CÔNG CƠ HỌC 1. Khi nào có công cơ học Thuật ngữ công cơ học chỉ dùng trong trường hợp có lực tác dụng làm vật chuyển dời. 2. Công cơ học phụ thuộc vào yếu tố nào? Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực tác dụng vào vật và quãng đường vật dịch chuyển Chú ý: Trong các trường hợp có công có học, ta cần tìm ra lực nào đã thực hiện công đó. Ví dụ: Trong trường hợp đầu tàu hỏa đang kéo các toa chuyển động thì lực thực hiện công là lực kéo của đầu tàu hỏa, hoặc trong trường hợp quả táo rơi từ trên cây xuống thì lực thực hiện công là trọng lực. 3. Công thức tính công + Công thức tính công cơ học khi lực F làm dịch chuyển một quãng đường s theo phương của lực : \(A = F. s\). Trong đó: - \(A\) là công của lực \(F\) (J) - \(F\) là lực tác dụng vào vật (N) - \(s\) quãng đường vật dịch chuyển (m) + Đơn vị của công là Jun, (kí hiệu là J). \(1 J= 1N. 1 m = 1Nm\). Bội số của Jun là kilojun (kí hiệu là kJ), \(1kJ = 1 000J\). Chú ý: + Chỉ áp dụng cho trường hợp vật chuyển dời theo phương của lực, còn khi vật chuyển dời theo phương vuông góc với lực thì công của lực đó bằng 0. + Khi vật chuyển dời không theo phương của lực thì công được tính bằng một công thức khác sẽ học ở lớp trên. Sơ đồ tư duy về công cơ học
Đáp án: Câu 1: B Công thức tính công: A = F.s Câu 2: D Câu 3: C Câu 4: A Vì quả tạ không di chuyển nên không có công cơ học Câu 5: B Khi này trọng lực vuông góc với phương chuyển động của vật nên không sinh công. Câu 6: A 800cm = 8m Công của trọng lực là: $A = P.h = 10m.h = 10.2,5.8 = 200J$ Câu 7: D Vì lúc này trọng lực tác dụng lên quả cầu vuông góc với phương chuyển động của quả cầu nên không sinh công cơ học. Câu 8: C 2km = 2000m Công của lực kéo của đầu tàu hỏa là: $A = F.s = 4000.2000 = 8000000J= 8000kJ$ Câu 9: D Công của viên bi bằng 0 vì trọng lực vuông góc với phương chuyển động của viên bi Câu 10: A Theo định luật về công, không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần công thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. Câu 11: D Ta có: $A' = F'.s' = n.F.s/n = F.s = A$ Vậy công sinh ra không đổi Câu 12: P = 6W 30 phút = 1800s Công suất của anh công nhân là: $A = P.h + Ams = 10m.h + Ams = 10.20.20.2,5 +800=10800J$ $P = A:t = 10800: 1800 = 6W$ Câu 13: C. Theo định luật về công, không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần công thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. Do đó với mọi mặt phẳng nghiêng để đưa vật lên cùng độ cao thì công sinh ra là như nhau. Cau 14: C Hệ ròng rọc này cho ta lợi 3 lần về lực do đó khối lượng của vật ở hình C là lớn nhất. Câu 14: B Câu 15: D Việc so sánh này cũng chính là việc so sáng công suất của máy. Đây là đại lượng cho ta biết sức mạnh của máy móc động cơ. Câu 16: C Vì công của con trâu gấp đôi công của con ngựa nhưng thời gian thực hiện công cũng là gấp đôi ⇒ Công suất của hai con là bằng nhau Câu 17: P = 0,8W 30 phút = 1800s $P = A:t = 1440:1800 = 0,8W$ Câu 18: P = 675W 9km/h = 2,5m/s $P = F.v = 270.2,5 = 675W$ Câu 19: B Câu 20: C Cơ năng của quả táo có được do ở một độ cao so với mặt đất. Đây là thế năng hấp dẫn. Câu 21: D Vì khi lấy mốc là mặt đất, người đó cũng cách mặt đất một đoạn ( thế năng hấp dẫn ) và đang chuyển động ( động năng ) nên có cả động năng và thế năng hấp dẫn. Câu 22: A Công suất của hai bạn là: $\begin{array}{l}{P_1} = \dfrac{{{A_1}}}{{{t_1}}} = \dfrac{{36000}}{{10.60}} = 60W\\{P_2} = \dfrac{{{A_2}}}{{{t_2}}} = \dfrac{{42000}}{{14.60}} = 50W\\ \Rightarrow {P_1} > {P_2} \end{array}$ Câu 23: D Ta có: $\begin{array}{l}{W_C} = {W_t} = 200J\\{W_N} = \dfrac{{{W_t}}}{2} = \dfrac{{200}}{2} = 100J \end{array}$
