Giải bài tập Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất

§24. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
A. KIẾN THỨC Cơ BẲN
Công
Định nghĩa công
Khi lực F không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc a thì công thực hiện bỗi lực đó được tính theo công thức:	A = Fscosa
Biện luận
Công là đại lượng vô hướng, tùy theo giá trị cùa cosa ta có các trường hợp sau:
ữ nhọn, cosơ > 0, suy ra A > 0; khi đó A gọi là công phát dộng.
a = 9CP, cosa = 0, suy ra A = 0; khi điểm đặt của lực chuyển dời theo phương vuông góc với lực thì lực sinh công A = 0.
a tù, cosa < 0, suy ra A < 0
Khi góc a giữa hướng của lực F và hướng của chuyển dời là góc tù thì lực F có tác dụng cản trở chuyển động và công do lực F sinh ra A < 0 được gọi là công cản (hay công âm).
Đơn vị công
Đơn vị công là jun (kí hiệu là J). Nếu F = 1 N và s = 1 m thì:
A = 1 N.1 m = 1 N.m = 1 J
dun là công do lực có độ lớn 1N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời 1m theo hướng của lực.
Công suất
Khái niệm công suất
Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.
A
Công thức:
Đơn vị công suất
Đơn vị công suất là jun/giây, được đặt tên là oát, kí hiệu w.
1W=^
ls
Oát là công suất của một thiết bị được thực hiện công bằng 1J trong thời gian 1 s.
Người ta còn sử dụng một đơn vị thực hành của công là oát giờ (W.h):
1 w.h = 3 600 J 1 kW.h = 3 600 kJ
Công suất của một lực
- Giả sử một lực F không đổi có điểm đặt chuyển dời một đoạn s theo hướng của lực trong thời gian t. Lực F đã sinh công A - Fs trong khoảng thời gian t.
Đại lượng :y’tb = — = Fd gọi là công suất trung bình của lực F trong thời gian t.
F — gọi lảcỏng suất tức thời của lực F, vi At	ũ
- Nếu xét trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ At trong đó điểm dặt của lực di chuyển một đoạn vô cùng nhỏ As thi công do lực sinh ra là AA = F. As.
Đại lượng = —
At
hên có thể viết: ./=- Fv trong đó V là vặn tốc tức thời.
Cõng suất tức thời của một lực được đo bằng tích của cường đỏ lực với độ lớn của vận tóc tức thời của điểm đặt lục.
Câng suất của một thiết bị sinh công
Công suất của- một thiết bị sinh cõng bằng cõng suất của các lực sinh công do thiết bị đó tạo ra.
HOẠT ĐỘNG
C1. Nê.u ba ví dụ vé lục sinh cổng.
C2. Xác định dấu của cõng A trong những trường hợp sau:
Công của lực kéo của động cơ ô tõ khi ô tô lên dóc;
Công của lực ma sat của mặt đường khi ô tô lên dốc;
Cõng của trọng lực của vệ tinh bay vòng tròn quanh Trái Đất;
Công của trọng lực khi máy bay cất cánh.
C.3. So sánh công suất của các máy sau:
Cần cẩu Mĩ nâng được 800 kg lên cao 5 m trong 30 s.
Cẩn cẩu M; nâng được 1 OOOkg lên cao 6 m trong 1 phút.
Chú ý: Người ta còn dùng đơn vị mã lực để đo cõng suất Ồ nước Pháp: 1 mã lực = 1 cv = 736 w.
Ồ nước Anh:	1 mã lực = 1 HP = 746 w.
Phát- biêu định nghía công vã đơn vị cóng. Nèu V nghĩa cúa cóng am.
Phát biêu (lịnh nghĩa cõng suât và đơn vị công suát. Nêu ý nghía vạt li cua cong suât? Đơn vị nào sau (lay không phái là đơn vị cong suât?
A. J.s.	B. w.	C. Nail's.	ĩ). IIP.
Cọng có thè hiếu thị bàng tích cúa A. nàng lượng va khoang thời gian, c. lực và quảng đường đi được.
Chọn đáp an đung.
c. CẢU HỎI VÀ BÀI TẬP 1 2 3
B. lực. quàng đường di dược vã khoang thời gian D. lực vã vặn tóc.
Một lực F không đòi lien tục kéo mọt vật chuyên dộng với vặn tòc V theo hướng cua
F . Công suát cùa lực E là:
I). Fv
c, Ft..
A. Fvt.	B. Fv.
Chọn dấp án đúng.
Một. người kéo một khõ'i gỗ khối lượng 80 kg trượt trẽn sàn nhà hàng một dày co phương hợp góc 30" so với phương nàm ngang. Lực tác dụng len day bàng 150 N. Tinh cóng cùa lực đó khi khôi gỗ trượt đi được 20 m.
Một dộng cữ điện cung cấp cong suất. 15 kw cho một cần cấu nạng 1000 kg lén cao 30 111. Lấy g = 10 m/sl Tính thời gian tối thiếu đê thực hiện cóng việc đó?
D. LỞI GIAI • Hoạt động
c.l. - Lực ngựa kéo xe chuyên động.
Khí trong pít-tông dãn nở tác dụng của lực lên pít-tông làm pít- tông chuyển động.
Lực kéo xỏ nước từ dưới giếng lên.
2. a) Công của lực kéo của động co' ô tô khi lên dốc: A > 0.
Công của lực ma sát. cua mặt đường: A < 0.
Công của trọng lực tác dụng lên vệ tinh bay tròn đều quanh Trái Đất: A = 0.
Công của trọng lực khi máy bay cất cánh: A < 0.
3. Coi vật nàng đều thì F = p = mg.
-•	A, ni.gs,
Công suất cua cân câu Mi:	= -----
«00.5 _
4 DO
-g-
Công suâ't của cần cấu M2: •/. =
./,=
m.,gs
t2
1 000.6
60
ụ
g = 100g.
Vậy: .'í\ >
• Câu hỏi và bài tập
* Định nghĩa công: Tr. 129. SGK.
Đơn vị tính công là Jun (J): 1J = 1N.1 m.
o Một Jun là công do lực có độ lớn IN thực hiện khi diêm đặt , của lực đó chuyên dời 1 m theo hướng cùa lực.
Công ám (A là công ctia lực cán trớ chuyên động cùa vật.
* Định nghĩa công suất: Tr. 131. SGK.
Đơn vị công suât: Tr. 131. SGK.
Ý nghĩa: Cõng suất đặc trưng cho khả năng thực hiện cóng nhanh hay chậm của máy, của người, của vật.
A. (J.S không phái là đơn vị công suất).
c.
B. ./= 4 = ^ = F.V.
t t
2598 (J). A = F.s.cosa = 150.20.—' = 2598 (J).
2
20 (s).
Coi chuyển động nâng là đều thì F = p = mg.
Gọi -/là công suât mà lực nâng phải thực hiện thì:
= A = mgs
t t
Do có tổn hao công suất khi truyền công suất từ động CO' nên -/< ./< (.yli là công suât động co' điện)
	—- 
t	p„
	= 1Q00'10'3Ọ = 20 (S).