Cơ quan chủ quản: Công ty Cổ phần Đầu tư và Dịch vụ Giáo dục MST: 0102183602 do Sở kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội cấp ngày 13 tháng 03 năm 2007 Địa chỉ: - Văn phòng Hà Nội: Tầng 4, Tòa nhà 25T2, Đường Nguyễn Thị Thập, Phường Trung Hoà, Quận Cầu Giấy, Hà Nội. - Văn phòng TP.HCM: 13M đường số 14 khu đô thị Miếu Nổi, Phường 3, Quận Bình Thạnh, TP. Hồ Chí Minh Hotline: 19006933 – Email: [email protected] Chịu trách nhiệm nội dung: Phạm Giang Linh Show Giấy phép cung cấp dịch vụ mạng xã hội trực tuyến số 597/GP-BTTTT Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 30/12/2016. - Để biết người nào hay máy nào làm việc khoẻ hơn (năng suất hơn hay thực hiện công nhanh hơn) người ta so sánh công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là công suất. II - CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT \(P = \dfrac{A}{t}\) Trong đó: + $A$: công thực hiện $\left( J \right)$ + \(t\): khoảng thời gian thực hiện công $A{\rm{ }}\left( s \right)$ Công suất còn được tính bởi biểu thức: \(P = Fv\) Do: \(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{Fs}}{t} = F.v\) III - ĐƠN VỊ CÔNG SUẤT Nếu công $A$ được tính là $1J$, thời gian $t$ được tính là $1s$, thì công suất được tính là: \(P = \dfrac{{1J}}{{1{\rm{s}}}} = 1J/s\) (Jun trên giây) Đợn vị công suất J/s được gọi là oát (kí hiệu: W) $\begin{array}{*{20}{l}}{1W{\rm{ }} = {\rm{ }}1J/s}\\{1kW{\rm{ }} = {\rm{ }}1000W}\\{1MW{\rm{ }} = {\rm{ }}1000{\rm{ }}kW{\rm{ }} = {\rm{ }}1000000W}\end{array}$ Bài viết Phương pháp tính công cơ học, tính hiệu suất với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp tính công cơ học, tính hiệu suất. Phương pháp tính công cơ học, tính hiệu suất cực hay, có lời giảiA. Phương pháp giảiHọc sinh cần nắm kiến thức về công cơ học, định luật về công, hiệu suất. 1. Khi nào có công cơ học? - Công cơ học dùng với trường hợp khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực. - Nếu vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực thì công của lực đó bằng không. - Công cơ học phụ thuộc vào 2 yếu tố: Lực tác dụng vào vật và độ chuyển dời của vật. Quảng cáo 2. Công thức tính công cơ học - Công thức: A = F.s ( khi vật chuyển dời theo hướng của lực) Trong đó A: công của lực F F: lực tác dụng vào vật (N) s: quãng đường vật dịch chuyển (m) - Đơn vị công là Jun (kí hiệu là J): 1J = 1 N.m. 3. Định luật về công Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. 4. Hiệu suất của công cơ học - Trong đó Aci là công có ích. Atp là công toàn phần (J). B. Ví dụ minh họaQuảng cáo Ví dụ 1: Một người đưa một vật nặng lên cao h bằng hai cách. Cách thứ nhất, kéo trực tiếp vật theo phương thẳng đứng. Cách thứ hai, kéo vật theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp 2 lần độ cao h. Nếu bỏ qua ma sát ở mặt phẳng nghiêng thì.
Lời giải: Đáp án: D - Theo định luật về công: Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. - Khi dùng mặt phẳng nghiêng ta được lợi 2 lần về lực nhưng lại thiệt 2 lần về đường đi nên công thực hiện bằng với cách thứ nhất. Quảng cáo Ví dụ 2: Một người kéo một gàu nước từ giếng sâu 10m. Công tối thiểu của người đó phải thực hiện là bao nhiêu? Biết gàu nước có khối lượng là 0,5Kg và đựng thêm 10lít nước, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. Lời giải: - Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m3 - Khối lượng của nước: mn = V.D = 0,01 . 1000 = 10 (Kg) - Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P Hay: F = 10(mn + mg) = 10(10 + 0,5) = 105 (N) Công tối thiểu của người đó phải thực hiện: A = F.S = 105. 10 = 1050(J) Đáp số: 1050J Ví dụ 3: Người ta dùng một ròng rọc cố định để kéo một vật có khối lượng 40Kg lên cao 5m với lực kéo 480N. Tính công hao phí để thắng lực cản. Lời giải: - Trọng lượng của vật là: P = 10.m = 10.40 =400 (N) - Công của lực kéo là: A = F.s = 480.5 = 2400 (J) - Công có ích để kéo vật: Ai = P.s = 400.5 =2000 (J) - Công hao phí để thắng lực cản là: Ahp = A - Ai = 2400 - 2000 = 400 (J) Đáp số: 400J C. Bài tập vận dụngQuảng cáo Câu 1: Người ta dùng một palăng để đưa một kiện hàng nặng 200kg lên cao. Biết lực cần thiết để kéo vật lên cao là 500N, ma sát và khối lượng ròng rọc không đáng kể. Để kéo kiện hàng này lên cao 5m thì phải kéo dây đi một đoạn là bao nhiêu?