Chúng tôi xin giới thiệu các bạn học sinh bộ tài liệu giải Bài tập trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất có lời giải hay, cách trả lời ngắn gọn, đủ ý được biên soạn bởi đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm. Mời các em tham khảo tại đây. Bộ 25 câu hỏi trắc nghiệm Vật lý lớp 10 Bài 24: Công và công suấtCâu 1: Lực tác dụng lên một vật đang chuyển động thẳng biến đổi đều không thực hiện công khi A. lực vuông góc với gia tốc của vật. B. lực ngược chiều với gia tốc của vật. C. lực hợp với phương của vận tốc với góc α. D. lực cùng phương với phương chuyển động của vật. Chọn A. Lực tác dụng lên một vật đang chuyển động thẳng biến đổi đều không thực hiện công khi lực vuông góc với đường đi. Mà gia tốc luôn có phương trùng với đường đi trong chuyển động thẳng do đó lực vuông góc với gia tốc của vật thì lực đó không sinh công. Câu 2: Đơn vị không phải đơn vị của công suất là A. N.m/s. B. W. C. J.s. D. HP. Chọn C. Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. Công thức tính công suất: P = A/t Trong hệ SI, công suất đo bằng oát, kí hiệu là oát (W). 1W = 1J/s = 1N.m/s Ngoài ra còn dùng đơn vị KW = 1000 W; MW = 1000 KW Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Máy có công suất lớn thì hiệu suất của máy đó nhất định cao. B. Hiệu suất của một máy có thể lớn hơn 1. C. Máy có hiệu suất cao thì công suất của máy nhất định lớn. D. Máy có công suất lớn thì thời gian sinh công sẽ nhanh. Chọn D. Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. Do đó máy có công suất lớn thì thời gian sinh công sẽ nhanh. Câu 4: Một lực F = 50 N tạo với phương ngang một góc α=30o, kéo một vật và làm chuyển động thẳng đều trên một mặt phẳng ngang. Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng 6 m là A. 260 J. B. 150 J. C. 0 J. D. 300 J. Chọn A. Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng 6 m là: A = F.s.cosα = 50.6.cos30° = 259,81 J ≈ 260 J. Câu 5: Thả rơi một hòn sỏi khối lượng 50 g từ độ cao 1,2 m xuống một giếng sâu 3 m. Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là (Lấy g = 10 m/s2) A. 60 J. B. 1,5 J. C. 210 J. D. 2,1 J. Chọn D A = Fs.cosα = Ps.cos0o = mg(h + d) = 2,1 J. Câu 6: Một vật có khối lượng 2 kg rơi tự do từ độ cao 10 m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 9,8 m/s2. Trong thời gian 1,2 s kể từ lúc bắt đầu thả vật, trọng lực thực hiện một công bằng A. 196 J. B. 138,3 J. C. 69,15 J. D. 34,75J. Chọn B. Thời gian để vật rơi xuống đất bằng  Vì t = 1,43 s > 1,2 s nên trong thời gian 1,2 s kể từ lúc bắt đầu thả vật, vật vẫn đang rơi và trọng lực thực hiện một công bằng: Câu 7: Một vật 5 kg được đặt trên mặt phẳng ngiêng. Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng bằng 0,2 lần trọng lượng của vật. Chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 10 m. Lấy g = 10 m/s2. Công của lực ma sát khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng bằng A. – 95 J. B. – 100 J. C. – 105 J. D. – 98 J. Chọn B. Độ lớn của lực ma sát: Fms = 0,2P = 0,2mg. Vì lực ma sát ngược hướng với vectơ đường đi s nên công của lực ma sát khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng bằng: A = Fms .s.cos180° = 0,2.5.10.10.cos180° = - 100J. Câu 8: Một vật 5 kg được đặt trên mặt phẳng ngiêng. Chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 10 m, chiều cao 5 m. Lấy g = 10 m/s2. Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có độ lớn là A. 220 J. B. 270 J. C. 250 J. D. 260 J. Chọn C. Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có độ lớn là A = P.s.cos(P→, s→) = P.s.h/s = P.h = mgh = 5.10.5 = 250 J. Câu 9: Một thang máy khối lượng 1 tấn chuyển động nhanh dần đều lên cao với gia tốc 2 m/s2. Lấy g = 10 m/s2. Công của động cơ thực hiện trong 5s đầu tiên là A. 250 kJ. B. 50 kJ. C. 200 kJ. D. 300 kJ. Chọn D. Do vật chuyển động có gia tốc nên theo định luật II Niu-tơn: F – P = ma Câu 10: Một vật khối lượng 1500 kg được cần cẩu nâng đều lên độ cao 20 m trong khoảng thời gian 15 s. Lấy g = 10 m/s2. Công suất trung bình của lực nâng của cần cẩu là A. 15000 W. B. 22500 W. C. 20000 W. D. 1000 W. Chọn C Do nâng đều nên F = P = mg Câu 11: Một động cơ điện cung cấp công suất 15 kW cho một cần cẩu nâng 1000 kg lên cao 30 m. Lấy g = 10 m/s2. Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là A. 40 s. B. 20 s. C. 30 s. D. 10 s. Chọn B Câu 12: Một ô tô chạy đều trên đường với vận tốc 72 km/h. Công suất trung bình của động cơ là 60 kW. Công của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường 6 km là A. 1,8.106 J. B. 15.106 J. C. 1,5.106 J. D. 18.106 J. Chọn D. Ta có v = 72 km/h = 20 m/s; P = 60 kW = 60000 W; s = 6 km = 6000 m. Ô tô chạy đều, nên thời gian ô tô chạy hết quãng đường 6 km là: t = s/v = 6000/20 = 300 s. Công của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường 6 km là: A = P.t = 60000.300 = 18.106 J. Câu 13: Một thang máy khối lượng 1 tấn có thể chịu tải tối đa 800 kg. Khi chuyển động thanh máy còn chịu một lực cản không đổi bằng 4.103 N. Để đưa thang máy lên cao với vận tốc không đổi 3 m/s thì công suất của động cơ phải bằng (cho g = 9,8 m/s2) A. 35520 W. B. 64920 W. C. 55560 W. D. 32460 W. Chọn B Để thang máy chuyển động với vận tốc không đổi thì F = P + Fc P = Fv = (Mg + Fc)v = [(mthang + mtải)g + Fc]v = [(1000 + 800).9,8 + 4000].3 = 64920 W. Câu 14: Một xe tải chạy đều trên đường ngang với tốc độ 54 km/h. Khi đến quãng đường dốc, lực cản tác dụng lên xe tăng gấp ba nhưng công suất của động cơ chỉ tăng lên được hai lần. Tốc độ chuyển động đều cảu xe trên đường dốc là A. 10 m/s. B. 36 m/s. C. 18 m/s. D. 15 m/s. Chọn A Do xe chạy đều nên F = Fc Câu 15: Một động cơ điện cỡ nhỏ được sử dụng để nâng một vật có trọng lượng 2,0 N lên cao 80 cm trong 4,0 s. Hiệu suất của động cơ là 20%. Công suất điện cấp cho động cơ bằng A. 0,080 W. B. 2,0 W. C. 0,80 W. D. 200 W. Chọn B Câu 16: 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 μ. 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. Đáp án B Lực ma sát tác dụng lên vật có độ lớn bằng công thức: F = μmg Quãng đường vật trượt đến khi dừng là: Công của lực ma sát đã thực hiện đến khi vật dừng lại là Do A < 0 và lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, khi đó A gọi là công cản. Câu 17: Một vật có khối lượng m = 500g trượt từ đỉnh B đến chân C của một mặt phẳng nghiêng có chiều dài ℓ = BC = 2m, góc nghiêng β = 30°; g = 9,8m/s2. Công của trọng lực thực hiện khi vật di chuyển từ B đến C bằng A. 10 J. B. 9,8 J. C. 4,9J. D. 19,61. Chọn C. Trọng lực tác dụng lên vật xác định bởi: P = mg. Quãng đường vật di chuyển chính là chiều dài mặt phẳng nghiêng: s = BC = 2 m Công mà trọng lực thực hiện khi vật di chuyển hết mặt phẳng nghiêng là: A = F.s.cosα = m.g.BC.sinβ (Vì α + β = 90°) Thay số ta được: A = 4,9 J Câu 18: Một người kéo một vật có m = 10kg trượt trên mặt phẳng ngang có hệ số ma sát μ = 0,2 bằng một sợi dây có phương hợp một góc 30° so với phương nằm ngang. Lực tác dụng lên dây bằng Fk→ vật trượt không vận tốc đầu với a = 2 m/s2, lấy g = 9,8 m/s2. Công của lực kéo trong thời gian 5 giây kể từ khi bắt đầu chuyển động là A. 2322,5 J. B. 