công tối thiểu mà người này phải thực hiện. Một vật trọng lượng 50 N được kéo thẳng đều từ mặt đất lên độ cao 10 m trong khoảng thời gian 1 phút 40 giây. Xác định công suất của lực kéo..[r]
(1)Giải tập Vật lý 10 SBT 24 Bài 24.1, 24.2, 24.3 trang 56 Sách tập (SBT) Vật lí 10
24.1 Một người đẩy hòm khối lượng 150 kg dịch chuyển đoạn m mặt sàn ngang Hệ số ma sát mặt sàn 0,1 Lấy g ≈ 10 m/s2 Xác định
công tối thiểu mà người phải thực A 75 J
B 150 J C 500 J D 750 J
Hướng dẫn trả lời: Chọn đáp án D
24.2 Một vật trọng lượng 50 N kéo thẳng từ mặt đất lên độ cao 10 m khoảng thời gian phút 40 giây Xác định công suất lực kéo
A W B 0,5 W C W D W
Hướng dẫn trả lời: Chọn đáp án C
24.3 Một ô tô trọng lượng 5000 N, chuyển động thẳng đoạn đường phẳng ngang dài km Cho biết hệ số ma sát mặt đường 0,08 Tính cơng thực động ô tô đoạn đường
A 1500 kJ B 1200 kJ C 1250 kJ D 880 kJ
(2)Chọn đáp án B
Bài 24.4 trang 56 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Một cần cẩu nâng vật khối lượng 500 kg lên cao với gia tốc 0,2 m/s2 trong
khoảng thời gian s Lấy g = 9,8 m/s2 Xác định công công suất lực nâng
do cần cẩu thực khoảng thời gian Bỏ qua sức cản khơng khí Hướng dẫn trả lời:
Khi nâng vật lên độ cao h, lực nâng F thực công: A = Fh
Chọn chiểu chuyển động vật chiều dương Áp dụng định luật II Niu-tơn chuyển động vật m:
ma = F- P = F- mg
suy ra: F = m(a + g) = 500(0,2 + 9,8) = 5000 N
Thay , ta tìm đươc:
Công lực nâng: A = 5000.2,5 = 12500 J Công suất lực nâng:
Bài 24.5 trang 56 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Một máy bay khối lượng 3000 kg cất cánh phải 80 s để bay lên tới độ cao 1500 m Lấy g = 9,8 m/s2 Xác định công suất động máy bay Cho
rằng công mà động máy bay sinh lúc chủ yếu để nâng máy bay lên cao
Hướng dẫn trả lời:
Lực nâng máy bay lên cao phải có độ lớn trọng lượng máy bay: F = P = mg = 3000.9,8 = 29400 N
Do đó, động cợ máy bay phải thực cơng: A = Fh = 29400.1500 ≈ 44.106 J
(3)Bài 24.6 trang 57 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Một thang máy trọng lượng 10000 N nâng trọng lượng tối đa 8000 N Cho biết lực ma sát cản trở chuyển động thang máy 2000 N Xác định công suất tối thiểu động thang máy để nâng trọng lượng tối đa lên cao với vận tốc không đổi 2,0 m/s
Hướng dẫn trả lời:
Do thang máy chuyển động đểu, nên lực kéo động thang máy phải có độ lớn:
F = P + Fms = (10000 + 8000) + 2000 = 20000 N
Suy động thang máy phải có cơng suất tối thiểu: Thay v = s/t, ta tìm được: P = Fv = 20000.2,0 = 40 kW Bài 24.7 trang 57 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Để kéo vật khối lượng 80 kg lên xe ô tô tải, người ta dùng ván dài 2,5 m, đặt nghiêng 30° so với mặt đất phẳng ngang, làm cầu nối với sàn xe Biết lực kéo song song với mặt ván hệ số ma sát 0,02 Lấy g ≈ 10 m/s2 Xác
định công lực kéo hai trường hợp: a) Kéo vật chuyển động thẳng
b) Kéo vật chuyển động thẳng với gia tốc 1,5 m/s2.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn chiều chuyển động vật m chiều dương Phương trình định luật II Niu-tơn vật m chuyển
động mặt phẳng nghiêng hình vẽ có dạng: ma = F – P1 - Fms
Với P1 = mg.sin 300 ≈ 400 N
Fms = µN = µmgcos 300 ≈ 13,8 N
(4)F = P1 + Fms ≈ 413,8 N
Do đó, cơng lực kéo: A = Fs = 413,8.2,5 = 1034,5 J
b Khi vật chuyển động với gia tốc a = 1,5 m/s2, lực kéo có độ lớn:
F = P1 + Fms+ ma ≈ 413,8 + 80.1,5 = 533,3 N
Công lực kéo: A = Fs = 533,8.2,5 = 1334,5 J Bài 24.8 trang 57 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Một người dùng sợi dây kéo hòm khối lượng 100 kg mặt sàn phẳng ngang để dời đoạn m Biết hệ số ma sát 0,2 phương lực kéo hợp với mặt sàn góc 30° Lấy g = 10 m/s2 Xác định công tối thiểu mà người
này phải thực để dịch chuyển hòm
Hướng dẫn trả lời: Lực kéo phân tích thành hai thành phần: = +
Thành phần lực hướng song song với mặt sàn, với F1 = F cosα, có tác dụng
dịch chuyển hòm mặt sàn
Thành phần lực hướng vng góc với mặt sàn, với F2 = Fsinα, có tác dụng
làm giảm áp lực nén lên mặt sàn
Trường hợp này, lực ma sát mặt sàn đáy hịm có độ lớn: Fms = µN = µ(P - F2) = µ(mg - F sinα)
Muốn dịch chuyển hịm mặt sàn thành phần lực phải có độ lớn tối thiểu độ lớn lực ma sát, tức là:
F1 = Fms => Fcosα = µ(mg - F sinα)
Suy ra:
Như vậy, người phải thực công tối thiểu bằng: A = F1s = Fs cos 30° ≈ 206.0,87.5,0 ≈ 896 J
(5)Một nhà máy thuỷ điện có hồ chứa nước nằm độ cao 30 m so với nơi đặt tua bin máy phát điện Cho biết lưu lượng nước từ hồ chảy vào tua bin 10000 m3/ phút tua bin thực việc biến đổi lượng thành
điện với hiệu suất 0,80 Xác định công suất tua bin phát điện Hướng dẫn trả lời:
1m3 nước có khối lượng m = 1000 kg tương ứng với trọng lượng P = 10000 N.
