CHƯƠNG IV. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Bài 23.ĐỘNG LƯỢNG.ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
1. Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát
Khi lực Fr
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 thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức:
os A Fsc Trong đó : F là lực tác dung (N)
S là quãng đường vât đi được (m)
là góc hợp giữa lực tác dụng với phương chuyển động 2.Biện luận:
+ Nếu cos 0 thì lực thực hiện công dương (A>0) + Nếu cos 0 thì lực thực hiện công âm (A<0) + Nếu cos 0 thì lực thực hiện công bằng 0 (A = 0) 3.Khái niệm công suất:
Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian
Công thức : P = A
t hay P = Fv
Trong đó : P là công suất (Jun/giây(J/s) hoặc Oát (W)) A là công thực hiện (N.m hoặc J)
t là thời gian thực hiện công (s)
v là vận tốc tức thời tại một thời điểm đang xét (m/s)
* Chú ý : 1KW = 1000W ; 1KJ = 1000J
II.BÀI TẬP:
1. Công của một vật có khối lượng m = 1kg rơi ở độ cao h =2m, lấy g
=10m/s2 là .
ĐS : A =20J 2.Lực F
có độ lớn 500N kéo vật làm vật dịch chuyển một đoạn đường 2m cựng hướng với lực kộo. Cụng của lực thực hiện la ứ bao nhiờu:
ĐS : 1KJ
3. Một người nhấc một vật có khối lượng 1 kg lên độ cao 6 m. Lấy g = 10 m/s2. Công mà người đã thực hiện là bao nhiêu:
ĐS : 60 J
4. Một người kéo một thùng gỗ trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây hợp với phương ngang một góc 60o, lực tác dụng lên dây là 100N, cụng của lực đú khi thựng gỗ trượt đi được 20m la ứ bao nhiờu:
ĐS : A = 1000J
5. Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà bằng 1 dây hợp với phương ngang góc 30o.Lực tác dụng lên dây bằng 150N. Công của lực đó khi hòm trượt 20m bằng bao nhiêu:
ĐS : 2598J
6. Một người nhấc 1 vật có khối lượng 4 kg lên cao 0,5m. Sau đó xách vật di chuyển theo phương ngang 1 đoạn 1m. Lấy g =10m/s2. Người đó đã thực hiện 1 công bằng bao nhiêu:
ĐS : 20J
7. Một ô tô có khối lượng 1tấn, chuyển động đều trên một đường thẳng nằm ngang có hệ số ma sát trượt t 0,2. Tính công của lực kéo của động cơ và công của lực ma sát khi ô tô chuyển dời được 250 m. Cho g=10m/s2.
Giải:
Vì ô tô chuyển động đều nên lực kéo của động cơ và lực ma sát trên mặt đường cân bằng nhau. Chúng có cùng độ lớn và bằng:
0, 2.1000.10 2000
k ms
F F N mg N Công của lực kéo của động cơ
5
1 2000.250 5.10
A Fs J
Công của lực ma sát (công cản):
5
2 2000.250 5.10
A Fs J
8.Một vật rơi tự do có m = 4 kg. Trên một quãng đường nào đĩ, vận tốc biến thiên từ 2m/s đến 8m/s. Tính công của trọng lực thực hiện trên quãng đường đĩ, laáy g = 10m/s2
ĐS :120 J
Hướng dẫn giải: v2 – v02 = 2gS S = (v2 – v02 )/2g = 3m AP = mgS = 4.10.3 = 120 J
9. Một vật có khối lượng 5kg trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 20m, góc nghiêng 300. Công của trọng lực khi vật đi hết dốc là bao nhiêu:
ĐS : 0,5kJ.
10. Để nâng 1 vật có khối lượng 50kg lên cao 10m với vận tốc không đổi,người ta cần thực hiện 1 công là bao nhiêu ?lấy g= 10 m/s2
ĐS : 5000J
11.Một cần cẩu nâng một kiện hàng có m = 800kg lên cao 5m trong 20s, lấy g =10m/s2. Công suất của cần cẩu là bao nhiêu :
ĐS : 2000W
12. Công suất của một người kéo một thùng nước có khối lượng 10kg chuyển động đều từ giếng có độ sâu 10 m lên trong thời gian 0,5 phuựt la ứ bao nhiờu?
