Vật lý 10
§2 CÔNG CÔNG SUẤT I TRỌNG TÂM KIẾN THỨC Định nghĩa công trường hợp tổng quát r Khi lực F không đổi tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời đoạn S theo hướng hợp với hướng lực góc , cơng thực lực tính theo công thức: A F.S.cos Trong hệ SI, đơn vị cơng jun (J) Ý nghĩa vật lí cơng A ứng với trường hợp góc - Nếu 0�� 90�( nhọn) A > A gọi cơng phát động - Nếu = 90° A = lực vng góc với phương chuyển dời lực khơng sinh cơng - Nếu 90� �180�( tù) A < lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, A gọi cơng cản (hay công âm) Công trọng lực Công trọng lực khơng phụ thuộc hình dạng đường vật mà phụ thuộc vị trí đầu cuối Trọng lực gọi lực hay lực bảo tồn Cơng suất Cơng suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian Cơng thức tính cơng suất: P A t Cũng nói cơng suất lực đo tốc độ sinh cơng lực Trong hệ SI, cơng suất đo ốt, kí hiệu ốt (W) Ngồi cịn dùng đơn vị KW = 1000 W; MW = 1000 KW Mở rộng khái niệm công, công suất Khái niệm công suất mở rộng cho nguồn phát lượng dạng sinh cơng học Ví dụ: cơng suất phát điện nhà máy thủy điện Hịa Bình 1900MW Khái niệm công suất tiêu thụ thiết bị tiêu thụ lượng đại lượng đo lượng tiêu thụ thiết bị đơn vị thời gian Ví dụ: cơng suất tiêu thụ điện bóng đèn điện 40W Hộp số ô tô, xe máy Trong ô tô, xe máy công suất lực phát động động P A t Xét lực tác dụng theo hướng chuyển động = 0° Khi A Fscos 0� F.s Vậy ta được: P F.s F.v (*) t Trang 1/31 Trong v vận tốc tức thời thời điểm xét Từ (*) với ô tô, xe máy công suất động đại lượng trì khơng đổi Do F tăng v giảm ngược lại, việc điều chỉnh tăng giảm thực qua thiết bị gọi hộp số II CÁC DẠNG TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG - CÔNG SUẤT r Dạng 1: Bài tốn cơng lực F Phương pháp giải: Bước 1: Xác định tính Lực sinh cơng mà tốn u cầu + Tính trực tiếp biểu thức tính lực + Tính gián tiếp qua định luật II Niu tơn Bước 2: r + Xác định quãng đường S vật di chuyển tác dụng lực F r r + Xác định góc góc hợp bởí lực F véc tơ vận tốc vật v Bước 3: + Từ công thức: A Fs cos r Ta tính cơng lực F thực Ví dụ 1: Một vật khối lượng 20kg trượt với tốc độ m/s vào mặt phẳng nằm ngang nhám với hệ số ma sát Công lực ma sát thực đến vật dừng lại A cơng phát động, có độ lớn 160 J B cơng cản, có độ lớn 160 J C cơng phát động, có độ lớn 80 J D cơng cản, có độ lớn 80 J Lời giải: Lực ma sát tác dụng lên vật có độ lớn công thức: F .mg Quãng đường vật trượt đến dừng là: v 2t v02 2aS � v02 2aS uuu r r Fms mg Với a �a g m m v02 Nên: v 2( g)S � S 2� g Công lực ma sát thực đến vật dừng lại v2 mv 20 A Fs cos .mg � � cos 180� � (1) 2 g Thay số ta được: A mv 02 20 � 42 � ( 1) 160(J) 2 Do A < lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, A gọi công cản Đáp án B STUDY TIP: Một vật khối lượng m trượt mặt phẳng ngang với tốc