887,5 J. C. 232,5 J. D. 2223,5 J. Chọn B. Chọn Ox như hình vẽ Áp dụng định luật II Niu-tơn ta được: Công của lực kéo trong thời gian 5 giây kể từ khi bắt đầu chuyển động là: A = Fscosα = 40,99.25.cos(30°) ≈ 887,5J Câu 19: Một vật có khối lượng m = 3 kg được kéo lên trên mặt phẳng nghiêng một góc 30° so với phương ngang bởi một lực không đổi F = 70 N dọc theo mặt phẳng nghiêng. Biết hệ số ma sát là 0,05, lấy g = 10 m/s2. Tổng công của tất cả các lực tác dụng lên vật khi vật di chuyển được một quãng đường s = 2m bằng A. 32,6 J. B. 110,0 J. C. 137,4 J. D. 107,4 J. Chọn D. Vật chịu tác dụng của các lực: Lực kéo F→ , trọng lực P→ , phản lực N→ của mặt phẳng nghiêng và lực ma sát Fms→ . Vì P.sinα = 15 N < F = 70 N nên vật chuyển động lên theo mặt phẳng nghiêng (được mặc nhiên chọn là chiều dương). Câu 20: Đường tròn có đường kính AC = 2R = 1m. Lực F có phương song song với AC, có chiều không đổi từ A đến C và có độ lớn 600N. Công của lực F sinh ra để làm dịch chuyển vật trên nửa đường tròn AC bằng A. 600J B. 500J C. 300J D. 100J Chọn A. Xét vật di chuyển một cung nhỏ S khi đó cung trùng với dây cung S = AC Công của lực F di chuyển trên cung này là: A = F.S.cosα = F.S(F→) (*) Với S(F→) = A'C' = AC.cosα chính là độ dài đại số hình chiếu của AC lên phương của lực F→ Xét với một đường cong bất kỳ ta có thể chia nhỏ thành các cung nhỏ tùy ý rồi sử dụng kết quả (*) khi đó ta được công thức cho đường cong tổng quát dài tùy ý A = F.S.cosα = FS(F→) Với: F = 600N,S(F→) = A'C' = AC = 1m Thay vào ta được: A = F.S.cosα = F.S(F→) = 600.1 = 600J Câu 21: Một vật khối lượng m được kéo chuyển động thẳng đều trên sàn bằng 1 lực F = 20N hợp với phương ngang góc 30°, khi vật di chuyển 2m hết thời gian 4s. Công suất của lực kéo bằng A. 10W. B. 5√3 W. C. 10√3 W. D. 5W. Chọn B. Câu 22: 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. Hệ thức đúng là A. P1 = P2 B. P2 = 2P1 C. P2 = 3P1 D. P2 = 4P1 Chọn C Gia tốc của vật thu được: a = F/m. Đường đi và công suất trong giây thứ nhất: Câu 23: Một vật khối lượng m = 10 kg được kéo chuyển động thẳng nhanh dần dều trên sàn nhẵn không ma sát bằng một lực F = 5N theo phương ngang từ trạng thái nghỉ. Trong thời gian 4 giây tính từ lúc bắt đầu chuyển động công suất trung bình của lực F bằng A. 10W. B. 8W. C. 5W. D. 4W. Chọn C. Câu 24: Một vật có khối lượng m = 2 kg rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao h, lấy g = 10 m/s2. Công suất tức thời của trọng lực tại thời điểm 2 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động là A. 400 W. B. 40 W. C. 200 W. D. 20W. Chọn A. Vận tốc tức thời tại thời điểm t = 2s là: v = g.t = 10.2 = 20 m/s Công suất tức thời tại thời điểm t = 2 s là P = F.v = P.v = (m.g)v = (2.10)20 = 400W Chú ý: Dùng biểu thức P = F.v để tính công suất tức thời tại một thời điểm t trong bài toán chuyển động biến đổi (v thay đổi) thì ta hiểu v trong biểu thức tương ứng là v tức thời tại thời điểm t ta xét. Câu 25: Một động cơ điện cung cấp công suất 5 kW cho 1 cần cẩu để nâng vật 1000 kg chuyển động đều lên cao 30m. Lấy g = 10m/s2. Thời gian để thực hiện công việc đó là A. 60 s. B. 6 s. C. 5 s. D. 50 s. Chọn A Công cần thiết để kéo vật lên cao 10 m là: A = F.s.cosα Với F = P = mg = 1000.10 = 10000 N; s = 30 m; α = 0°. Suy ra A = 300000 J Công này chính là công mà động cơ điện đã cung cấp do vậy: A = Pt ⇒ 300000 = 5000.t ⇒ t = 60 (s) ►► CLICK NGAY vào nút TẢI VỀ dưới đây để download giải Bài tập trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất chi tiết bản file pdf hoàn toàn miễn phí từ chúng tôi. Đánh giá bài viết |
