Title BÀI 24. CÔNG SUẤT.pdf ✅

Trang 1 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 Lời giải: Bài 1. Phương pháp giải: Biểu thức tính công: A = F.d Trong đó: + A là công của lực F (J) + F là lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động (N) + d là độ dịch chuyển của vật (m). Biểu thức tính trọng lực: P = m.g Lực làm cho hai anh công nhân kéo được xô vữa lên trên các tầng cao là lực kéo, lực kéo cân bằng với trọng lực Công của anh công nhân 1: A1  F1 .d1  P1 .h1  m1 .g.h1  20.10.10  2000J Trong 1 giây anh công nhân 1 thực hiện được công là: 1  s 2000 P 0 20 / 1   0 J Công của anh công nhân 2: A2  F2 .d2  P2 .h2  m2 .g.h2  21.10.11  2310J Trong 1 giây anh công nhân 2 thực hiện được công là: 2  s 2310 P 5 2 11 , 0   5 J / => Anh công nhân 1 thực hiện công nhanh hơn anh công nhân 2. Bài 2. Phương pháp giải: Biểu thức mối liên hệ giữa công, công suất và thời gian: A = P.t Trong đó: + A là công của vật thực hiện (J) + P là công suất (W) + t: thời gian vật thực hiện công (s) a) Đổi 1 ngày = 86 400 s. Trong 1 ngày đêm, trái tim thực hiện được một công là: A  P.t  3.86400  259 200 J b) Đổi 70 năm = 2 207 520 000 s. Công thực hiện của trái tim là: A  P.t  3 . 2 207 520 000  6 622 560 000 J Ô tô muốn thực hiện công này thì phải mất thời gian là:   5 6 622 560 000 t 22075,2 s 3.10   Bài 3. Phương pháp giải: Biểu thức tính công: A = F.d Trong đó: + A là công của lực F (J) + F là lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động (N) + d là độ dịch chuyển của vật (m).
Biểu thức mối liên hệ giữa công, công suất và thời gian: A = P.t Trong đó: + A là công của vật thực hiện (J) + P là công suất (W) + t: thời gian vật thực hiện công (s) a, Công thực hiện được của thang máy là:   5 A  F.d  20 000.18  3,6.10 J b, Công suất trung bình của động cơ là:   5 4 P  A / t  3,6.10 /10  3,6.10 W Bài 4. Phương pháp giải: Định luật 2 Newton:   F  m. a F  m.a  Biểu thức tính lực ma sát: Fms  .N Khi vật chuyển động trên mặt đường nằm ngang ms P 5000 1000 F F v 15 3     Fms 1000 1 N 3.10000 30      Khi lên dốc 0 1 0 F' mg(sin .cos ) 10000(sin 2,3 cos 2,3 ) 733(N) 30         P'  F'.v 10995W Bài 5. + Ta có công suất của học sinh: A F.s P t t   + Mà     900.0,65 F mg 90.10 900 N p 1170 W 0,5       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 Lời giải: A F.s.cos A F.s.cos P 5 3(W) t t        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 . Lời giải: ) A F P m.g 100N P 5(W t       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 . Lời giải: ) A F.s P 2858( t t    W 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 . Lời giải: A F.s  m.g.h