độ v0 đến vật dừng lại lực ma sát thì: + Cơng lực ma sát không phụ thuộc vào hệ số ma sát Trang 2/31 + Độ lớn: A Fms m.v02 Ví dụ 2: Một vật có khối lượng m = kg rơi tự từ độ cao h không vận tốc đầu, lấy g = 9,8 m/s2, sau thời gian 2s vật chưa chạm đất Trọng lực thực công A 384,16 J B 19,8 J C 192,1 J D 39,2J Lời giải: Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P mg 9,8.2 19, 6N Quãng đường vật rơi tự sau thời gian 2s 1 S gt 9,8.2 19, 6(m) 2 r u r Góc tạo trọng lực P vận tốc v 0o Vậy công mà trọng lực thực vật rơi tự sau thời gian 2s A F scos 19, 6.19, 384,16J Đáp án A Ví dụ 3: Một vật có khối lượng m = 500g trượt từ đỉnh B đến chân C mặt phẳng nghiêng có chiều dài l = BC = 2m, góc nghiêng = 30°; g = 9,8m/s2 Công trọng lực thực vật di chuyển từ B đến C A 10 J B 9,8 J C 4,9J D 19,61 Lời giải: Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P mg Quãng đường vật di chuyển chiều dài mặt phẳng nghiêng: l BC 2m Công mà trọng lực thực vật di chuyển hết mặt phẳng nghiêng là: A Fs cos mg.l sin Vì 90� Thay số ta được: A mg.l sin 0,5.9,8.2sin 30� 4,9J Chú ý: Công trọng lực khơng phụ thuộc hình dạng đường vật mà phụ thuộc vị trí đầu cuối, ta thấy rõ thực thêm phép biến đổi: A Fs cos mg.l sin mgh Đáp án C Trang 3/31 STUDY TIP: + Cơng trọng lực khơng phụ thuộc hình dạng đường vật mà phụ thuộc vị trí đầu cuối + A mgh Ví dụ 4: Một vật có khối lượng m = 500g ném ngang từ độ cao h Bỏ qua sức cản khơng khí, lấy g = 9,8 m/s2, sau thời gian 2s vật chưa chạm đất A 39,16 J B 9,9 J C 19,8J D 96,04 J Lời giải: Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P mg 0,5.9,8 4,9N Quãng đường theo phương thẳng đứng vật rơi tự sau thời gian 2s gt 9,8.22 19, 6(m) 2 r u r Góc tạo trọng lực P vận tốc v thay đổi việc dùng công thức trực tiếp A Fs cos khơng Để làm tốn ta phải dựa vào ý ví dụ A = mgh h Sy Vậy công mà trọng lực thực ném ngang sau thời gian 2s A Pur mgh 4,9.19, 96, 04J Đáp án D STUDY TIP: Khi tính cơng trọng lực ta việc tính h h1 h độ giảm độ cao Biết h ta tính cơng: A mgh Ví dụ 5: Một người kéo vật có m = 10kg trượt mặt phẳng ngang có hệ số ma sát = 0,2 uu r sợi dây có phương hợp góc 30° so với phương nằm ngang Lực tác dụng lên dây Fk vật trượt không vận tốc đầu với a = m/s2, lấy g = 9,8 m/s2 Công lực kéo thời gian giây kể từ bắt đầu chuyển động A 2322,5 J B 887,5 J C 232,5 J D 2223,5 J Lời giải: Chọn Ox hình vẽ Trang 4/31 Tính lực kéo theo định luật II Niu-tơn uu r uuu r r r r Fk Fms P N + Ta có a m + Chiếu lên chiều dương ta Fk cos Fms � Fk cos ma Fms m Fk cos ma .N ma P Fk sin m(a .g) � Fk cos sin a + Thay số ta được: Fk 10(2 0, 2.9,8) �40,99N cos 30� 0, 2sin 30� Tính quãng đường dựa vào công thức chuyển động thẳng biến đổi đều: + S v t at 2 + Thay số ta được: S 2.5 25m Công lực kéo thời gian giây kể từ bắt đầu chuyển động