Luyện tập: Năng lượng và công

Câu 1: Vận dụng

Tính công tổng cộng

Một người nhấc một vật lên đều có khối lượng 6 kg lên độ cao 1 m rồi mang vật đó đi ngang được một độ dời 30 m. Công tổng cộng mà người đó là:

A. 1800 J.
B. 1860 J.
C. 60 J.
D. 160 J.

Hướng dẫn:

Chọn chiều dương hướng lên.

Lực mà người này tác dụng lên vật để nhấc vật lên cao và mang vật đi ngang đều thực hiện công. Quá trình di chuyển này được chia làm 2 giai đoạn

- Giai đoạn 1: nâng vật lên độ cao 1 m, lực thực hiện công có độ lớn bằng trọng lượng của vật. Nên $A_1=F.s.cosα=P.s.cosα=m.g.s.cos^o=60 J$

- Giai đoạn 2: nâng vật đi đều theo phương ngang nên lực tác dụng có phương vuông góc với độ dịch chuyển. Nên A₂ = 0

Tổng công thực hiện: A = A₁ + A₂ = 60 J.

Câu 2: Thông hiểu

Tính công

Một vật khối lượng 8 kg được kéo đều trên sàn bằng 1 lực 20 N hợp với phương ngang 1 góc α = 30°. Khi vật di chuyển 1 m trên sàn, lực đó thực hiện được công là:

A.
$20\sqrt{3}$ J.
B.
20 J.
C.
$10\sqrt{3}$ J.
D.
10 J.

Hướng dẫn:

Công thực hiện là: $A = F.s.\cos α = 20.1.\cos 30^o = 10\sqrt{3} J$

Câu 3: Thông hiểu

Chọn câu đúng

Công là đại lượng:

A.
vô hướng, có thể âm hoặc dương.
B.
vector, có thể âm hoặc dương.
C.
vector, có thể âm, dương hoặc bằng không.
D.
vô hướng, có thể âm, dương hoặc bằng không.

Hướng dẫn:

Nếu phương của lực hợp với phương chuyển động một góc α và làm vật dịch chuyển một quãng đường s, thì $d = s.cosα$

⇒ Công của lực được xác định: $A = F.s.cosα.$

Mà $-1 ≤ \cos α ≤ 1$

⇒ A có thể âm, dương hoặc bằng 0.

Câu 4: Nhận biết

Tìm công thức tính công

Công thức tính công của một lực là:

A.
$A=\frac{1}{2} mv^{2}$
B.
A = mgh.
C.
A = F.s.sinα.
D.
A = F.d.

Hướng dẫn:

Công của lực được xác định bằng biểu thức: $A = F.d$

Với F là độ lớn của lực tác dụng (N), d là độ dịch chuyển theo phương của lực (m).

Nếu phương của lực hợp với phương chuyển động một góc α và làm vật dịch chuyển một quãng đường s, thì $d = s.cosα ⇒ A = F.s.cosα.$

Câu 5: Vận dụng

Tính công suất của động cơ

Một thang máy khối lượng 1 tấn có thể chịu tải tối đa 800 kg. Khi chuyển động thang 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.
32460 W.
B.
64920 W.
C.
35520 W.
D.
55560 W.

Hướng dẫn:

Lực tổng hợp có độ lớn: F = P + F_c

P = F.v = (Mg + F_c).v = [(m_thang + m_tải).g + F_c].v

= [(1000 + 800).9,8 + 4000].3 = 64920 W.

Câu 6: Nhận biết

Chọn câu sai.

A.
Công của lực ma sát phụ thuộc vào dạng đường đi của vật chịu lực.
B.
Công của trọng lực không phụ thuộc dạng đường đi của vật.
C.
Công của lực đàn hồi phụ thuộc dạng đường đi của vật chịu lực.
D.
Công của trọng lượng có thể có giá trị dương hay âm.

Câu 7: Nhận biết

Chọn đáp án đúng

Công suất có độ lớn được xác định bằng:

A.
Giá trị công có khả năng thực hiện.
B.
Công thực hiện trong một đơn vị thời gian.
C.
Tích của công và thời gian thực hiện công.
D.
Công thực hiện trên một đơn vị độ dài.

Hướng dẫn:

Công suất đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm. Công suất có độ lớn được xác định bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian

Câu 8: Nhận biết

Chọn đáp án đúng:

Một lực $\vec{F}$ không đổi liên tục kéo 1 vật chuyển động với vận tốc $\vec{v}$ theo hướng của lực $\vec{F}$ . Công suất của lực $\vec{F}$ là:

A.
F.v .
B.
F.v.t.
C.
F.t.
D.
F.v².

Câu 9: Vận dụng

Tính công của lực

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. 1,8.10⁶J.
B. 1,5.10⁶J.
C. 18.10⁶J.
D. 15.10⁶J.