Như vậy, nước hồ chảy từ độ cao h = 30 m vào tua bin với lưu lượng q = 10000 m3/phút tương ứng với lượng nước có trọng lượng P = 100.106 N chảy
vào tua bin thời gian t = phút = 60 s
Từ suy lượng nước chảy vào tua bin có cơng suất
cịn cơng suất tua bin bằng: P*= 0,809P = 0,80.50.106 = 40.103 kW
Bài 24.10* trang 57 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Một ô tô khối lượng 10 chạy với vận tốc 54 km/h đoạn đường phảng ngang bắt đầu chuyển động chậm dần bị dừng lại tác dụng lực ma sát với mặt đường Cho biết hộ số ma sát 0,3 Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định:
a) Quãng đường ô tô khoảng thời gian chuyến động thẳng chậm dần
b) Công cơng suất trung bình lực ma sát khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần
Hướng dẫn trả lời:
a) Theo định luật II Niu-tơn, gia tốc chuyển động chậm dần ô tô có giá trị:
Mặt khác, theo cơng thức chuyển động thẳng chậm dần đều:
(6)Khoảng thời gian chuyển động chậm dần ô tô:
Quãng đường ô tô khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều:
b) Công A công suất P lực ma sát khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần có giá trị trung bình bằng:
A = Fmss = mas ≈ 10.103.(-3,0).37,5 ≈ - 1125kJ
Bài 24.11* trang 57 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Sau tắt máy để xuống dốc phẳng, ô tô khối lượng 1000 kg chuyển động thẳng với vận tốc không đổi 54 km/h Mặt dốc hợp với mặt đất phẳng ngang góc α, với sin α = 0,04 Lấy g ≈ 10 m/s2 Hỏi động tơ phải có
cơng suất để tơ chuyển động lên dốc phảng với vận tốc 54 km/h?
Hướng dẫn trả lời:
Theo định luật II Niu-tơn, chuyển động thẳng ô tô mặt dốc mơ tả phương trình:
ma = F + P1 + Fms = F + mgsinα + µmgcosα (1)
trong a gia tốc tơ, F lực động cơ, P1 = mg sinα thành phần
trọng lực ô tô hướng song song với mặt dốc phẳng nghiêng, Fms = µmgcosα
lực ma sát mặt dốc
Khi ô tô tắt máy (F = 0) chuyển động (a = 0) xuống dốc với vận tốc v = 54 km/h, theo (1) ta có:
P1 + Fms = => mgsinα = -µmgcosα (2)
Khi ô tô nổ máy (F ≠ 0) chuyển động (a = 0) lên dốc với vận tốc v = 54 km/h = 15 m/s, theo (1) ta có:
(7)Thay (2) vào (3), ta tìm được: |F| = 2mgsina Như vậy, tơ phải có cơng suất:
P = |F|v= 2.1000.10.0,04.15 = 12 kW
Bài 24.12* trang 57 Sách tập (SBT) Vật lí 10
Muốn cất cánh rời khỏi mặt đất, máy bay trọng lượng 10000 N cần phải có vận tốc 90 km/h Cho biết trước cất cánh, máy bay chuyển động nhanh dần đoạn đường băng dài 100 m có hệ số ma sát 0,2 Lấy g ≈ 9,8 m/s2.
Xác định công suất tối thiểu động máy bay để đảm bảo cho máy bay cất cánh rời khỏi mặt đất
Hướng dẫn trả lời:
Áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động máy bay:
với F lực kéo động cơ, Frns lực ma sát với đường băng, a gia tốc
máy bay khối lượng m đoạn đường băng dài s Từ suy ra:
Như vậy,
động máy bay phải có cơng suất tối thiểu bằng: P = Fv = 5,2.103.25 ≈ 130 kW
Vật lí 10 (SBT) Vật lí 10 i: https://vndoc.com/giai-bai-tap-vat-li-10