A Fs cos 40,99.25.cos 30� �887,5J Đáp án B Chý ý: Khi kéo vật theo phương xiên góc so với mặt phẳng ngang + Phản lực: N P Fk sin + Lực ma sát: Fms P Fk sin + Lực kéo: Fk m(a g) cos sin Ví dụ 6: Một vật có khối lượng m = kg kéo lên mặt phẳng nghiêng góc 30° so với phương ngang lực không đổi F = 70 N dọc theo mặt phẳng nghiêng Biết hệ số ma sát 0,05, lấy g = 10 m/s2 Tổng công tất lực tác dụng lên vật vật di chuyển quãng đường s = 2m A 32,6 J B 110,0 J C 137,4 J D 107,4 J Lời giải: ur r u r Vật chịu tác dụng lực: Lực kéo F , trọng lực P , phản lực N mặt phẳng nghiêng lực ma sát r Fms Vì P sin 15N F 70N nên vật chuyển động lên theo mặt phẳng nghiêng (được chọn chiều dương) � Công lực: A Fr F.S.cos 140J Trang 5/31 A Pur mg.S.cos120� 30J A uNur N.S.cos 90� A Fuuur FmsScos180� ( mg cos ).S.cos180� 2, 6J ms Tổng công tất lực tác dụng lên vật A vat A Fr A Fuuur A pr A uNur 140 (30) (2, 6) 107, 4J ms Đáp án D Ví dụ 7: Đường trịn có đường kính AC = 2R = 1m Lực F có phương song song với AC, có chiều khơng đổi từ A đến C có độ lớn 600N Cơng lực F sinh để làm dịch chuyển vật nửa đường tròn AC A 600J B 500J C 300J D 100J Lời giải: Xét vật di chuyển cung nhỏ S cung trùng với dây cung S = AC Cơng lực F di chuyển cung là: r A F.S.cos F.S(F) (*) r � � r A C AC.cos Với S(F) độ dài đại số hình chiếu AC lên phương lực F Xét với đường cong ta chia nhỏ thành cung nhỏ tùy ý sử dụng kết (*) ta công thức cho đường cong tổng quát dài tùy r A F.S.cos FS(F) Chú ý: Trang 6/31 r � � r A C AC.cos S(F) độ dài đại số hình chiếu AC lên phương lực F Áp dụng cơng thức bổ đề vừa xây dựng ta có: r A F.S.cos FS(F) � � r A C AC 1m Với: F 600N,S(F) r 600.1 600J Thay vào ta A F.S.cos F.S(F) Đáp án A Lưu ý thêm: Cơng thức bổ đề tính cơng di chuyển đường cong: + Công lực F di chuyển quỹ đạo cong S r A F.S.cos FS(F) r + S(F) độ dài đại số hình chiếu quỹ đạo S lên r phương lực F + Đảo lại ta có: A FS.cos F(s)S r + F(s) độ dài đại số hình chiếu lực F lên phương quỹ đạo chuyển động S Ví dụ 8: Một vật chịu tác dụng hai lực khác F1 > F2 quãng đường phương AB hình vẽ sinh cơng tương ứng A1 A2 Hệ thức A A1 > A2 B A1 < A2 C A1 = A2 D A1 �A2 Lời giải: Theo cơng thức tính cơng ta xây dựng công thức bổ đề: A F.S.cos F(S)S (*) r + F(S) độ dài đại số hình chiếu lực F lên phương quỹ đạo chuyển động S + Theo hình ta có: F1(S) F2(S) + Mặt khác theo bài: S1 = S2 = AB + Do từ (*) ta suy ra: A1 A Đáp án C Dạng 2: Bài tốn cơng suất P Phương pháp giải: Buớc 1: Tính cơng A thực dạng Bước 2: Tính thời gian thực cơng A, áp dụng cơng thức tính cơng suất ta kết cần tìm Trang 7/31 P A t Trong đó: A: cơng thực (J) t: thời gian thực công A (s) P: công suất (W) Đơn vị công suất oát (W) 1W 1J 1S Chú ý: Trong thực tế, người ta cịn dùng + Đơn vị cơng suất mã lực (MP) 1HP 736W + Đơn vị cơng kilowatt (kwh) 1kwh 3.600.000 J Ví dụ 1: Một vật khối lượng m kéo chuyển động thẳng sàn lực F = 20N hợp với phương ngang góc 30°, vật di chuyển 2m hết thời gian 4s Công suất lực kéo A 10W B W C 10 W D 5W Lời giải: Công A lực kéo 4s A F.s.cos 20.2.cos 30� 20 3J Công suất lực kéo P A 20 3W t Đáp án B STUDY TIPS: Chuyển động nên công lực F sinh đơn vị thời gian tức công suất không đổi Biểu thức P F.s F.v hs F t khơng đổi t Ví dụ 2: Một vật khối lượng m kéo chuyển động thẳng nhanh dần sàn lực F từ trạng thái nghỉ công suất lực F sinh giây thứ nhất, thứ hai gọi tương ứng P P2 Hệ thức A P1 P2 B P2 2P1 C P2 3P1 D P2 4P1 Lời giải: Gia tốc vật thu được: a F m Đường công suất giây thứ nhất: Trang 8/31 1 �1 � s1 at12 a.12 ; A1 F.S1 cos F � a � cos 2 �2 � P1 A1 �1 � F � a � cos t �2 � (1) Đường công giây thứ hai: 21 2 at at1 a.2 a.1 a.3 2 2 �3 � A F.S2 cos F � a � cos �2 � s s t s t1 P2 A2 �3 � F � a � cos t �2 � (2) Lấy (2) chia cho (1) ta được: P2 3P1 Đáp án C Ví dụ 3: Một vật khối lượng m = 10 kg kéo chuyển động thẳng nhanh dần dều sàn nhẵn không ma sát lực F = 5N theo phương ngang từ trạng thái nghỉ Trong thời gian giây tính từ lúc bắt đầu chuyển động cơng suất trung bình lực F A 10W B 8W C 5W D 4W Lời giải: Gia tốc vật thu được: a F 0,5m / s m Đường công bốn giây là: 1 s 4s at 0,5.42 4m 2 A 4s F.S.cos 5.4.cos 00 20J P4s 20 5W Chú ý: Bài toán ta giải cơng thức P F.v Xong ta lưu ý v công thức v trung bình ta giải sau: Gia tốc vật thu được: a F 0,5m / s m Đường công bốn giây là: at 0,5.42 4m 2 S v v 4s 1(m / s) t s 4s Vậy P4s F.v 5.1 5W Đáp án C STUDY TIPS: Khi ta dùng biểu thức P F.v để tính cơng suất trung bình tốn chuyển động biến đổi (v thay đổi) ta hiểu v biểu thức tương ứng v trung bình STUDY TIPS: Trang 9/31 + Trong chuyển động biến đổi khoảng thời gian vật quãng đường khác công suất thời điểm khác khác + Công suất P A ta hiểu cơng suất trung bình thời gian t t Ví dụ 4: Một vật có khối lượng m = kg rơi tự không vận tốc đầu từ độ cao h, lấy g = 10 m/s2 Công suất tức thời trọng lực thời điểm giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động A 400 W B 40 W C 200 W D 20W Lời giải: Vận tốc tức thời thời điểm t = 2s v gt 10.2 20m / s Công suất tức thời thời điểm t = s P F.v P.v (m.g)v (2.10)20 400W Đáp án A STUDY TIPS: Dùng biểu thức P F.v để tính cơng suất tức thời thời điểm t toán chuyển động biến đổi (v thay đổi) ta hiểu v biểu thức tương ứng v tức thời thời điểm t ta xét Ví dụ 5: Một động điện cung cấp công suất 5KW cho cần cẩu để nâng vật 1000Kg chuyển động lên cao 30m Lấy g = 10m/s2 Thời gian để thực công việc A 60 s B s C s D 50 s Lời giải: Công cần thiết để kéo vật lên cao 10 m là: A F.S.cos Với F P m.g 1000.10 10000N S 30m 0� � Vậy A 10000.30.cos 300000J Công cơng mà động điện cung cấp vậy: A Pt � 300000 5000.t � t 