- Xét tam giác ABH:
8. Dạng 8: Công – Công suất – Hiệu suất
* Hai bình giống nhau, trong đó có một bình đựng nước. Người ta treo vào hai bình hai quả cầu sắt giống nhau. Cả hai quả cầu ở cùng một độ cao so với đáy bình. Hỏi thế năng của hai quả cầu so với đáy bình có như nhau không ?
* Một bình chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d0, chiều cao khối chất lỏng trung bình là h0. Cách mặt thoáng của chất lỏng trung bình một khoảng h1 người ta thả một vật nhỏ đồng chất rơi thẳng đứng vào chất lỏng. Khi vật nhỏ chạm tới đáy bình thì vận tốc của vật bằng không.
a) Tính trọng lượng riêng của chất liệu làm vật nhỏ đó ? Bỏ qua sức cản không khí và ma sát của vật nhỏ với chất lỏng.
b) Khi vật nhỏ chạm vào đáy bình thì động năng và thế năng của vật nhỏ coi như bằng không. Hỏi thế năng ban đầu của vật đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào ?
ĐS: …
* Một viên bi sắt được treo trên sợi dây, đứng yên ở vị trí cân bằng. Hiện tượng gì xảy ra khi ném một cục đất sét có khối lượng m’ theo phương ngang vào viên bi và cục đất sét dính luôn vào viên bi ? Nêu quá trình chuyển hóa năng lượng trong trường hợp này.
* Nêu quá trình chuyển hóa năng lượng của một vật có khối lượng 750 g rơi từ độ cao 4 m xuống mặt đất, coi như sức cản của không khí không đáng kể. Khi vật rơi xuống mặt đất thực hiện công là bao nhiêu ?
(Tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý THCS cực hay) – Phần 1
* Một khối hộp trọng lượng P = 1000 N được đặt nằm trong một hồ nước, mặt trên của khối hộp ngang với mặt nước. Khối hộp có chiều cao h = 0,6 m, tiết diện S = 0,1 m2. Trọng lượng riêng của nước D = 10000 N/m3. Tác dụng lực F lên khối hộp theo phương thẳng đứng để di chuyển khối hộp thật chậm ra khỏi mặt nước.
a) Gọi quãng đường đi của khối hộp là x (0≤ ≤x h). Chứng minh rằng giá trị của F là một hàm bậc nhất theo x. Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến đổi của F theo x.
b) Cho biết khi F là hàm bậc nhất của x thì giá trị trung bình của F là
1 2
2
tb
F F
F = +
, F1 và F2 là các giá trị đầu và cuối của F. Tìm công của lực kéo F khi di chuyển khối hộp ra khỏi nước.
HD:
* Một người dùng một lực có độ lớn F = 250 N, kéo đều một thùng nước từ một giếng sâu 16 m lên trong thời gian 1 phút 40 giây. Tính công và công suất của người ấy ?
ĐS: 400 J; 40 W
* Một ô tô chạy với vận tốc 36 km/h thì phải sinh ra một công suất P = 3 220 W. Hiệu suất của máy là H = 40%. Hỏi với một lít xăng xe đi được bao nhiêu km. Biết khối lượng riêng và năng suất tỏa nhiệt của xăng lần lượt là 700 kg/m3; 4,6.107 J/kg.
(Tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý THCS cực hay) – Phần 1
* Dùng một động cơ điện có công suất không đổi là 5 kW kéo kiện hàng có khối lượng 500 kg từ dưới thuyền lên bờ sông, theo đường máng nghiêng gồm nhiều mặt phẳng nghiêng có cùng độ cao h ghép nối tiếp. Bờ sông có độ cao so với thuyền là H=35 m. Mặt phẳng nghiêng đầu tiên lập với phương nằm ngang 300, mặt phẳng nghiêng liền sau có góc nghiêng tăng hơn mặt phẳng nghiêng liền trước 50 và mặt nghiêng cuối cùng có góc nghiêng 600. Hỏi:
a) Thời gian để kéo 01 kiện hàng từ dưới thuyền lên đến bờ sông.
b) Vận tốc của kiện hàng ở mặt nghiêng đầu tiên và ở mặt nghiêng cuối cùng?
Bỏ qua ma sát. Lấy 3 1,73=
ĐS: 35 s; 2m/s, v2 = 1,16 m/s
* Một ô tô có khối lượng 1 tấn. Khi tắt máy, không hãm phanh thì chuyển động đều xuống dốc nghiêng có độ cao bằng 4% chiều dài. Hỏi khi xe lên dốc thì động cơ của xe phải thực hiện công suất bao nhiêu để xe đi lên đều với vận tốc 54 km/h ?
* Một động cơ xăng có hiệu suất 25% đặt trên đỉnh một ngọn đồi cao 20m để kéo một khẩu pháo nặng 4 tấn từ chân đồi lên đỉnh đồi. Đường dốc lên sườn đồi dài 80m, được xem như một mặt phẳng nghiêng có hiệu suất là 64%.
a) Tính lực kéo của động cơ để khấu pháo đi lên đều và độ lớn của lực ma sát tác dụng vào khẩu pháo.
b) Tính thể tích xăng đã dùng để thực hiện công việc trên, biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106J/kg, khối lượng riêng của xăng D = 700kg/m3. * Dưới tác dụng của lực kéo theo phương ngang có độ lớn bằng 4 000 N thì một kiện hàng trượt đều từ điểm A đến điểm B trên mặt phẳng ngang với vận tốc 5 m/s không đổi trong thời gian 2 phút.
a) Tính công của lực kéo thực hiện trên đoạn đường AB.
b) Nếu giữ nguyên lực kéo nhưng kiện hàng trượt đều với vận tốc 10 m/s thì công suất trung bình của lực thực hiện trên đoạn đường AB là bao nhiêu ?
(Tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý THCS cực hay) – Phần 1
* Người ta dùng một động cơ điện để kéo một thùng gỗ có trọng lượng P = 2000 N lên cao h = 2 m theo một mặt phẳng nghiêng với vận tốc không đổi v = 0,2 m/s như hình vẽ. Biết công suất cơ học do động cơ sinh ra là P = 200 W.
a) Tính lực F do động cơ kéo thùng gỗ.
b) Tính chiều dài của mặt phẳng nghiêng trong hai trường hợp: b1) Bỏ qua mọi ma sát.
b2) Lực ma sát giữa thùng gỗ và mặt phẳng nghiêng là Fms = 0,25P. c) Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng trong trường hợp câu b2.
* Một cái dốc cao 2 m. Một xe ô tô chuyển động đều lên dốc với vận tốc 1 m/s và sau 20 s thì đi hết dốc.
a) Tính lực kéo của động cơ biết công suất của động cơ là 2 500 W. b) Tính hiệu suất của động cơ. Biết ô tô có tổng trọng lượng là 20 000 N.
ĐS: 2 500 N; 80%
* Dưới tác dụng của lực kéo theo phương ngang có độ lớn bằng 4000 N thì một kiện hàng trượt đều từ điểm A đến điểm B trên mặt phẳng ngang với vận tốc 5 m/s không đổi trong thời gian 2 phút.
a) Tính công của lực kéo thực hiện trên đoạn đường AB.
b) Nếu giữ nguyên lực kéo nhưng kiện hàng trượt đều với vận tốc 10 m/s thì công suất trung bình của lực thực hiện trên đoạn đường AB là bao nhiêu ?
(Tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý THCS cực hay) – Phần 1
* Một ô tô có khối lượng 1 tấn. Khi tắt máy, không hãm phanh thì chuyển động đều xuống dốc nghiêng có độ cao bằng 4% chiều dài. Hỏi khi xe lên dốc thì động cơ của xe phải thực hiện công suất bao nhiêu để xe đi lên đều với vận tốc 54 km/h ?
* Một động cơ xăng có hiệu suất 25% đặt trên đỉnh một ngọn đồi cao 20 m để kéo một khẩu pháo nặng 4 tấn từ chân đồi lên đỉnh đồi. Đường dốc lên sườn đồi dài 80 m, được xem như một mặt phẳng nghiêng có hiệu suất là 64%.
a) Tính lực kéo của động cơ để khấu pháo đi lên đều và độ lớn của lực ma sát tác dụng vào khẩu pháo.
b) Tính thể tích xăng đã dùng để thực hiện công việc trên, biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg, khối lượng riêng của xăng D = 700 kg/m3.
* Một ô tô có trọng lượng P = 12000 N, có công suất động cơ không đổi. Khi chạy trên một đoạn đường nằm ngang, chiều dài s = 1 km với vận tốc không đổi v = 54 km/h thì ô tô tiêu thụ mất V = 0,1 lít xăng.
Hỏi khi ô tô ấy chuyển động đều trên một đoạn đường dốc lên phía trên thì nó chạy với vận tốc bằng bao nhiêu ? Biết rằng cứ đi hết chiều dài l = 200 m thì chiều cao của dốc tăng thêm một đoạn h = 7 m. Động cơ có hiệu suất 28%. Khối lượng riêng của xăng là D = 800 kg/m3. Năng suất tỏa nhiệt của xăng là q = 4,5.107 J/kg. Giả thiết lực cản do gió và ma sát tác dụng lên ô tô trong lúc chuyển động là không đổi.
HD:
Trên đường nằm ngang: Fk = Fc; Ak = Fks = HQ= Hqm (với m = DV); suy ra: Fc = Fk = Hqm/s
Trên đường dốc: F’k = Fc + Fl; F’k = Hqm/s + Ph/l Fkv = F’kv’ nên: v’=Fkv/F’k = Hqmv/(Hqm + Phs/l)
(Tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý THCS cực hay) – Phần 1
* Một máy bay phản lực có công suất trung bình của động cơ là 2000 kW bay từ Hà Nội vào thành phố Hồ Chí Minh tiêu thụ hết 1,5 tấn xăng. Hỏi thời gian máy bay đã bay ? Biết rằng hiệu suất của động cơ trong khi bay là 30%, năng suất tỏa nhiệt của xăng là q = 4,6.107J/kg.
* Một đầu máy có trọng lượng P = 15000 N chạy bằng điện với hiệu điện thế U = 220 V, chuyển động trên một cái dốc (chiều dài l = 300 m, chiều cao h = 6 m) và trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36 km/h. Xác định cường độ dòng điện chạy qua moto của đầu máy khi nó chuyển động xuống dốc, lên dốc và trên mặt đường nằm ngang. Biết hiệu suất của đầu máy H = 80%. Lực ma sát giữa các bánh xe của đầu máy với mặt đường bằng 0,03 trọng lượng của nó.
HD: