Trắc nghiệm bài Công- công suất Vật Lí 10 có đáp án và lời giải gồm các phần: Kiến thức trọng tâm, các dạng bài tập có ví dụ, bài tập rèn luyện. Các bạn xem để ôn tập các lý thuyết, nắm vững các dạng và rèn luyện kỹ năng làm bài nhé.
§2. CÔNG. CÔNG SUẤT
I. TRỌNG TÂM KIẾN THỨC
1. Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát
| Khi lực $\overrightarrow F $ 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 một góc $\alpha $, thì công thực hiện bởi lực được tính theo công thức:
$A = F.S.\cos \alpha $ Trong hệ SI, đơn vị công là jun (J). |
 |
2. Ý nghĩa vật lí của công A ứng với các trường hợp của góc$\alpha $
– Nếu ${0^o} \le \alpha \,\langle \,{90^o}$($\alpha $ nhọn) thì A > 0 và khi đó A gọi là công phát động.
– Nếu $\alpha $ = 90° thì A = 0 và lực vuông góc với phương chuyển dời lực không sinh công.
– Nếu ${90^o}\langle \alpha \, \le \,{180^o}$($\alpha $ tù) thì A < 0 và lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, khi đó A gọi là công cản (hay công âm).
3. Công của trọng lực
Công của trọng lực không phụ thuộc hình dạng đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối. Trọng lực được gọi là lực thế hay lực bảo toàn.
4. Công suất
Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.
Công thức tính công suất: $P = \frac{A}{t}$
Cũng có thể nói công suất của một lực đo tốc độ sinh công của lực đó.
Trong hệ SI, công suất đo bằng oát, kí hiệu là oát (W).
Ngoài ra còn dùng đơn vị KW = 1000 W; MW = 1000 KW
5. Mở rộng khái niệm công, công suất
Khái niệm công suất cũng được mở rộng cho các nguồn phát năng lượng không phải dưới dạng sinh công cơ học.
Ví dụ: công suất phát điện của nhà máy thủy điện Hòa Bình là 1900MW
Khái niệm công suất tiêu thụ của một thiết bị tiêu thụ năng lượng là đại lượng đo bằng năng lượng tiêu thụ của thiết bị đó trong một đơn vị thời gian.
Ví dụ: công suất tiêu thụ điện năng của một bóng đèn điện là 40W.
6. Hộp số ô tô, xe máy
| Trong ô tô, xe máy công suất của lực phát động của động cơ là
$P = \frac{A}{t}$ Xét lực tác dụng theo hướng chuyển động $\alpha $ = 0°. Khi đó $A = Fs\cos ({0^o}) = F.s$ Vậy ta được: $P = \frac{{F.s}}{t} = F.v$(*) |
 |
Trong đó v là vận tốc tức thời tại thời điểm đang xét
Từ (*) với ô tô, xe máy công suất của động cơ là một đại lượng được duy trì không đổi. Do đó nếu F tăng thì v giảm và ngược lại, việc điều chỉnh tăng giảm này được thực hiện qua một thiết bị gọi là hộp số.
II. CÁC DẠNG TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG – CÔNG SUẤT
Dạng 1: Bài toán về công của một lực $\overrightarrow F $
Phương pháp giải:
Bước 1:
Xác định và tính Lực sinh công mà bài toán yêu cầu
+ Tính trực tiếp bằng biểu thức tính của lực
+ Tính gián tiếp qua định luật II Niu tơn
Bước 2:
+ Xác định quãng đường S vật di chuyển dưới tác dụng của lực $\overrightarrow F $
+ Xác định góc $\alpha $ là góc hợp bởí lực $\overrightarrow F $ và véc tơ vận tốc của vật $\overrightarrow v $
Bước 3:
+ Từ công thức: $A = Fs\cos \alpha $
Ta sẽ tính được công của một lực $\overrightarrow F $ thực hiện.
Ví dụ 1: Một vật khối lượng 20kg đang trượt với tốc độ 4 m/s thì đi vào mặt phẳng nằm ngang nhám với hệ số ma sát $\mu $. Công của lực ma sát đã thực hiện đến khi vật dừng lại là
A. công phát động, có độ lớn 160 J. B. là công cản, có độ lớn 160 J.
C. công phát động, có độ lớn 80 J. D. là công cản, có độ lớn 80 J.
Lời giải:
| Lực ma sát tác dụng lên vật có độ lớn bằng công thức: $F = \mu .mg$
Quãng đường vật trượt đến khi dừng là: $v_t^2 – v_0^2 = 2aS \Leftrightarrow 0 – v_0^2 = 2aS$ Với $\vec a = \frac{{\overrightarrow {{F_{ms}}} }}{m} \Rightarrow a = \frac{{ – \mu mg}}{m} = – \mu g$ |
 |
Nên: $0 – v_0^2 = 2( – \mu g)S \Rightarrow S = \frac{{v_0^2}}{{2 \cdot \mu g}}$
Công của lực ma sát đã thực hiện đến khi vật dừng lại là
$A = Fs\cos \alpha = \mu .mg.\frac{{v_o^2}}{{2\mu g}}.\cos ({180^o}) = \frac{{mv_o^2}}{2}.( – 1)$
Thay số ta được: $A = \frac{{mv_0^2}}{2} \cdot ( – 1) = – \frac{{20 \cdot {4^2}}}{2} = – 160({\rm{J}})$
Do A < 0 và lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, khi đó A gọi là công cản.
Đáp án B
STUDY TIP: Một vật khối lượng m trượt trên mặt phẳng ngang với tốc độ v0 đến khi vật dừng lại chỉ do lực ma sát thì:
+ Công của lực ma sát không phụ thuộc vào hệ số ma sát $\mu $.
+ Độ lớn: $\left| {{A_{{F_{ms}}}}} \right| = \frac{{m.v_0^2}}{2}$
| Ví dụ 2: Một vật có khối lượng m = 2 kg rơi tự do từ độ cao h không vận tốc đầu, lấy g = 9,8 m/s2, sau thời gian 2s vật chưa chạm đất. Trọng lực đã thực hiện một công bằng
A. 384,16 J. B. 19,8 J. C. 192,1 J. D. 39,2J. Lời giải: Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: $P = mg = 9,8.2 = 19,6{\rm{N}}$ Quãng đường vật rơi tự do sau thời gian 2s là $S = \frac{1}{2}g{t^2} = \frac{1}{2}.9,{8.2^2} = 19,6({\rm{m}})$ |
