao 5

m Lấy g = 10 m/s2 Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có độ lớn là

Câu 9: Một vật 5 kg được đặt trên mặt phẳng nghiêng Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng bằng 0,2 lần

Bước 2: Tính thời gian t

Nếu chưa biết thời gian t thì ta có thể tính dựa vào:

các công thức động lực học có liên quan đến t

Bước 3: Áp dụng công thức tính công suất của lực:

A

P

t



Ví dụ: Một ô tô có khối lượng 500 kg đang chuyển

động đều với vận tốc 54 km/h thì hãm phanh và dừng lại sau khi đi được thêm 15 m Tính công suất trung bình của lực hãm từ lúc hãm phanh tới lúc dừng

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tính được độ lớn công của lực hãm trong

ví dụ của phương pháp giải bài toán 2 dạng 1: A =

Ví dụ 1: Một người nâng một vật nặng 300 N lên độ cao 3 m trong 4,5 s Trong khi đó, một thang máy đưa một

khối lượng nặng 3000 N lên độ cao 12 m trong 5 s Hãy so sánh công, công suất của người và máy đã thực hiện

A A1A ;2 𝒫1 > 𝒫2 B A1A ;2 𝒫1 > 𝒫2 C A1A ;2 𝒫1 < 𝒫2 D A1A ;2 𝒫1 < 𝒫2

Hướng dẫn giải

Công của người: A1300.3 900J.

Công của máy: A23000.12 36000J. So sánh: A2A 1

Công suất của người: 𝒫1 1

Ví dụ 2: Một máy bơm nước, mỗi giây có thể bơm được 18 lít nước lên

bể nước ở độ cao 15 m Nếu coi mọi tổn hao là không đáng kể Trong

thực tế hiệu suất của máy bơm chỉ là 0,8 Hỏi sau 30 phút, máy bơm đã

thực hiện một công bằng bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2; d = 1000 kg/m3

A 6,075.10 J 6 B 7,594.10 J.6

C 6,075.10 J.6

D 7,594.10 J 6

Chú ý: m V.D. Trong VD2 khối lượng nước:

 3

Trọng lượng của 18 lít nước bằng: P = 18.10 = 180N

Công thực hiện trong 1s: A = P.h = 180.15 = 2700 J

Công suất của máy bơm: 𝒫 = 2700 W

Coi 𝒫 = 2700 W là công suất có ích của máy bơm với hiệu suất H = 0,8 thì công suất thực của máy bơm là

 𝒫’ = 𝒫 2700  

/H 3375 W 0,8

Gọi F là lực kéo của máy, theo định luật lI Niu-tơn ta có: F P ma

Chiếu lên chiều dương là chiều chuyển động ta được: F P ma

F P ma m g a 12 10 4 168N

Công của máy: AF.s 168.8 1344 J    

Công suất của máy: 𝒫 A 1344  

672 W

t 2

Ví dụ 4: Một ô tô chạy đều trên quãng đường nằm ngang với vận tốc 80

km/h Đến quãng đường dốc, lực cản tăng gấp 3 lần Mở ga tối đa cũng

chỉ tăng công suất động cơ lên được 1,2 lần Hỏi vận tốc tối đa của xe

trên đường dốc là bao nhiêu?

 Công suất: P A F.v

t

Hướng dẫn giải

20

Gọi F ;F và 1 0 P là lực kéo của ô tô, lực cản và công suất động cơ ô tô trên đường ngang 1

Vì ô tô chạy đều nên F1Fc và P1F v1 1

Câu 1: Một động cơ điện cung cấp công suất 15 kW cho một cần câu nâng 1000 kg lên cao 30 m Lấy g = 10

m/s2 Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là

Câu 2: Một ô tô chạy đều trên đường với vận tốc 72 km/h Công suất trung bình của động cơ là 60 kW Công

của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường 6 km là

A 1,8.108 J B 15.106 d C 1,5.106 J D 18.106 J

Câu 3: Một thang máy khối lượng 1 tấn có thể chịu tải tối đa 800 kg Khi chuyển động thang máy còn chịu một

lực cản không đổi bằng 4.103 N Đề đưa thang máy lên cao với vận tốc không đổi 3 m/s thì công suất của động

cơ phải bằng (cho g = 9,8 m/s2)

A 35520W B 64920 W C 55560 W D 32460 W

Câu 4: Một xe tải chạy đều trên đường ngang với tốc độ 54 km/h Khi đến quãng đường dốc, lực cản tác dụng

lên xe tăng gấp ba nhưng công suất của động cơ chỉ tăng lên được hai lần Tốc độ chuyển động đều của xe trên đường dốc là

A 10 m/s B 36 m/s C 18 m/s D 15 m/s

Câu 5: Một động cơ điện cỡ nhỏ được sử dụng đề nâng một vật có trọng lượng 2,0 N lên cao 80 cm trong 4,0 s

Hiệu suất của động cơ là 20% Công suất điện cấp cho động cơ bằng

Câu 6: Một ô tô chạy đều trên đường nằm ngang với vận tốc 54 km/h Công suất của động cơ ô tô là 72 kW

Lực phát động của động cơ ô tô là

Câu 7: Một động cơ điện có hiệu suất là 80%, phải kéo đều một buồng thang máy nặng 400 kg đi lên thẳng

đứng 1200 m trong thời gian 2 phút theo đường thông của một mỏ thanh Lấy g = 10 m/s2 Công suất điện cần

sử dụng là

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Máy có công suất lớn thì hiệu suất của máy đó nhất định cao

B Hiệu suất của một máy có thê lớn hơn 1

C Máy có hiệu suất cao thì công suất của máy nhất định lớn

D Máy có công suất lớn thì thời gian sinh công sẽ nhanh

Câu 9: Một vật khối lượng 1500 kg được cần câu nâng đều lên độ cao 20 m trong khoảng thời gian 15 s Lấy g

= 10 m/ s2 Công suất trung bình của lực nâng của cần cầu là

A 15000 W B 22500 W C 20000 W D 1000 W