60(s) Đáp án A STUDY TIPS: Với máy điện, thiết bị điện (hay máy học) hoạt động biến đổi lượng từ dạng sang dạng khác Cơng A số đo chuyển hóa lượng Ví dụ 6: Một bàn điện tiêu thụ công suất điện 1,2KW Nhiệt tỏa thời gian phút bàn hoạt động A 1200J B 144 kJ C 144J D 1200 kJ Trang 10/31 Công A F.S.cos Nếu 90° < �180° ( tù) A < lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, A gọi cơng cản (hay cơng âm) Câu 3: Đáp án D Vì vật chuyển động có gia tốc xảy hai trường hợp: + Trường hợp 1: vật chuyển động nhanh dần hợp lực tác dụng lên vật sinh công dương + Trường hợp 2: vật chuyển động chậm dần hợp lực tác dụng lên vật sinh công âm Câu 4: Đáp án C Vì theo định nghĩa cơng suất thì: + Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian + Công thức tính cơng suất: P A t Câu 5: Đáp án D Công lực F A F.s.cos 5.6.cos 60� 15J Câu 6: Đáp án A Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: Trang 16/31 P mg 3.10 30N Quãng đường vật rơi tự sau thời gian 5s 1 S gt 10.52 125(m) 2 r u r Góc tạo trọng lực P vận tốc v = 0° Vậy công mà trọng lực thực vật rơi tự thời gian 2s A Fs cos 30.125 3750J Câu 7: Đáp án B Công suất tức thời: P F.v t Với v t vận tốc tức thời thời điểm t Vậy ta có độ lớn: + Lực: F P m.g 3.10 30N + Vận tốc tức thời thời điểm t chạm đất: v t g.t 10.5 50m / s Công suất tức thời: P = F v t = 30.50 = 1500 W Câu 8: Đáp án C t 2.S 6s g Quãng đường 4s đầu: S� g.4 80m Khi 4s đầu vật độ cao 100m � A p mg.h 8000J Câu 9: Đáp án A Công lực F A F.s.cos 5.6.cos 60� 15J Công suất lực kéo P A 15 3, 75W t Câu 10: Đáp án C Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P mg 0, 2.9,8 1,96N Quãng đường theo phương thẳng đứng vật rơi tự sau thời gian 2s Trang 17/31 1 h Sy gt � 9,8 � 42 78, 4(m) 2 r u r Góc tạo trọng lực P vận tốc v thay đổi việc dùng công thức trực tiếp A Fs cos không Để làm toán ta phải dựa vào ý ví dụ A mgh Vậy công mà trọng lực thực ném ngang sau thời gian 2s là: A Pr mgh 1,96.78, �154J Câu 11: Đáp án B Chọn Ox hình vẽ Tính lực kéo theo định luật II Niu-tơn uu r uuu r r r r Fk Fms P N + Ta có a m + Chiếu lên chiều dương ta Fk cos Fms � Fk cos ma Fms m Fk cos ma .N ma P Fk sin a � Fk m(a � g) cos sin + Thay số ta được: Fk 8(1 0, 2.9,8) �35,175N cos 60� 0, 2sin 60� Tính quãng đường dựa vào công thức chuyển động thẳng biến đổi đều: + S v t at 2 + Thay số ta được: S 1.4 8m Công lực kéo thời gian giây kể từ bắt đầu chuyển động A Fs cos 35,175.8.cos 60� �140, 7J Câu 12: Đáp án D Trang 18/31 Chọn Oxy hình vẽ Theo định luật II Niu-tơn r r r r P N Fms + Ta có a m + Chiếu lên Oy ta 0 P cos N � N P cos m Lực ma sát tác dụng lên vật là: Fms .N m.g.c os (1) Theo hình ta có: cos CA 102 0,8 CB 10 Từ (1) (2) ta được: Fms .N .m.g.cos 0, 2.2.10.0,8 3, 2N Công lực ma sát vật chuyển động nửa đoạn đường mặt phẳng nghiêng A F.S.cos 3, 10 cos 180� 16J Câu 13: Đáp án D Công trọng lực thực từ lúc vật lên dốc đến lúc dừng lại dốc bằng: A Pur mgh Trang 19/31 Với h hiệu độ cao từ vị trí đầu đến vị trí cuối, tính theo hình ta có: | h | 5.sin( ) 3m Vậy: A Pr mgh 2.10.