Giải SBT KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3

3.1

Khi chơi thả diều, có khoảng thời gian người chơi phải thực hiện công lên chiếc diều. Đó là khoảng thời gian khi người chơi buông cho diều bay hay khi kéo diều chạy đi?

Hướng dẫn giải:

Người chơi thực hiện công lên chiếc diều trong khoảng thời gian kéo diều chạy đi, vì lúc này lực tác dụng lên diều làm nó dịch chuyển một quãng đường nào đó. Khi buông diều, chiếc diều chuyển động do lực nâng của không khí thực hiện công lên diều.

3.2

Một thùng hàng được kéo trượt trên mặt sàn bằng phẳng bởi một lực kéo F có phương nằm ngang và độ lớn không đổi 20 N. Khi thùng hàng dịch chuyển một đoạn 3,5 m thì công thực hiện bởi lực kéo F có độ lớn là

A. 7 J.

B. 0,7 J.

C. 70 J.

D. 0,375 J.

Hướng dẫn giải:

Công thực hiện bởi lực kéo F có độ lớn là:

\(A = Fs = 20.3,5 = 70{\rm{ }}\left( J \right)\)

Đáp án: C

3.3

Trong trường hợp nào dưới đây, công do trọng lực thực hiện lên vật sẽ bằng không?

a) Một bao cát có khối lượng 30 kg được giữ yên trên vai người trong 10 giây.

b) Một đầu máy xe lửa đang chạy trên đường ray nằm ngang với tốc độ 60 km/h.

c) Một cây thước được giữ thăng bằng trên ngón tay trong 1 phút.

Hướng dẫn giải:

a) Vật không di chuyển (s = 0).

b) Lực kéo của đầu máy và lực ma sát cân bằng nhau, hợp lực tác dụng bằng 0.

c) Vật không di chuyển (s = 0).

Vậy trong cả ba trường hợp, công do trọng lực thực hiện lên vật đều bằng không.

3.4

Một người đang dùng cưa tay để cưa gỗ. Người này thực hiện các thao tác đẩy của để nó tiến ra xa và kéo cưa để nó tiến về phía mình. Người này thực hiện công lên cái cưa vào lúc đẩy hay kéo cưa?

Hướng dẫn giải:

Trong cả hai quá trình đẩy và kéo cưa, người này đều thực hiện công lên cái cưa, vì cả lực đẩy và lực kéo cưa đều làm cưa dịch chuyển theo hướng của lực.

3.5

Một người đang đẩy một thùng hàng trượt một đoạn s trên mặt sàn bằng phẳng như hình dưới đây. Hãy cho biết, trong quá trình đẩy, trọng lực P tác dụng lên thùng hàng có thực hiện công không? Vì sao?

Một người đang đẩy một thùng hàng trượt trên mặt sàn phẳng

Hướng dẫn giải:

Thùng hàng chỉ dịch chuyển theo phương nằm ngang nên trọng lực P tác dụng lên thùng hàng không thực hiện công.

3.6

Một máy bơm làm việc liên tục trong 2 giờ với công suất 900 W. Tính công do máy bơm thực hiện.

Hướng dẫn giải:

Công do máy bơm thực hiện là:

\(A = Pt = 900.2.3600{\rm{ }} = {\rm{ }}6480000{\rm{ }}\left( J \right){\rm{ }} = {\rm{ }}6480{\rm{ }}\left( {kJ} \right)\)

3.7

Một công nhân sử dụng máy cắt cỏ có tay cầm xiên góc 60° so với phương ngang. Người đó tác dụng một lực F nằm ngang có độ lớn 10 N lên tay cầm đẩy máy cắt cỏ dịch chuyển một đoạn 100 m trong 5 phút. Tính công suất của công nhân.

Hướng dẫn giải:

Công của công nhân thực hiện là: \(A{\rm{ }} = {\rm{ }}Fs{\rm{ }} = {\rm{ }}10.100{\rm{ }} = {\rm{ }}1000{\rm{ }}\left( J \right).\)

Công suất của công nhân là: \(P = \frac{A}{t} = \frac{{1000}}{{5.60}} = 3,33\left( W \right)\)

3.8

Một vận động viên cử tạ nâng cặp tạ có trọng lượng 900 N từ mặt sàn lên độ cao 1,8 m trong 0,9 s. Xem lực nâng không đổi trong quá trình trong nâng tạ. Tính công suất của vận động viên đó.

Hướng dẫn giải:

Lực nâng tạ tối thiểu bằng trọng lượng của tạ: \(F = P = 900{\rm{ }}\left( N \right).\)

Công của vận động viên thực hiện để nâng tạ: \(A = Fs = 900.1,8 = 1620{\rm{ }}\left( J \right).\)

Công suất của vận động viên là: \(P = \frac{A}{t} = \frac{{1620}}{{0,9}} = 1800({\rm{W}})\)

3.9

Một ô tô đang chạy với tốc độ không đổi trên đường cao tốc trong khi động cơ ô tô cung cấp lực đẩy 4 500 N trên suốt quãng đường 750 m trong 30 s. Tính công suất của động cơ ô tô theo đơn vị mã lực (HP).

Hướng dẫn giải:

Công suất của động cơ ô tô là:

\(P = \frac{A}{t} = \frac{{Fs}}{t} = \frac{{4500.750}}{{30}} = 112500({\rm{W)}} \approx {\rm{150(HP)}}\)

3.10

Một thang cuốn ở một trung tâm thương mại có thể nâng cùng lúc 12 người lên độ cao 4 m trong thời gian 12 s. Xem lực nâng của thang cuốn bằng với trọng lượng của vật cần nâng và khối lượng trung bình của mỗi người là 65 kg. Tính công suất của thang cuốn.

Hướng dẫn giải:

Lực nâng tối thiểu của thang cuốn là: \(F = 12P = 12.(65.10) = 7800{\rm{ }}\left( N \right).\)

Công suất của thang cuốn là: \(P = \frac{A}{t} = \frac{{Fs}}{t} = \frac{{7800.4}}{{12}} = 2600({\rm{W)}}\)