Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất

Lý thuyết Bài tập

Tóm tắt bài

2.1. Công.

2.1.1. Khái niệm về công.

  • Một lực sinh công khi nó tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực chuyển dời.

  • Khi điểm đặt của lực \(\vec F\) chuyển dời một đoạn s theo hướng của lực thì công do lực sinh ra là : A = Fs

2.1.2. Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát.

  • Nếu lực không đổi  \(\vec F\) tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc \(\alpha \) thì công của lực  \(\vec F\) được tính theo công thức :

A = Fscos\(\alpha \)

2.1.3. Đơn vị

  • Ta có A = F.s

  • Nếu F = 1N, s = 1m thì A =1 N.1m = 1 J

  • Jun là công do lực có độ lớn 1N thực hiện khi điểm đặc của lực chuyển dời 1 m theo hướng của lực.

2.1.4. Biện luận.

  • Khi \(\alpha \) là góc nhọn \(\cos \)\(\alpha \) > 0, suy ra A > 0 ; khi đó A gọi là công phát động.

  • Khi \(\alpha \) = \({90^o}\) , \(\cos \)\(\alpha \) = 0, suy ra A = 0 ; khi đó phương của lực vuông góc phương chuyển dời, lực \(\vec F\) không sinh công.

  • Khi \(\alpha \) là góc tù thì  \(\cos \)\(\alpha \) 

2.1.5. Chú ý.

  • Các công thức tính công chỉ đúng khi điểm đặt của lực chuyển dời thẳng và lực không đổi trong quá trình chuyển động

2.2. Công suất.

2.2.1. Khái niệm công suất.

  • Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.

\(P = \frac{A}{t}\)

2.2.2. Đơn vị công suất.

  • Ta có :  \(P = \frac{A}{t}\)

  • Nếu A = 1J,  t = 1 s thì p = \(\frac{{1J}}{s} = 1\) oát  ( W )

  • Oát là công suất của một thiết bị thực hiện công bằng 1J trong thời gian 1s

  • Đơn vị công suất là: oát (W)

 1 W.h = 3600 J

 1 kwh = 3600 kJ (gọi là 1 kí địên).

  • Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị mã lực:

   1 CV (Pháp) = 736 W

   1 HP (Anh) = 746 W

2.2.3. Chú ý

  • Khái niệm công suất cũng được mở rộng cho các nguồn phát năng lượng không phải dưới dạng sinh công cơ học.

  • Công suất tiêu thụ của 1 thiết bị  tiêu thụ năng lượng là đại lượng đo bằng năng lương tiêu thụ trong 1 đơn vị thời gian.

Bài 1:

Vật 2kg trượt trên sàn có hệ số ma sát 0,2 dưới tác dụng của lực không đổi có độ lớn 10N hợp với phương ngang góc 30o. Tính công của lực F và lực ma sát khi vật chuyển động được 5s, lấy g=10m/s2.

Hướng dẫn giải

  • Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

\({F_{ms}} = {\rm{ }}\mu .\left( {P - {\rm{ }}Fsin\alpha } \right) = 3N\)

  • Áp dụng định luật II Newton theo phương ngang:

\(Fcos\alpha  - {F_{ms}} = ma \Rightarrow a = 2,83m/{s^2}\)

  • Quãng đường đi được trong 5s:

\(s = 0,5.a.{t^2} = 35,375\left( m \right)\)

  • Suy ra: \({A_F} = F.s.cos\alpha  = 306,4\left( J \right)\)

\({A_{Fms}} = {\rm{ }}{F_{ms}}.s.cos{180^0} =  - 106,125\left( J \right)\)

Bài 2:

Vật khối lượng 10kg trượt không ma sát dưới tác dụng theo phương ngang của lực có độ lớn không đổi bằng 5N .Tính
a. Công của lực trong giây thứ ba và thứ tư.
b. Công suất tức thời của lực ở đầu giây thứ năm.