(3) 60J Câu 14: Đáp án D Cơng suất có đơn vị W Câu 15: Đáp án D Cách 1: Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P mg 2.10 20N Quãng đường vật rơi tự sau thời gian 2s 1 S gt 10.22 20(m) 2 r u r Góc tạo trọng lực P vận tốc v = 0° Vậy công mà trọng lực thực vật rơi tự sau thời gian s là: A F scos 20.20 400J Cơng suất trung bình trọng lực 2s là: P A 400 200W t Cách 2: Dùng công thức P F.v r Với v vận tốc trung bình v v Quãng đường vật rơi tự sau thời gian 2s at � 10.22 20m 2 S 20 v v 2s 10(m / s) t s 2s Vậy P2s F.v 2.10.10 200W (Vì lực trọng lực F P m.g 2.10 20N ) Câu 16: Đáp án D Công suất tức thời: P = F.v t Với vt vận tốc tức thời thời điểm t Vậy ta có độ lớn: + Lực: F P m.g 0, 2.10 2N + Vận tốc tức thời thời điểm t chạm đất: v t 2.g.h 2.10.20 20m / s Công suất tức thời: P F.v t 2.20 40W Câu 17: Đáp án C Chuyển động thẳng vận tốc không thay đổi vận tốc không thay đổi, cơng suất khơng thay đổi Do cơng suất trung bình cơng suất tức thời vậy: P = Pt F.v t Trang 20/31 Với vt vận tốc tức thời thời điểm t Vậy ta có độ lớn: + Lực: F = 2400N + Vận tốc tức thời thời điểm t: v t 48km / h 48000m 40 m/s 1.60.60 40 Công suất tức thời: P F.v t 2400 � 32000W 32kW Câu 18: Đáp án A Gia tốc vật thu được: a v 12,5 1, 25m / s t 10 Lực phát động: F m.a 3000.1, 25 37500N Quãng đường vật được: v1 v0 2.a.S � 12,52 2.1, 25.S � S 62,5m uur r Góc tạo Lực phát động Fpd vận tốc v = 0° uur Công mà Lực phát động Fpd thực hiện: 2 A Fs cos 37500.62,5 2343750J Công suất trung bình lực phát động thời gian 10 giây P A 2343750 234375W t 10 Câu 19: Đáp án C Gia tốc vật thu được: a v 0,8m / s t Do không ma sát nên lực tác dụng: F m.a 1,5.0,8 1, 2N Vận tốc tức thời vật thời điểm t = giây bằng: Trang 21/31 v t v0 at 0,8 3, 2m / s Công suất tức thời lực F thời điểm t = giây bằng: P F.v t 1, 2.3, 3,84W Câu 20: Đáp án B Ơ tơ chuyển động đường nằm ngang nên công suất xe xác định bởi: P F.v � P F1.v1 (1) P F2 v (2) Chia (1) (2) ta được: F1.v1 F1.v1 v �1 1 F2 v �1 � v2 v1 � F1 � �2 � � v 2v1 1 Thay số ta được: v 2.30 60km / h Câu 21: Đáp án A Ơ tơ chuyển động đường nằm ngang nên công suất xe xác định bởi: P F.v � P1 F1.v1 (1) P2 F2 v (2) Theo mở ga tối đa làm công suất động tăng gấp 1,5 lần vậy: P2MAX 1,5P1 (3) Từ (1); (2) (3) ta được: F v F v v1 1 � 1 1,5 F2 v 2MAX 1,5 2F1 v1 2.v 2MAX � v 2MAX 1,5.v1 Thay số ta được: v 2MAX 1,5.v1 1,5.60 45km / h 2 Câu 22: Đáp án D Câu 23: Đáp án D Trang 22/31 Tính lực F theo định luật II Niu-tơn: uu r uuu r r r Fk Fms P N + Ta có a m + Chiếu lên chiều dương ta Fk P sin Fms � Fk P sin