Cách tính công và công suất
Bài tập công và công suất có lời giải chi tiết
Cách tính công và công suất là chuyên đề quan trọng trong chương Năng lượng – Công – Công suất của Vật lý 10, giúp học sinh hiểu rõ mối liên hệ giữa lực, quãng đường, thời gian và hiệu quả thực hiện công. Bài viết tổng hợp đầy đủ lý thuyết, công thức, phương pháp giải cùng hệ thống bài tập có đáp án chi tiết, hỗ trợ học sinh học chắc kiến thức và làm bài hiệu quả theo chương trình GDPT 2018.
A. Công
1. Công là gì?
Nếu lực không đổi 
\(\overrightarrow F\) tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc a thì công của lực \(\overrightarrow F\) được tính theo công thức:
\(A = Fscosa\)
- Khi \({0^0} \le \alpha < {90^0}\) thì \(\cos \alpha > 0 \Rightarrow A > 0\)
lực thực hiện công dương hay công phát động.
- Khi \(\alpha = {90^0}\) thì A=0
=> Lực \(\overrightarrow F\) không thực hiện công khi lực \(\overrightarrow F\) vuông góc với hướng chuyển động.
- Khi \({90^0}< \alpha \le 180^0\) thì \(\cos \alpha < 0 \Rightarrow A < 0\)
=> Lực thực hiện công âm hay công cản lại chuyển động.
2. Đơn vị công
Trong hệ SI, đơn vị của công là jun (kí hiệu là J): 1J = 1Nm
B. Công suất
Công suất là công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu là P.
\(p = \frac{A}{t}\)
Trong đó:
- 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) \(1W = \frac{{1J}}{{1s}}\)
Chú ý: Trong thực tế, người ta còn dùng
+ Đơn vị công suất là mã lực hay ngựa (HP)
\(1HP = 736W\)
+ Đơn vị công kilowatt giờ (kwh)
\(1kwh = 3.600.000J\)
C. Các dạng bài tập tính công và công suất có hướng dẫn
Bài 1: Một vật khối lượng \(m = 10kg\) được kéo đều trên sàn bằng 1 lực \(F = 20N\) hợp với phương ngang góc 300. Nếu vật di chuyển 2m trên sàn trong thời gian 4s thì công suất của lực là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có:
\(A = F.s.c{\rm{os}}\alpha\)
=> \(P = \frac{A}{t} = \frac{{F.s.c{\rm{os}}\alpha }}{t} = 5\sqrt 3 {\rm{W}}\)
Bài 2: Một gàu nước khối lượng kéo cho chuyển động đều lên độ cao 5m trong thời gian 1 phút 40 giây. Tính công suất của lực kéo, \(g = 10m/s^2\).
Hướng dẫn giải:
Ta có: \(F = P = m.g = 100N\) => \(P = \frac{A}{t} = 5{\rm{W}}\)
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? \(g = 9,8m/s^2\).
Hướng dẫn giải:
Ta có: \(P = \frac{A}{t} = \frac{{F.s}}{t} = 2858{\rm{W}}\)
Bài 4: Một tàu thuỷ chạy trên sông theo đường thẳng kéo sà lan chở hàng với lực không đổi F = 5.103N. Hỏi khi lực thực hiện được công 15.106J thì sà lan đã dời chỗ theo phương của lực được quãng đường là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có: \(A = F.s \Rightarrow s = \frac{A}{F} = {3.10^3}m\)
Bài 5: Một chiếc xe được kéo đi trên đường nằm ngang với vkd = 13km/h bằng lực kéo 450N hợp với phương ngang góc 450. Tính công suất của lực trong thời gian 0,5h.
Hướng dẫn giải:
Ta có:
A = F.s.cos = F.v.t.cos\(\alpha\) = 2061923,4 J
Bài 6: 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? g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải:
Ta có:
A = F.s = m.g.h=> P = \(\frac{A}{t} \Rightarrow t = 60s\).
📥 Để xem trọn vẹn nội dung và ví dụ minh họa, bạn vui lòng tải tài liệu tham khảo tại đây.
------------------------------------
Sau khi hoàn thành chuyên đề Cách tính công và công suất, học sinh sẽ biết cách lựa chọn công thức phù hợp, xử lý nhanh các dạng bài tập thường gặp và vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tế. Hãy luyện tập thường xuyên với hệ thống bài tập có lời giải chi tiết để nâng cao kỹ năng giải toán và đạt kết quả tốt trong các bài kiểm tra cũng như kỳ thiB