Hướng dẫn giải

a. 

  • Gia tốc của vật : \(a = \frac{F}{m} = 0,5m/{s^2}.\)

  • Quãng đường đi được trong giây thứ 3 là: 

\({s_2} = {\rm{ }}0,5.a({3^2} - {\rm{ }}{2^2}) = 1,25{\rm{ }}\left( m \right)\)

  • Quãng đường đi được trong giây thứ 4 là: 

\({s_3} = {\rm{ }}0,5.a.({4^2} - {3^2}) = 1,75{\rm{ }}\left( m \right)\)

  • Công của lực trong giây thứ ba :

\({A_2} = F.{s_2} = 5.1,25 = 6,25\left( J \right)\)

  • Công của lực trong giây thứ tư:

\({A_3} = F.{s_3} = 5.1,75 = 8,75{\rm{ }}\left( J \right)\)

b.

  • Vận tốc tức thời của vật ở đầu giây thứ 5:

 \(v{\rm{ }} = {\rm{ }}at = 2,5\left( {m/s} \right)\)

  • Công suất tức thời ở đầu giây thứ 5:

 \(P = F.v = 5.2,5 = 12,5{\rm{ }}\left( W \right)\)

Bài 3:

Vật 2kg trượt lên mặt phẳng nghiêng góc 30với vận tốc ban đầu là 4m/s, biết hệ số ma sát trượt là 0,2. Tính công của trọng lực và công của lực ma sát, cho g=10m/s2

Hướng dẫn giải

  • Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

 \({F_{ms}} = \mu N = \mu .Pcos\alpha  = \mu .mg.cos\alpha  = 2\sqrt 3 {\rm{ }}\left( N \right)\)

  • Áp dụng định luật II Newton lên phương của mặt phẳng nghiêng

\( - {F_{ms}} - {\rm{ }}Psin\alpha  = ma{\rm{ }} \Rightarrow a =  - 6,73{\rm{ }}(m/{s^2})\)

  • Khi vật dừng lại thì  v=0

  • Quãng đường mà vật đi được trước khi dừng lại:

\({v^2} - {\rm{ }}{v_o}^2 = 2as \Rightarrow s = 1,189m\)

  • Công của trọng lực: 

 \({A_{P}} = \left( {Psin\alpha } \right).s.cos180 =  - 11,89{\rm{ }}\left( J \right)\)

  • Công của lực ma sát: 

 \({A_{Fms}} = {\rm{ }}{F_{ms}}.s.cos180 =  - 2,06{\rm{ }}\left( J \right)\)

 

Xem Video giải BT Bài 24 trang 132 SGK Vật lý 10 tại: https://www.youtube.com/watch?v=O1VInQOaJw4

4. Luyện tập Bài 24 Vật lý 10

Qua bài giảng Công và công suất này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Phát biểu được định nghĩa công của một lực. 

  • Biết cách tính công của một lực trong trường hợp đơn  giản (lực không đởi, chuyển dời thẳng).

  • Phát biểu được định nghĩa và ý nghĩa của công suất.

4.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 24 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 5- Câu 12: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

4.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 24 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 24.1 trang 57 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.2 trang 57 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.3 trang 57 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.4 trang 57 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.5 trang 57 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.6 trang 58 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.7 trang 58 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.8 trang 58 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.9 trang 58 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.10 trang 58 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.11 trang 59 SBT Vật lý 10

Bài tập 24.12 trang 59 SBT Vật lý 10

5. Hỏi đáp Bài 24 Chương 4 Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

Bạn có biết?

Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự Lớp 10

Lớp 10 - Năm thứ nhất ở cấp trung học phổ thông, năm đầu tiên nên có nhiều bạn bè mới đến từ những nơi xa hơn vì ngôi trường mới lại mỗi lúc lại xa nhà mình hơn. Được biết bên ngoài kia là một thế giới mới to và nhiều điều thú vị, một trang mới đang chò đợi chúng ta.

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK