CONG _CONG SUAT VẬT LÝ THCS PHẠM BATHANH DS Cong Cong suat 2

Công công suất A Kiến thức Công học A = F.s A: công học (J) F: lực tác dụng (N) s: quãng đờng dịch chun (m) C«ng st P= A t A: c«ng học (J) t: thời gian (s) P: công suất (W) B Bài tập Bài 1: Một đầu máy xe lửa có công suất 1000 mã lực kéo đoàn tàu chuyển động với vận tốc 36km/h a Tính lực kéo đầu tàu b Tính công đầu máy xe lưa thùc hiƯn BiÕt m· lùc b»ng 736W Gi¶i: a P = A F s   F v t t => F = P 1000.736  =73600N v 10 b A = P.t = 736.1000.60 = 44160kJ Bài 2: Dới tác dụng lực 4000N, xe chuyển động lên dèc víi vËn tèc 5m/s 10ph a TÝnh c«ng thực xe từ chân dốc đến đỉnh dốc b Nếu giữ nguyên lực kéo nhng xe lên dốc với vận tốc 10m/s công thực đợc bao nhiêu? c Tính công suất động trờng hợp ĐS: a 12000kJ b 12000kJ c 20kW vµ 40kW Bµi 3: Ngêi ta dïng máy bơm để bơm 10m3 nớc lên cao 4,5m a Tính công máy bơm thực đợc b Thời gian để bơm nớc 30ph Tính công suất máy bơm Giải: a A= P.h = 10.D.V.h = 10.1000.10.4,5 = 450000J b P = A 450000   250 W t 60.30 Bài 4: Một bơm hút dầu từ mỏ độ sâu 400m lên với lu lợng 1000 lít 1ph a Tính công bơm thực đợc TLR dầu 9000N/m3 b Tính công suất máy bơm Giải: a Lợng nớc bơm ®ỵc 1h: 1000.60 = 60000 lÝt = 60m3 A = P.h = d.V.h = 9000.60.400 = 216000000J b P = 60kW Bài 5: a Một bóng bán kính 15mm, khối lợng 5g, đợc giữ nớc độ sâu 20cm Khi thả nhô lên khỏ mặt nớc độ cao bao nhiêu? Biết thể tích cÇu tÝnh theo ct V = 4/3  r3, bá qua nhấp nhô mặt nớc bóng gây hao phí lợng sức cản nớc xem lực đẩy ác si mét không đổi b Thật sức cản dòng nớc nên bóng nhô lên khỏi mặt nớc độ cao 10cm Tính lợc chuyển hóa thành nhiệt Giải: a Khi bóng di chun níc, FA thùc hiƯn mét c«ng 4R 3dh công để nông bóng lên độ cao h +h1 4R 3dh => 10.m.(h+h1) = => h1 = 54,78cm A = FA.h = d.V.h = b Công lực FA phần để nâng bóng lên độ cao h+h1 chuyển hóa thành nhiệt 4R 3dh Ta cã: 10.m.(h+h1) + Q = => Q = 22,4.10-3J Bài 6: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy 200cm2, cao h = 50cm đợc thả hồ nớc cho khối gỗ thẳng Tính công thực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ Biết nớc hồ sâu 1m dn = 10000N/m3, dg = 8000N/m3 Giải: Gọi h, S, Vc chiều cao, tiết diện đáy thể tích phần chìm gỗ hc, hn phần gỗ chìm mặt nớc Do dg P1 = P2 VËy trọng tâm nằm đoạn G1 G2 G1G2 = AB BC l   2 OG = OG2 + G2G = b FA = d.V = V2.d OI = => GG1 = GG2 = l l l 5.l   12 l P = P1 + P2 = 2P2 = V2.d2 OG = 5.l 12 ĐKCB đòn bẩy: P.OG = FA.OI 3.V2.d 18000N/m3 l 5.l = 2.V2.d2 12 18.d = 10.d2 => d2 = 18.d = 10 d1 = 9000N/m3 Bài 3: Một kim loại AB đồng chất, tiết diện có khối lợng 3kg đợc đặt mặt bàn nằm ngang Hỏi ta phải đặt vào đầu B vật có khối lợng m2 để đầu A bắt đầu nhấc lên khỏi mặt bàn Biết m1 = 5kg, AO = AB m1 đặt AO A CO G P1 B P P2 Gi¶i: Ta cã OC = OG OB = OG Khi đòn bÈy c©n b»ng ta cã: P1.OC = P.OG + P2.OB  P2 = P1 = P + P2.4 P1  P 5 N VËy khèi lỵng m2 = 0,5kg Bài 4: Không có cân nhng ta xác định đợc khối lợng vật cân có khối lợng mqc cứng AB có khối lợng mAB Em trình bày cụ thể bớc để thực công việc Giải: Bớc 1: Móc vật vào