Hướng dẫn:

Đổi đơn vị: 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 10: Nhận biết

Chọn câu đúng

Công suất là đại lượng:

A.
đặc trưng cho mức độ thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.
B.
đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm.
C.
đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động.
D.
đặc trưng cho khả năng tác dụng lực.

Hướng dẫn:

Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm.

Câu 11: Thông hiểu

Tính công của lực

Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp với phương ngang một góc 60°. Lực tác dụng lên dây bằng 150 N. Bỏ qua ma sát. Công của lực đó thực hiện được khi hòm trượt đi được 10 m là:

A.
1500 J.
B.
750 J.
C.
6000 J.
D.
1275 J.

Hướng dẫn:

Công của lực đó là: $A = F.s.cosα = 150.10.cos60^0 = 750 J.$

Câu 12: Nhận biết

Chọn đáp án đúng

Công của trọng lực khi vật rơi tự do:

A.
Không phụ thuộc vào khối lượng của vật di chuyển.
B.
Bằng tích của khối lượng với gia tốc rơi tự do và hiệu độ cao hai đầu quỹ đạo.
C.
Phụ thuộc vào hình dạng và kích thước đường đi.
D.
Chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và vị trí cuối đường đi.

Hướng dẫn:

Giả sử vật rơi từ độ cao h₁ đến độ cao h₂ so với mặt đất.

Khi đó, công của trọng lực được xác định: $A = F.s = P.s = mg.(h_1 – h_2)$

⇒ Công của trọng lực khi vật rơi tự do bằng tích của khối lượng với gia tốc rơi tự do và hiệu độ cao hai đầu quỹ đạo.

Câu 13: Thông hiểu

Chọn nhận xét đúng

Một người tác dụng một lực có độ lớn không đổi F lên một vật. Trong khoảng thời gian chịu tác dụng của lực F vật đó bị dời chỗ so với vị trí ban đầu một đoạn thẳng có độ dài s. Nhận xét nào sau đây là chính xác nhất?

A.
Người đó đã thực hiện một công A = Fs lên vật.
B.
Công của lực F không thể mang dấu âm.
C.
Công mà người đó thực hiện lên vật có giá trị cực đại là A_m = Fs.
D.
Người đó nhận công A’ = Fs từ vật.

Hướng dẫn:

Ta có biểu thức tính công: A = Fscos α ≤ Fs.

Vậy nhận xét chính xác nhất là: "Công mà người đó thực hiện lên vật có giá trị cực đại là A_m = Fs."

Câu 14: Nhận biết

Tìm nhận xét đúng

Nhận xét nào sau đây là đúng về công?

A.
Giá trị của công không phụ thuộc vào người quan sát.
B.
Công là đại lượng vô hướng.
C.
Công là đại lượng có hướng.
D.
Công là đại lượng vô hướng và luôn dương.

Hướng dẫn:

Công là đại lượng vô hướng, có thể dương, âm hoặc bằng không.

Câu 15: Thông hiểu

Tính công của động cơ

Cho một máy bay lên thẳng có khối lượng $5.10^3$ kg sau thời gian 2 phút máy bay lên được độ cao là 1440m. Lấy g = 10 m/s². Tính công của động cơ trong khi chuyển động thẳng đều.

A.
70.10⁶ J.
B.
62.10⁶ J.
C.
72.10⁶ J.
D.
75.10⁶ J.

Hướng dẫn:

Ta có công của động cơ lắc $A = F.h$

Vì máy bay chuyển động đi lên thẳng đều nên

$F = P = mg = 5.10^3.10 = 5.10^4 (N) → A = F.h = 5.10^4.1440 = 72.10^6 (J)$

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Vật Lí 10 CD

Bài mở đầu

Giới thiệu mục đích học tập môn Vật lí

Chủ đề 1: Mô tả chuyển động

Bài 1: Tốc độ, độ dịch chuyển và vận tốc

Bài 2: Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian. Độ dịch chuyển tổng hợp và vận tốc tổng hợp

Bài 3: Gia tốc và đồ thị vận tốc - thời gian

Bài 4: Chuyển động biến đổi

Chủ đề 2: Lực và chuyển động

Bài 1: Lực và gia tốc

Bài 2: Một số lực thường gặp

Bài 3: Ba định luật Newton về chuyển động

Bài 4: Khối lượng riêng, áp suất chất lỏng

Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

Bài 6: Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật

Chủ đề 3: Năng lượng

Bài 1: Năng lượng và công

Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Chủ đề 4: Động lượng

Bài 1: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 2: Động lượng và năng lượng trong va chạm

Chủ đề 5: Chuyển động tròn và biến dạng

Bài 1: Chuyển động tròn

Bài 2: Sự biến dạng