Fms m Fk P sin Fms a Thay số ta được: Fk P sin Fms 50.10.sin 30� 40 290N Công lực kéo F theo phương song song với mặt phẳng nghiêng xe lên hết dốc A F.S.cos 290.10.cos 0� 2900J Câu 24: Đáp án C Cách 1: Công cần thiết để kéo vật lên cao m là: A F.S.cos Với F P m.g 10.10 100N S 5m 0� � Vậy A 100.5.cos 500J Công suất lực kéo P A 500 5W t 60 40 Cách 2: Chuyển động thẳng vận tốc khơng thay đổi vận tốc khơng thay đổi, cơng suất khơng thay đổi Do cơng suất trung bình cơng suất tức thời vậy: P Pt F.v t F.v Với + Lực: F P m.g 10.10 100N Trang 23/31 + Vận tốc: v S 0, 05m / s t 60 40 + Công suất tức thời: P F.v 100.0,05 5W Câu 25: Đáp án B Công cần thiết để kéo vật lên cao 50 m là: A F.S.cos Với F P m.g 100.10 1000N S 5m 0� � Vậy A 100.5.cos 50000J Cơng cơng mà động điện cung cấp vậy: A Pt � 50000 2000.t � t 25(s) Câu 26: Đáp án B Trọng lực tác dụng lên vật xảc định bởi: P mg 2.10 20N r u r Góc tạo trọng lực P vận tốc v thay đổi việc dùng công thức trực tiếp A Fs cos không Để làm toán ta phải dựa vào ý ví dụ là: A mgh Ở h hiệu độ cao vị trí đầu cuối nên: h 2m Cơng trọng lực thực kể từ tạ rời khỏi tay vận động viên lúc rơi xuống đất A Pr mgh 20.2 40J Chú ý: Cơng trọng lực khơng phụ thuộc hình dạng đuờng vật mà phụ thuộc vị trí đầu cuối Trọng lực gọi lực hay lực bảo toàn Câu 27: Đáp án B Ấm đun nước thiết bị điện chuyển hóa lượng điện sang lượng nhiệt Cơng A số đo chuyển hóa lượng, tức cơng tiêu thụ điện phần lượng điện tiêu thụ lượng nhiệt tỏa ra: Atiêu thụ điện = Qnhiệt Vậy ta có: Atiêu thụ điện = Qnhiệt P.t 2000.t 100000.2 � t 100(s) Câu 28: Đáp án C Trang 24/31 Do vật di chuyển theo đường cong nên ta áp dụng cơng thức bổ đề tính cơng r A F.S.cos F.S(F) r r với S(F) độ dài đại số hình chiếu đường cong lên phương lực F Vậy ta có: F 500N � � � � r A D R R cos 60 0, 0, cos 60 0,3m S(F) Thay vào ta r 500.0,3 150J A F.S.cos FS(F) Câu 29: Đáp án B Công A lực kéo A F.S.cos 150.10.cos 60� 750J Câu 30: Đáp án C Công A lực kéo A F.S.cos � 500 100.8.cos( ) 500 � cos( ) 100.8 � �51 Câu 31: Đáp án D Trang 25/31 Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P mg Quãng đường vật di chuyển chiều dài mặt phẳng nghiêng: l BC 2m Công mà trọng lực thực vật di chuyển hết mặt phẳng nghiêng là: A Fs cos mg.l sin Vì 90� Thay số ta được: A mg.l sin � 0,5.10.2sin( ) sin( � ) 24� 0,5 � 10.2 Câu 32: Đáp án B Lực kéo cần cẩu là: + Theo định luật II ta có: r r r Fk P + Ta có a m + Chiếu lên Oy ta được: a Fk P � Fk ma P m 2 Với S v0 t at � 10 a.5 � a 0,8m / s 2 Vậy Fk ma P 5000.0,8 5000.10 54000N + Quãng đường vật giây thứ 5: 1 S(4s �5s) S5 S4 0,8.52 0,8.42 3, 6m 2 Trang 26/31 + Công lực nâng giây thứ A F.S.cos 54000.3, 6.cos 0� 194400J Câu 33: Đáp án A Ô tô chuyển động đường nằm ngang nên công suất xe xác định bởi: P F.v Đổi v 72km / h 72000 20m / s 60.60 