Lời giải: Đáp án: D - Trọng lượng của kiện hàng là: P = 10.m = 10.200 = 2000 (N) - Dùng pa lăng cho ta lợi về lực 4 lần, nên sẽ bị thiệt 4 lần về đường đi. Do đó phải kéo dây đi: 4.5 = 20 (m) Câu 2: Một cái búa có trọng lượng 200N được nâng lên cao 0,5m. Công của lực nâng búa là:
Lời giải: Đáp án: B - Áp dụng công thức A = F.s - Công của lực nâng búa là: A = 200.0,5 = 100 (J) Câu 3: Một đầu tàu kéo một toa tàu chuyển động từ ga A tới ga B trong 15 phút với vận tốc 30Km/h. Sau đó đoàn tàu đi từ ga B đến ga C với vận tốc 20Km/h. Thời gian đi từ ga B đến ga C là 30 phút. Biết rằng lực kéo của đầu tàu không đổi là 10000N. Công của đầu tàu sinh ra khi tàu đi từ A đến C là:
Lời giải: Đáp án: C 15 phút = 0,25 giờ 30 phút = 0,5 giờ - Quãng đường đi từ ga A đến ga B: S1 = v1.t1 = 30. 0,25 = 7,5 (Km) = 7500m - Quãng đường đi từ ga B đến ga C: S2 = v2.t2 = 20. 0,5 = 10 (Km) = 10000m - Công của đầu tàu sinh ra là: A = F (S1 + S2) = 10000.(7500 + 10000) = 175000000 (J) = 175000(KJ) Câu 4: Để đưa một vật có khối lượng 250Kg lên độ cao 10m người ta dùng một hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F1 = 1500N. Hiệu suất của hệ thống là:
Lời giải: Đáp án: B - Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m: A1 = 10.m.h = 10.250.10 = 25000 (J) - Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì khi vật lên cao một đoạn h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật: A = F1 . S = F1 . 2h = 1500.2.10 = 30000(J) - Hiệu suất của hệ thống: Câu 5: Để đưa một vật có khối lượng 200Kg lên độ cao 4m người ta dùng một mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo lúc này là F = 900N. Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là :
Lời giải: Đáp án : A - Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m: A1 = 10.m.h = 10.200.4 = 8000 (J) - Công toàn phần kéo vật bằng mặt phẳng nghiêng: A = F. l = 900. 12 = 10800 (J) - Công hao phí do ma sát: Ahp = A - A1 = 10800 – 8000 =2800 (J) - Áp dụng công thức: - Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng: Câu 6: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 5m để kéo một vật có khối lượng 300Kg với lực kéo 1200N . Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 80%. Tính chiều cao của mặt phẳng nghiêng? Lời giải: - Công của lực kéo vật: A = F.l = 1200.5 = 6000(J) - Công có ích là: A1 = A.H = 6000.80% = 4800 (J) (1) - Mặt khác ta lại có: A1 = P.h = 10.m.h = 3000h (J) (2) - Từ (1) và (2) suy ra: 3000h = 4800 ⇒ h = 1,6 (m) Đáp số: 1,6m Câu 7: Một con ngựa kéo xe chuyển động đều với lực kéo là 600N. Trong 5 phút công thực hiện được là 360kJ. Tính vận tốc của xe. Lời giải: - Đổi 360kJ = 360000J; 5 phút = 300 giây - Áp dụng công thức: A = F.s ⇒ s = A : F - Quãng đường xe ngựa đi được trong 5 phút là: S = A : F = 360000 : 600 = 600 (m) - Vận tốc của xe ngựa là: 600 : 300 = 2 (m/s) Đáp số: 2m/s Câu 8: Người ta lăn 1 thùng dầu từ mặt đất lên sàn xe tải bằng một tấm ván nghiêng. Sàn xe tải cao 1,2 mét, tấm ván dài 3m. Thùng có tổng khối lượng là 100Kg và lực đẩy thùng là 420N.
