Bài 24: Công và công suất

Lý thuyết

Câu C1 trang 128 SGK Vật lý 10

Nêu ba ví dụ về lực sinh công

Hướng dẫn giải

Ví dụ:

- Một vật rơi tự do thì trọng lực sinh công.

- Ô tô đang chạy, tắt máy, chuyển động chậm dần, khi đó lực ma sát sinh công.

- Một cần cầu nâng một vật lên độ cao h, lực kéo sinh công…

Câu C2 trang 130 SGK Vật lý 10

Xác định dấu của công A trong những trường hợp sau:

a) Công của lực kéo của động cơ ô tô khi ô tô lên dốc;

b) Công của lực ma sát của mặt đường khi ô tô lên dốc;

c) Công của trọng lực của vệ tinh bay vòng tròn quanh Trái Đất;

d) Công của trọng lực khi máy bay cất cánh.

Hướng dẫn giải

a) Công của lực kéo của động cơ ô tô khi ô tô lên dốc: hướng của lực kéo cùng hướng độ rời nên α = 0 => cosα > 0 => A > 0.

b) Hướng lực ma sát ngược hướng độ rời điểm đặt của lực nên α = 180o

=> cosα < 0 => A < 0.

c) Hướng của vector P vuông góc hướng độ rời điểm đặt của vector P nên α = 90o

=> cosα = 0 => A = 0.

d) Hướng vector P hợp hướng độ rời một góc α > 90o => cosα < 0 => A < 0.

Câu C3 trang 131 SGK Vật lý 10

So sánh công suất của các máy sau:

a) Cần cẩu M1 nâng được 800 kg lên cao 5 m trong 30 s;

b) Cần cẩu M2 nâng được 1000 kg lên cao 6 m trong 1 phút.

Hướng dẫn giải

Cần cẩu \({M_1}:{P_1} = \dfrac{{800.5.\cos {0^o}}}{{30}} = 133,3\,\,{\rm{W}}\)

Cần cẩu \({M_2}:{P_2} = \dfrac{{1000.6}}{{60}} = 100\,\,{\rm{W}}\)

Vậy công suất cần cẩu M₁ lớn hơn công suất cần cẩu M₂.

Bài 1 (SGK trang 132)

Phát biểu định luật công và đơn vị công. Nêu ý nghĩa của công âm.

Hướng dẫn giải

Khi lực không đổi tác dụng lên một vật nhỏ và vật đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo biểu thức

A = F . s . cos\(\alpha\)

- Đơn vị của công là Jun

- Ý nghĩa của công âm: Khi \(\alpha\), góc giữa hướng của lực \(\overrightarrow{F}\) và hướng của chuyển dời, là góc tù, thì lực \(\overrightarrow{F}\)có tác dụng cản trở chuyển động và công do \(\overrightarrow{F}\)sinh ra có giá trị A < 0 được gọi là công cản.

Bài 2 (SGK trang 132)

Phát biểu định nghĩa công suất và đơn vị công suất. Nêu ý nghĩa vật lí của công suất. 

Hướng dẫn giải

- Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.

- Đơn vị của công suất: Jun/giây (W). Ngoài ra còn có W.h

- ý nghĩa vật lí của công suất: Khả năng thực hiện công nhanh hay chậm trong 1 đơn vị thời gian . Công suất càng lớn, trong 1 đơn vị thời gian thực hiện được nhiều công hơn .

Bài 3 (SGK trang 132)

Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị công suất?

A. J.s.

B. W.

C. N.m/s.

D. HP.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án A

Bài 4 (SGK trang 132)

Công có thể biểu thị bằng tích của

A. Năng lượng và khoảng thời gian.

B. Lực, quãng đường đi được và khoảng thời gian.

C. Lực và quãng đường đi được.

D. Lực và vận tốc.

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án C

Bài 5 (SGK trang 132)

Một lực \(\overrightarrow{F}\) không đổi liên tục kéo một vật chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow{v}\) theo hướng của \(\overrightarrow{F}\). Công suất của lực \(\overrightarrow{F}\) là

A. Fvt.

B. Fv.

C. Ft.

D. Fv². 

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án B

Bài 6 (SGK trang 133)

Một người kéo một hòm gỗ khối lượng 80kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp góc 30^o so với phương nằm ngang. Lực tác dụng lên dây bằng 150N. Tính công của lực trượt đi được 20m.

Hướng dẫn giải

Công của lực kéo:

A = F.s.cos\(\alpha\)

= 150.20.cos30⁰

= 2595 J.

Bài 7 (SGK trang 133)

Một động cơ điện cung cấp công suất 15kW cho một cần cẩu nâng 1000kg lên cao 30m. Lấy g = 10m/s². Tính thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó.

Hướng dẫn giải

Công mà cần cẩu đã thực hiện để nâng vật lên cao là:

A = F. s. cos\(\alpha\) = mgs = 1000. 10. 30 = 300000 (J)

Thời gian mà cần cẩu đã sử dụng để thực hiện công việc trên:

\(t=\dfrac{A}{P}=\dfrac{300000}{15000}=20s\)