Vậy ta có: P F.v � 60000 F.20 � F 3000N Câu 34: Đáp án B Lực kéo thang máy là: + Theo định luật II ta có: uu r r r Fk P + Ta có a m + Chiếu lên Oy ta được: a Fk P � Fk ma P m Với a = m/s2 Vậy Fk ma P 3000.1 3000.10 33000N + Quãng đường vật giây 1 S(4s) v0 t at 1.42 8m 2 + Công lực kéo thang máy giây A F.S.cos 33000.8.cos 0� 264000J + Cơng suất trung bình lực kéo thang máy P A 264000 66000W t Câu 35: Đáp án C Theo cơng thức tính công ta xây dựng công thức bổ đề: + F(S) A F.S.cos F(S)S (*) r độ dài đại số hình chiếu lực F lên phương quỹ đạo chuyển động S + Theo hình ta có: F1(S) F2(S) F3(S) + Mặt khác theo bài: S1 S2 S3 AB Trang 27/31 + Do từ (*) ta suy ra: A1 A A Câu 36: Đáp án D Cơng thức tính cơng trọng lực: r mgh A F.S.cos FS(F) + Trong r h S(F) độ dài hình chiếu điểm đầu điểm cuối lên phương lực, hiệu độ cao điểm r h h h 0 đầu điểm cuối, vậy: S(F) + Do từ (*) ta suy A = Câu 37: Đáp án C ur r u r Vật chịu tác dụng lực: Lực kéo F , trọng lực P , phản lực N mặt phẳng nghiêng lực ma sát uuu r Fms Hợp lực tất lực tác dụng lên vật là: uur uu r r r uuu r Fhl Fk P N Fms Chiếu lên phương chuyển động ta được: Fhl(S) Fk Fms P sin Thay số ta được: Fhl(S) Fk Fms P sin 70 0, 05.3.10.005 30� 3.10.sin 30� 53, 7N Tổng công tất lực tác dụng lên vật 215J ta có: A Frhl Fhl S.cos Fhl(S) S � 215 53, 7.S � S 4m Trang 28/31 Câu 38: Đáp án D Khi tắt máy, xuống dốc, hợp lực tác dụng lên ô tô là: Hợp lực tất lực tác dụng lên vật là: uur uu r r r r Fhl Fk P N Fms Chiếu lên phương chuyển động với chuyển động ta được: Fhl(S) Fms P sin � Fms P sin � mg.sin .mg.cos (1) Khi ô tô lên dốc, để tơ chuyển động lực kéo ô tô phải là: Fk mg(sin cos ) (2) Từ (1) (2) ta được: Fk mg(sin cos ) 2.mg.sin Cơng suất tơ đó: P Fv 2.mg.(sin ).v Thay số ta P Fv 2.1000.10 sin 30� 10 100000W Câu 39: Đáp án A Công máy bơm thực phút: A mgh 90000J Công suất máy bơm: P A 1500W t Câu 40: Đáp án B Trang 29/31 Do vật di chuyển theo đường cong nên ta áp dụng công thức bổ đề tính cơng r A F.S.cos FS(F) r r Với S(F) độ dài đại số hình chiếu đường cong lên phương lực F Vậy ta có: F 500N � � r A D R R cos( ) R.(1 cos( )) S(F) Thay vào ta r A F.S.cos F.S(F) � 150 500.0, 6.(1 cos ) � cos � � 60 Trang 30/31 ... công suất thời điểm khác khác + Công suất P A ta hiểu cơng suất trung bình thời gian t t Ví dụ 4: Một vật có khối lượng m = kg rơi tự không vận tốc đầu từ độ cao h, lấy g = 10 m/s2 Công suất. .. dương Câu 4: Khi nói cơng suất, phát biểu khơng A Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian B Công suất đại lượng đo thương số công A thời gian t sinh cơng C Cơng suất đại lượng đo tích... / s Công suất tức thời: P F.v t 2.20 40W Câu 17: Đáp án C Chuyển động thẳng vận tốc không thay đổi vận tốc không thay đổi, cơng suất khơng thay đổi Do cơng suất trung bình cơng suất tức