đầu A, đặt lên điểm tựa O (O gần đầu A) Bớc 2: Móc cân vào sợ dây có khối lợng không đáng kể cho di chuyển AB thăng Giả sử thăng cân điểm C A O G C B PAB Pm P qc Bớc 3: Đo độ dài OA, OC, AB Do G trọng tâm AB nên OG = AB PAB = 10.mAB vµ Pqc = 10.mqc Bớc 4: Tính m Theo điều kiện cân ®ßn bÈy, ta cã: Pm.OA = PAB.OG + Pqc.OC  Pm = PAB OG  Pqc OC OA Thay thÕ giá trị tìm đợc bớc vào (1) ta tìm đợc Pm => m = Pm/10 (kg) Bài 5: Một AB đồng chất, tiết diện đặt giá thí nghiệm Đầu B đợc treo cầu đồng tích 200cm thấy thăng a Tính khối lợng AB Biết KLR đồng 8,9g/cm OA = 5.OB b Nếu ta nhúng ngập cầu vào nớc AB không thăng nữa, sao? Nếu muốn AB thăng phải dịch chuyển giá đỡ phía cm? biÕt AB = 60cm Gi¶i: a A O B Träng lợng cầu P = d.V = 17,8N P AB Theo điều kiện cân đòn bẩy, ta cã: PAB.OG = Pqc.OB OG =  2.OB  PAB = Pqc OB OBG P qc  Pqc.OB Pqc  8,9 N VËy mAB = 0,89kg 2.OB b Khi nhúng vào nớc không thăng có FA tác dụng lên cầu làm cho bị lệch phía đầu A Muốn thăng trở lại, ta phải dịch chuyển giá đỡ phía đầu A A G O O B Ta cã AB = 60cm =0,6m OB = 0,1m OG = 0,2m Gọi x độ dịch chuyển OO = x THeo đk cân đòn bÈy, ta cã PAB.O’G = Pqc.O’B – FA.O’B PAB.(OG-x) = (Pqc.+ FA)(OB+x) 8,9 (0,2-x) = 19,8(0,1+x) FA = dn.V = 2N Thay số vào ta đợc: x = 0,008m Bài 6: Hai cầu đặc đồng nhôm có khối lợng m đợc treo đĩa cân đòn Khi nhúng ngập cầu đồng vào nớc, cân thang để cân tnawng trở lại, ta phải đặt thêm cân có khối lợng m1 = 50g vào đĩa cân có cầu đồng a Nếu nhúng ngập cầu nhôm vào nớc khối lợng cân m2 cần phải đặt vào đĩa cân có cầu nhôm để cân thăng trở lại b Nếu nhúng cầu vào dầu có KLR 800kg/m3 phải đặt thêm cân có khối lợng m3 bên nào? ĐS: FA = 0,5N Vd = 5.10-5m3 m® = mn = 0,445kg V = 16,5.10-5m3 a P2 = 1,65N => m2 = 0,165kg b P3 = FAn-FA® = 0,92N => m3 = 0,092kg Bài 7: Một vật đồng tích V = 40dm3 nằm đáy giếng Để kéo vật lên khỏi miệng giếng ta phải tốn công tối thiểu bao nhiêu? Biết giếng sâu h=15m, khoảng cách từ đáy giếng tới mặt nớc h’ =5m, KLR ®ång 8900kg/m3, níc 1000kg/m3 Lùc kÐo nớc không đổi Giải: Trọng lợng vật: Pđ = 10.Dđ.V = 10.8900.40.10-3 = 3569N Lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật: FA = 10.Dn.V = 400N Trọng lợng vật nhúng chìm nớc: P1 = Pđ-FA = 3160N Công để kéo vật khái níc: A1 = P1.h’ = 3160.5 = 15800J C«ng để kéo vật từ khỏi mặt nớc lên ®Õn miƯng giÕng: A2 = P®.(hh’) = 35600J VËy c«ng để kéo vật lên là: A = A1+A2 = 54400J Bài 8: Dùng mặt phẳng nghiêng để đa vật có khối lợng tạ lên cao 2m lực kÐo 625N BiÕt chiỊu dµi mpn lµ 8m a TÝnh hiệu suất mpn b Tính lực cản tác dụng lên vật trờng hợp Giải: P.h 100% 80% F s A A  A b Fc = hp  ci 125N l l a H = Bài 9: Công cần thực để nâng vËt lªn cao 10m b»ng mét mpn cã hiƯu st 85% 16kJ a Tính khối lợng vật b Tính chiều dài mpn, biết Fc = 150N ĐS: a m = 136kg b l = 16m Bµi 10: KÐo vật nặng 120kg lên cao 20m pa lăng gồm ròng rọc động ròng rọc cố định Hiệu suất pa lăng 80% Tính: a Công cần thực để nâng vật b Lực kéo vào đầu dây ĐS: a 30000J b 187,5J Bài 11: a Có thể dùng máy đơn giải ntn để cần kéo lực 500N mà nâng đợc vật có khối lợng tạ lên cao 5m (bỏ qua ma sát) b Tính công cần thực để nâng vật đoạn dây cần phải kéo trờng hợp c Nếu dùng hệ thống lực cản trình kéo vật có độ lớn 100N ta phải kéo lực thực công bao nhiêu? Tính hiệu suất máy Giải: P a Ta thấy F Nh dùng máy đơn giản đợc lợi lần lực k thiệt lần đờng đi, nên ta sử dụng loại máy đơn giản sau: - Mặt phẳng nghiêng - Pa lăng Fk F P L P h F P b Aci = P.h = 10000J s = 4h = 20m c Fk = F +Fc = 500+100 = 600N Atp = Fk.s = 600.20 = 12000J Aci H = A 100% = 83% Bài 12: Cần dùng pa lăng nh công thực kéo lực 120N mà nâng vật có trọng lợng 600N lên cao 9m trờng hợp: a Không ma sát b Lùc c¶n 20N Gi¶i: a P/Fk = Nh vËy phải dùng hệ thống ròng rọc đợc lợi lần vÒ lùc Ta cã s = 5.h = 45m A = Fk.s = 120.45 = 5400J b Lùc n©ng vËt lªn F’ = Fk-Fc = 100N P 6 F, Nh phải dùng pa lăng cho đợc lợi lÇn vỊ lùc s’ = 6.h = 54m A’ = Fk.s = 6480J Bài 13: Công để đa vật lên cao 5m mặt phẳng nghiêng lµ 9kJ BiÕt hiƯu st cđa mpn 80% vµ chiỊu dài mpn 20m a Xác định trọng lợng vật b Lực ms vật mpn §S: a P = 1440N b Fms = 90N Bµi 14: Để đa vật có khối lợng 270kg lên cao 18m ngời ta dùng ròng rọc động ròng rọc cố dịnh với lực kéo có độ lín lµ 1500N TÝnh: a HiƯu st cđa hƯ thèng ròng rọc b Độ lớn lực cản khối lợng ròng rọc động Biết công hao phí để nâng ròng rọc động 1/5 công hao phí ma sát ĐS: a H = 90% b Khối lợng ròng räc: Ahp = Atp-Aci = 5400J Ac = Ahp  4500 J Fc = 125N Anrr = Ahp-Ac = 900J Fnrr = Anrr 900  = 25N s 2.18 => Prr = 2.Fnrr = 50N VËy khèi lỵng ròng rọc 5kg Bài 15: Để đa vật có khối lợng 189kg lên cao 5m, ngời ta dùng mottj mpn dµi 9m víi lùc kÐo lµ 1400N TÝnh: a Hiệu suất mpn b Độ lớn lực cản §S: a H = 75% b Fc = 350N Bµi 16: Khi đa vật lên cao 2m mpn dài 5m, ngời ta cần thực công 3kJ thêi gian 20s BiÕt hiƯu st cđa mpn 85% Tính trọng lợng vật, độ lớn lực ms, công suất ngời ĐS: 1275N, 90N, 150W Bài 17: Để nâng vật nặng lên cao 5m, dùng ròng rọc động ròng rọc cố định phải kéo lực 200N Nếu dùng mpn có chiều dài 10m phải kéo lực có độ lớn trờng hợp sau: a Coi ma sát, khối lợng dây ròng rọc không đáng kể b Hiệu suất hệ thống ròng rọc mpn lần lợt 85% 75% Giải: a Khi dùng ròng rọc: P.h = F1 s = F1.2h (1) Khi dïng mpn: P.h = F2.l (2) Tõ (1), vµ (2) ta cã: F1.2h = F2.l  F2 = F1.2h  200 N l b Khi dïng rßng räc: A P.h ci1 H1 = A  F 2h tp1 Khi dïng mpn: => P.h = H1.F1.2h A P.h ci H2 = A  F l 2 Tõ (3) vµ (4) ta cã: H1.F1.2h = H2.F2.l (1) => P.h = H2.F2.l => F2 = (4) H1.F1.2h l  227 N H2 10 ... P1 G2, V2, d2, P2 trọng tâm, thể tích, TLR, trọng lợng phần AB BC P1 = d1V1 P2 = d2.V2 Mµ V1 = 2V2 vµ d2 = 2d1 => P1 = P2 Vậy trọng tâm nằm đoạn G1 vµ G2 G1G2 = AB BC l   2 OG = OG2 + G2G =... FA = d.V = V2.d OI = => GG1 = GG2 = l l l 5.l   12 l P = P1 + P2 = 2P2 = V2.d2 OG = 5.l 12 §KCB đòn bẩy: P.OG = FA.OI 3.V2.d 18000N/m3 l 5.l = 2. V2.d2 12 18.d = 10.d2 => d2 = 18.d =... F1.2h (1) Khi dïng mpn: P.h = F2.l (2) Tõ (1), vµ (2) ta cã: F1.2h = F2.l  F2 = F1.2h  20 0 N l b Khi dïng rßng räc: A P.h ci1 H1 = A  F 2h tp1 Khi dïng mpn: => P.h = H1.F1.2h A P.h ci H2 =