ĐS : 33,3 W
13.Một ô tô khối lượng 1,5 tấn bắt đầu mở máy chuyển động với gia tốc không đổi và đạt vận tốc 18m/s sau thời gian 12s. Giả sử lực cản là không đổi và bằng 400N. Hãy tìm:
a.quãng đường của ô tô và công của lực kéo thực hiện trong thời gian đó.
b.Công suất trung bình của động cơ trong thời gian đó . c.Công suất tức thời của động cơ tại thời điểm cuối.
GI ẢI
a.Gọi F là lực kéo của động cơ ô tô và FC là lực cản Theo định luật II Niutơn:F – FC = ma= m
t v Lực kéo của ô tô là:F = FC + m
t
v = 400+ 15000. 1,5 = 2 650N Độ dời của ô tô:S = 2
2
1at = 108m
Công của lực kéo thực hiện:A = F s =286 200J b. Công suất trung bình của động cơ
Ptb = t
A= 23 850 W
c. Công suất tức thời của động cơ ô tô tại thời điểm cuối Ptt = Fv = 2650.18 = 47 700W.
14.Búa máy khối lượng 500kg rơi từ độ cao 2m đóng vào cọc làm cọc lún thêm vào đất 0,1m. Lực đóng cọc trung bình 80000N. Tìm hiệu suất máy:
a.50%
b.60%
c.70%
d.80%
Hướng dẫn giải: H = Er/Ev
Er = công dùng để đóng cọc = F.S
Ev = năng lượng của búa = thế năng của búa = mgh H = F.S/mgh = 80000.0,1/500.10.2 = 0,8 = 80%
A. Đáp án: D
1.Công có thể biểu thị bằng tích của:
a.năng lượng và khoảng thời gian. c.Lực và quãng đường đi được.
b.Lực, quãng đường đi được và khoảng thời gian. d.Lực và vận tốc.
2. Chọn phát biểu đúng về công.
a. Mọi lực làm vật dịch chuyển đều sinh công.
b. Khi góc giữa lực và đường đi là góc nhọn.
c. Lực vuông góc với phương dịch chuyển không sinh công.
d. Công âm là công của lực kéo vật đi theo chiều âm của vật.
3.Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị công suất?
A. J.s. B. W. C. N.m/s. D. HP.
4. Công suất của lực F làm vật di chuyển với vận tốc V theo hướng của F là:
A/ P=F.vt B/ P= F.v C/ P= F.t D/ P= F v2 5.Lực F
không đổi tác dụng lên một vật làm vật chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc ,biểu thức tính công của lực là:A. A = F.s.cos B. A = F.s C. A =F.s.sin D. A =F.s +cos
6.Trường hợp nào sau đây công của lực bằng không:
a.lực hợp với phương chuyển động một góc nhỏ hơn 90o b.lực hợp với phương chuyển động một góc lớn hơn 90o c.lực cùng phương với phương chuyển động của vật
d. lực vuông góc với phương chuyển động của vật
7.Chọn câu đúng. Khi vật chuyển động trên quỹ đạo kép kín, tổng đại số công thực hiện :
a.khác không. b.luôn âm. c.bằng không . d.luôn dương.
8. Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị của công?
a.J. b.Cal. c.N/m. d.N.m.
9. Công cơ học là đại lượng:
a.véctơ. b.vô hướng. c.luôn dương. d.không âm.
10.Đơn vị nào sau đây là đơn vị của công suất:
a.Oát . b.Niutơn. c.Jun. d.Kw.h
11.Gọi A là công của lực thực hiện trong thời gian t. Biểu thức nào sau đây là đúng với biểu thức công suất?
A. P = t
A B. P = At C. P = A
t D. P = A .t2