Title BÀI 24. CÔNG SUẤT HS.pdf ✅

Trang 1 GROUP TÀI LIỆU VẬT LÝ B&T CHƯƠNG IV. NĂNG LƯỢNG. CÔNG. CÔNG SUẤT BÀI 24: CÔNG SUẤT I. TÓM TẮT KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Công suất Công suất là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nhanh hay chậm của công và được đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian Công thức tính công suất: A P t  A là công thực hiện (J) t là thời gian thực hiện công A (s) P là công suất(W) Đơn vị của công suất là oát W ( ) 1J 1W 1s  Ngoài ra còn dùng đơn vị 1kW = 1000W; 1MW = 1000kW Chú ý: Trong thực tế, người ta còn dùng đơn vị công suất là sức ngựa (HP) 1HP = 736W Chú ý: 1 Kilôoát giờ (kWh) không phải là đơn vị công suất mà là đơn vị công. 1 kWh là công của một thiết bị sinh công có công suất là 1 kW thực hiện trong 1 giờ. 2. Liên hệ giữa công suất với lực và tốc độ Ta có công suất A P t  Xét lực tác dụng theo hướng chuyển động = 0°. Khi  đó A Fscos0  F.s    Vậy ta được: F.s P F.v t   Trong đó v là vận tốc tức thời tại thời điểm đang xét II. PHÂN LOẠI BÀI TẬP 1. DẠNG 1: BÀI TẬP CỦNG CỐ LÝ THUYẾT VÀ VẬN DỤNG CƠ BẢN 1.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI. Công thức tính công suất: A P t  + Đơn vị công suất: Trong hệ SI: W (Oát) 1 1 1 J W s  + Ngoài ra, công suất còn có đơn vị khác: Mã lực hay sức ngựa (HP) 1HP  736W + Lưu ý: Thường nhầm lần đơn vị công suất với đơn vị công là kilowatt giờ (kWh) 1kWh = 3.600.000J 1.2. BÀI TẬP MINH HOẠ Bài 1. Một động cơ thực hiện 1000J trong thời gian 10 giây. Tính công suất của động cơ Lời giải: Áp dụng công thức A 1000 P 100W t 10    Bài 2. Một máy bơm nước trên nhãn mác có ghi 2kWh. Nêu ý nghĩa của thông số đó Lời giải: Ý nghĩa 2kWh là: Công của máy bơm nước có công suất là 2kW thực hiện trong thời gian 1 giờ Bài 3. 1kWh bằng bao nhiêu Jun (J) Lời giải: 1kW=1000W 1h = 3600s Vậy 1kWh= 1000.3600 = 3,6.106 ( J) Bài 4. ( Câu hỏi tr 97 HĐ SÁCH LÝ 10 KNTT) Hãy giải thích tác dụng của líp nhiều tầng trong xe đạp thể thao (Hình 24.1)
Lời giải: Líp nhiều tầng có tác dụng tạo lực đẩy, giúp xe di chuyển dễ dàng Nhờ có líp mà ta không cần phải dùng đến bàn đạp nhiều mà bánh xe vẫn chuyển động về phía trước theo quán tính. Líp nhiều tầng ở xe đạp giúp người điều khiển xe dễ dàng đạp mà không cần mất nhiều sức. Các tầng của líp xe có tác dụng để chuyển xích phù hợp với độ dốc của con đường (đường bằng phẳng, đường dốc, đường đèo...) Bài 5. ( Câu hỏi tr 97 HĐ SÁCH LÝ 10 KNTT) Hình 24.2 mô tả hộp số xe máy. Hãy giải thích tại sao khi đi xe máy trên những đoạn đường dốc hoặc có ma sát lớn ta thường đi ở số nhỏ. Lời giải: Khi đi xe máy trên những đoạn đường dốc hoặc có ma sát lớn thường đi số nhỏ để công suất của hộp số lớn dẫn đến công thực hiện của động cơ lớn, khiến xe di chuyển dễ dàng hơn và không bị dừng lại đột ngột khi ma sát quá lớn. Vì khi chuyển đi số thấp thì vòng quay bánh sẽ giảm và tốc độ cùng sẽ giảm. Vì khi chuyển số nhỏ thì xích gắn vào líp sẽ chuyển sang líp có bánh răng thấp hơn, tức là số lượng lớn răng ở vùng bán xích lớn nhất. Với cách sang líp này, xe leo dốc nhẹ nhàng hơn mà không tốn nhiều công suất. 1.3. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. (Câu hỏi tr 96 HĐ SÁCH LÝ 10 KNTT) Hai anh công nhân dùng ròng rọc để kéo xô vữa lên các tầng cao của một công trình xây dựng. Dựa vào bảng số liệu dưới đây, hãy xác định xem ai là người thực hiện công nhanh hơn. Lấy . 2 g 10m / s Công nhân Khối lượng xô vữa mkg Độ cao công trình hm Công thực hiện AJ Thời gian thực hiện ts Công nhân 1 m1  20 kg 1 h  10 m A1 = .....?..... 1 t  10s Công nhân 2 m2  21 kg 2 h  11 m A2 = .....?..... 2 t  20s Bài 2. ( Câu hỏi tr 96 HĐ SÁCH LÝ 10 KNTT) Coi công suất trung bình của trái tim là 3 W. a) Trong một ngày – đêm trung bình trái tim thực hiện một công là bao nhiêu?
b) Nếu một người sống 70 tuổi thì công của trái tim thực hiện là bao nhiêu? Một ô tô tải muốn thực hiện được công này phải thực hiện trong thời gian bao lâu? Coi công suất của xe ô tô tải là 5 3.10 W. Bài 3. ( Câu hỏi tr 97 HĐ SÁCH LÝ 10 KNTT) Động cơ của một thang máy tác dụng lực kéo 20000N để thang máy chuyển động thẳng lên trên trong 10s và quãng đường đi được tương ứng là 18 m. a, Tính công thực hiện của thang máy b, Tính công suất trung bình của động cơ Bài 4. ( Câu hỏi tr 97 HĐ SÁCH LÝ 10 KNTT) Một ô tô khối lượng 1 tấn đang hoạt động với công suất 5 kW và chuyển động thẳng đều với vận tốc 54 km / h thì lên dốc. Hỏi động cơ ô tô phải hoạt động với công suất bằng bao nhiêu để có thể lên dốc với tốc độ như cũ? Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường không đổi, dốc nghiêng góc so với mặt đường 0 2,3 nằm ngang và 2 g  10 m /s . Bài 5. Một học sinh của trung tâm bồi dưỡng kiến thức Hà Nội nâng tạ có khối lượng 90kg lên cao 65cm trong t = 0,5s. Trong trường hợp học sinh đã hoạt động với công suất là bao nhiêu? Lấy 2 g  10 m /s . A. 400W B. 500W C. 600W D. 700W 2. DẠNG 2: BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT 2.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI. Công thức tính công suất: với A = Fscos A P t  Liên hệ giữa công suất với lực và tốc độ F.s P F.v t   2.2. BÀI TẬP MINH HOẠ Bài 1. Một vật khối lượng m = 10kg được kéo đều trên sàn bằng một lực F = 20N hợp với phương ngang góc . Nếu vật di chuyển 2m trên sàn trong thời gian 4s thì công suất của lực là bao nhiêu? 0 30 Bài 2. Một gàu nước khối lượng 10kg kéo cho chuyển động đều lên độ cao 5m trong thời gian 1 phút 40 giây. Tính công suất của lực kéo, 2 g  10 m /s . Bài 3. Một lực sĩ cử tạ nâng quả tạ m = 125kg lên cao 70cm trong t = 0,3s. Trong trường hợp lực sĩ đã hoạt động với công suất là bao nhiêu? 2 g  9,8 m /s . Bài 4. Một động cơ có công suất 360W, nâng thùng hàng 180kg chuyển động đều lên cao 12m. Hỏi phải mất thời gian là bao nhiêu? 2 g  10 m /s . 2.3. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Một vật khối lượng m được kéo chuyển động thẳng đều trên sàn bằng một lực F = 20N hợp với phương ngang góc khi 30, vật di chuyển 2m hết thời gian 4s. a, Tính công của lực kéo b, Tính công suất của lực kéo Bài 2. Một vật có khối lượng m = 2 kg rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao h, lấy 2 g  10 m /s . a, Tính vận tốc của vật khi vật rơi được 2 giây. b, Tính công suất tức thời của trọng lực tại thời điểm 2 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động Bài 3. Một động cơ điện cung cấp công suất 5KW cho một cần cẩu để nâng vật 1000Kg chuyển động đều lên cao 30m. Lấy 2 g  10 m /s . a, Tính công của động cơ thực hiện được b, Tính thời gian để thực hiện công việc đó Bài 4. Một vật khối lượng m = 10 kg được kéo chuyển động thẳng nhanh dần đều trên sàn nhẵn không ma sát bằng một lực F  5N theo phương ngang từ trạng thái nghỉ.