Lời giải:
P = 10.m = 10.100 = 1000 (N) - Nếu không có ma sát thì lực đẩy thùng là: - Thực tế phải đẩy thùng với 1 lực 420N vậy lực ma sát giữa tấm ván và thùng là: Fms = F - F' = 420 – 400 = 20 (N)
Ai = P . h = 1000. 1,2 = 1200(J) - Công toàn phần để đưa vật lên: A = F. S = 420.3 = 1260 (J) - Hiệu suất mặt phẳng nghiêng là: Đáp số: 20N; 95,2% Câu 9: Người ta dùng hệ thống ròng rọc để trục một bức tượng cổ bằng đồng (bức tượng đặc hoàn toàn) có trọng lượng P = 5340N từ đáy hồ sâu H = 10m lên (hình vẽ). Hãy tính:
Lời giải:
- Lực đẩy Acsimet tác dụng lên tượng khi nó chìm trong nước là: FA= V.d0 = 0,06.10000 = 600(N) - Lực cần thiết để kéo vật trực tiếp là: Ftt = P - FA = 5340 - 600 = 4740 (N) - Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực. - Lực cần thiết để kéo vật bằng ròng rọc là
A =F.2H = 2370.2.10 = 47400 (J) Đáp số: 2370N; 47400J Câu 10: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện là S = 200 cm2, cao h = 50 cm, được thả nổi trong một hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Tính công thực hiện để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ. Biết: dgỗ = 8000 N/m3 ; dnước = 10000 N/m3 và nước trong hồ có độ sâu là H = 1 m. Lời giải: - Thể tích của vật là: V = S.h = 0,01 m3. - Trọng lượng của vật là: P = V.dg = 0,01.8000 = 80 N. - Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật khi vật nổi trên mặt nước là: FA = P = 80 (N) - Chiều cao phần vật chìm trong nước là: ⇒ Chiều cao phần vật nổi trên mặt nước là: l = h – h1 = 0,5 – 0,4=0,1 (m) - Lực F cần tác dụng để vật ngập hoàn toàn trong nước là: F + P = F’A F = F’A – P = dn.S.h – dg.S.h. ⇒ F = 0,02.0,5.(10000-8000) = 20 (N) - Lực tác dụng lên vật để nhấn chìm vật ngập hoàn toàn trong nước tăng dần từ 0 đến giá trị F. Nên công tác dụng trong giai đoạn này là: - Công tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy bể là: A2 = F.(H-h) = 20.0,5 = 10 (J). - Vậy công tổng cộng cần tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy hồ là: A = A1 + A2 = 1 + 10 = 11 (J). Đáp số: 11J D. Bài tập bổ sungBài 1. Trong các hoạt động dưới đây, trường hợp nào không có công cơ học?
Bài 2: Một nhóm học sinh đẩy một xe chở đất từ A đến B trên đoạn đường nằm ngang, tới B đổ hết đất rồi đẩy xe không theo đường cũ trở về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về.
Bài 3. Trường hợp nào sau đây có công cơ học? Chọn đáp án đúng nhất.
Bài 4: Trong các trường hợp dưới đây, trường hợp nào thực hiện công cơ học?
Bài 5: Một vật có trọng lượng 2 N trượt trên mặt bàn nằm ngang được 0,5 m. Tính công suất của trọng lực. Bài 6. Dưới tác dụng của lực kéo 10 000 N, tàu hỏa chuyển động trên đường ray với tốc độ không đổi 18 km/h trong 2 phút. Tính công của lực kéo. Bài 7. Bạn Hiếu nâng một cái hộp 4 kg từ sàn nhà đặt lên kệ cao 3 m thì công mà Hiếu phải thực hiện là bao nhiêu? Bài 8: Một con ngựa kéo xe chuyển động đều với lực kéo là 600 N. Trong 5 phút công thực hiện được là 360 kJ. Tính vận tốc của xe. Bài 9: Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng có khối lượng 2500 kg lên độ cao 12 m. Tính công thực hiện được trong trường hợp này.
Bài 10: Một đầu máy xe lửa kéo các toa xe bằng lực F = 7500 N. Công của lực kéo là bao nhiêu khi các toa xe chuyển động được quãng đường s = 8km.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 8 cực hay, có lời giải chi tiết khác:
Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 8 hay khác:
Săn shopee siêu SALE :
ĐỀ THI, GIÁO ÁN, SÁCH LUYỆN THI DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 8Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi, sách dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85 Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS. Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube: Loạt bài Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 8 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 8. Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |