Bài tập tự luận phần Công & Công suất

Cơng & Cơng Suất Huỳnh Vĩnh Phát BÀI 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 đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì cơng thực hiện bởi lực đó được tính theo cơng thức: F G α AFscos = α 2. Chú ý: ( 0cos 1 AFsα= ⇒ α= ⇒ = ( lực sinh cơng dương ( 0cos 0 AFscosα> ⇒ α> ⇒ = α >0 ( lực sinh cơng dương ( cos 0 A 0 2 π α= ⇒ α= ⇒ = ( lực khơng sinh cơng ( cos 0 A Fscos 0 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: F.v=P Với v là vận tốc của vật chuyển động đều cùng hướng với F G . 6.2) Chuyển động biến đổi: ( Cơng suất tức thời: F.v=P ( Cơng suất trung bình: A t P = 6.3) Chuyển động biến đổi đều: ( Cơng suất tức thời: F.v=P ( Cơng suất trung bình: 0 vv F.v F 2 P + ⎛⎞ == ⎜⎟ ⎝⎠ Bài tập chương 4: Các định luật bảo tồn 2 1 Cơng & Cơng Suất Huỳnh Vĩnh Phát PHẦN 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 qng 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.) Bài tập chương 4: Các định luật bảo tồn 2 2 ) ( Bước 5: Tính qng đường vật đi được (dựa trên các cơng thức chương I) ( Bước 6: Tính góc hợp bởi lực và đường đi. ( F,sα= GG ( Bước 7: Thế vào cơng thức AFscos=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 . 2 g10m/s= 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 . 2 g10m/s= Bài 3: Một người nhấc một vật có khối lượng 6kg lên cao 1m rồi mang vật đi ngang với qng đường 30m. Tính cơng tổng cộng mà người đó thực hiện. Bài 4: Một ơtơ lên dốc, có 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 F G hợp với hướng chuyển động góc , độ lớn F = 40N. Tính cơng của lực 0 60α= F G trong thời gian 10 phút. Bài 7: Một người nâng một vật nặng 300N lên độ cao 2m trong 6s. Trong khi đó, một thang máy đưa một vật có 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 hòm 200kg lên cao 7,5m với vận tốc khơng đổi trong khoảng thời gian 5s. Có ba động cơ với cơng suất khác nhau: 1kW; 3,5kW; 6kW. Hỏi động cơ nào thích hợp? Công & Công Suất Huỳnh Vĩnh Phát Bài 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 . 2 0,5m / s 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 . 60kWP = 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 Bài tập chương 4: Các định luật bảo toàn 2 3 . Cơng & Cơng Suất Huỳnh Vĩnh Phát BÀI TẬP CHƯƠNG 4: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CÔNG VÀ CÔNG SUẤT PHẦN A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Định nghĩa cơng:. F 2 P + ⎛⎞ == ⎜⎟ ⎝⎠ Bài tập chương 4: Các định luật bảo tồn 2 1 Cơng & Cơng Suất Huỳnh Vĩnh Phát PHẦN B: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN Dạng 3: Tính công và công suất Áp dụng các cơng. dương ( 0cos 0 AFscosα> ⇒ α> ⇒ = α >0 ( lực sinh cơng dương ( cos 0 A 0 2 π α= ⇒ α= ⇒ = ( lực khơng sinh cơng ( cos 0 A Fscos 0 2 π <α≤π⇒ α< ⇒ = α < ( lực sinh cơng