a, Tính gia tốc của vật b, Tính công và công suất trung bình của lực F vật thực hiện được trong thời gian 4 giây tính từ lúc bắt đầu chuyển động Bài 5. Một vật có khối lượng m = 2 kg rơi tự do từ độ cao h = 10 m. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy 2 g  10 m /s . a, Tính quãng đường vật rơi được sau thời gian 1,2 s và công của trọng lực trong thời gian đó b, Tính công suất trung bình của trọng lực trong thời gian 1,2 s và công suất tức thời của trọng lực tại thời điểm t = 1,2 s. Bài 6. Một vật khối lượng m được kéo chuyển động thẳng nhanh dần đều trên sàn bằng một lực F từ trạng thái nghỉ công suất của lực F sinh ra trong giây thứ nhất, thứ hai gọi tương ứng là P1 và P2. Tìm hệ thức liên hệ giữa P1 và P2 Bài 7. Một vật có khối lượng m  0,3kg nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo F  5N hợp với phương ngang một góc . 0   30 a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s. b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối. c) Giả sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số thì công toàn   0,2 phần có giá trị bằng bao nhiêu ? Bài 8. Một ôtô có khối lượng 1,5 tấn, khi tắt máy chuyển động xuống dốc có góc nghiêng thì 0   45 chuyển động thẳng đều. Khi lên dốc đó với vận tốc không đổi 54 km/h thì động cơ ôtô phải có công suất là P, lấy Tính giá trị của P. 2 g  10 m /s . III. BÀI TẬP BỔ SUNG Bài 1. a) Để cày một sào đất, nếu dùng trâu cày thì mất 2 giờ, nếu dùng máy cày thì mất 20 phút. Hỏi trâu hay máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần? Đáp số: Máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn 66 lần b) Máy thứ nhất sinh ra một công 300kJ trong vòng 1 phút. Máy thứ hai sinh ra một công 720kJ. Trong nửa giờ, máy nào có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần? Đáp số: Máy thứ nhất có công suất lớn hơn và lớn hơn 12,5 lần Bài 2. Một gàu nước khối lượng 5 kg được kéo cho chuyển động đều lên độ cao 4 m trong khoảng thời gian 50 giây. Tính công suất trung bình của lực kéo ( ). 2 g  10 m /s . Đáp số: P = 4 W. Bài 3. Một động cơ điện cung cấp công suất 15kW cho một cần cẩu nâng 1000 kg lên cao 30 m. Lấy . Tính thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó. 2 g  10 m /s . Đáp số: t = 2s. Bài 4. Trên công trường xây dựng, một người thợ sử dụng động cơ điện để kéo một khối gạch nặng 85 kg lên độ cao trong 10,7 m thời gian 23,2 s. Giả thiết khối gạch chuyển động đều. Tính công suất tối thiểu của động cơ. Lấy g  9,8 m /s2. Đáp số: P  384,2 W. Bài 5. Tính công suất của động cơ máy bay biết rằng nó đang bay với tốc độ và 250 m /s động cơ sinh ra lực kéo để duy trí tốc độ này của máy bay. 6 2.10 N Đáp số: 8 P  5.10 W. Bài 6. Một ô tô khối lượng 1 tấn đang hoạt động với công suất 5 kW và chuyển động thẳng đều với vận tốc 54 km/h thì lên dốc. Hỏi động cơ ô tô phải hoạt động với công suất bằng bao nhiêu để có thể lên dốc với tốc độ như cũ? Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,05, dốc nghiêng góc so với mặt đường nằm 0 5 ngang và 2 g  10 m /s . Đáp số: P’ = 27380 W