Tóm tắt lý thuyết chương trình Vật lý Lớp 8

Nội dung text: Tóm tắt lý thuyết chương trình Vật lý Lớp 8

1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I- CÔNG CƠ HỌC : 1.Công cơ học: Một vật sinh công cơ học (gọi tắt là công ) khi nó tác dụng lực lên một vật khác và làm cho vật này chuyển động. * Lưu ý: Chỉ có công cơ học khi vật chịu tác dụng của lực phải chuyển động dưới tác dụng của lực, còn trong trường hợp vật vẫn chịu tác dụng của lực mà không chuyển động thì không có công cơ học. - Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố: + Lực F tác dụng vào vật. + Quãng đường S mà vật dịch chuyển được. 2. Công thức tính công cơ học: A = F.s Trong đó: F là lực tác dụng (N) ; s là quãng đường mà vật dịch chuyển được (m). * Chú ý: Khi lực tác dụng có phương vuông góc với phương chuyển động của vật thì lực không sinh công. 3. Đơn vị của công: Đơn vị của công là Jun (kí hiệu : J): 1J = 1N.1m = 1Nm 4. Định luật về công: Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. A 5. Hiệu suất của máy đơn giản: H i 100% Atp Trong đó: Ai là công có ích (J) và Atp là công toàn phần (J). II - CÔNG SUẤT: 1. Công suất: Để biết người nào hay máy nào làm việc khoẻ hơn ( thực hiên 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 gọi là công suất. A 2. Công thức tính công suất: p t Trong đó: A là công thực hiện được (J) t là khoảng thời gian thực hiện công A (s). 3. Đơn vị của công suất: 1J Nếu công A là 1J(Jun), thời gian t là 1 s(giây) thì công suất là: P 1J / s . 1s Đơn vị của công suất là J/s (jun trên giây) được gọi là oát( kí hiệu là W) 1W = 1J/s ; 1 kW(ki lô oat) = 1000 W ; 1MW (Mê ga oat) = 1000000 W. * Chú ý: Ngoài ra ta còn có thể tính công suất theo công thức: P = F.v Trong đó : F là lực tác dụng (N), v là vận tốc (m/s). III- CƠ NĂNG: 1. Cơ năng: Khi vật có khả năng sinh công , ta nói vật có cơ năng. Đơn vị của cơ năng cũng là đơn vị của công. Nghĩa là đơn vị của cơ năng cũng là Jun (J). Cơ năng là dạng năng lượng đơn giản nhất. 2. Thế năng hấp dẫn: Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của nó so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn. Thế năng hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào độ cao và khối lượng của nó. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì có thế năng hấp dẫn càng lớn. Công thức tính thế năng hấp dẫn: Et = mgh. 1
2. Trong đó : Et là thế năng hấp dẫn (J) m là khối lượng của vật(kg) g là gia tốc trọng trường ( g 10 m/s2) h là độ cao của vật so với mặt đất (m). 3. Thế năng đàn hồi: Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của nó gọi là thế năng đàn hồi. Độ biến dạng của vật càng nhiều thì thế năng đàn hồi của nó càng lớn. 4. Động năng: Cơ năng của vật có được khi nó chuyển động gọi là động năng.Động năng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc chuyển động của nó.Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng của nó càng lớn. m.v2 * Công thức tính động năng: Eđ 2 Trong đó: Eđ là động năng (J) m là khối lượng của vật (kg). v là vận tốc của vật (m/s) Cơ năng = Động năng + Thế năng: E = Eđ + Et 5. Sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng: Động năng có thể chuyển hoá thành thế năng và ngược lại thế năng cũng có thể chuyển hoá thành động năng. 6. Sự bảo toàn cơ năng: Trong khi chuyển động, thế năng và động năng của vật có thể chuyển hoá lẫn nhau nhưng cơ năng của vật không thay đổi (bảo toàn) tại mọi thời điểm. BÀI TẬP: Bài 1: Một máy bay trực thăng khi cất cánh, động cơ tạo ra một lực phát động là F =10500N, sau thời gian t = 90 giây máy bay đạt được độ cao là h = 850 m. Tính công của động cơ máy bay trong thời gian cất cánh. Hướng dẫn giải: Công của động cơ máy bay trong thời gian cất cánh: A =F.s = F.h = 10500.850 = 8925000 (J) = 8925 (kJ) Bài 2:Khi đưa một vật lên cao 2,5 m bằng mặt phẳng nghiêng, người ta phải thực hiện một công là 3600 J. Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 75%. Tính trọng lượng của vật. Biết chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 24 m.Tìm công để thắng lực ma sát khi kéo vật lên và độ lớn của lực ma sát đó . Hướng dẫn giải: Công có ích đề nâng vật lê độ cao h = 2,5 m: Ai H Ai H.Atp 0,753600 2700 J Atp A 2700 Trọng lượng của vật: A P.h P i 1080 N i h 2,5 Công để thắng lực ma sát: Ahp = Atp - Ai = 3600 - 2700 = 900 (J) Ahp 900 Độ lớn của lực ma sát: Ahp = Fms.l F 37,5 N ms l 24 Bài 3: Một con ngựa kéo một cái xe với một lực không đổi bằng 80N và đi được quãng đường 4,5 km trong thời gian 30 phút. Tính công và công suất trung bình của con ngựa. Hướng dẫn giải: Công của con ngựa thực hiện trong nửa giờ: A =F.s = 80. 4,5.103 = 360000 (J) A 360000 Công suất trung bình của ngựa: P 200 W t 3060 2
3. Bài 4: .Một đầu máy xe lửa kéo một đoàn tàu chuyển động đều với vận tốc 54km/h.Biết lực kéo của đầu máy là 5.105N.Tính: a.Công suất của đầu máy đó b.Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12km. Hướng dẫn giải: 54 a)Vận tốc của đầu tàu: v 54(km / h) 15(m / s) 3,6 A F.s Công suất của đầu máy xe lửa là: P F.v 5.105.15 75.105 W t t s 12000 Thời gian xe lửa đi hết quãng đường 12 km là: t 800(s) v 15 Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12 km là: A = P.t = 75.105 .800 = 6.109 (J) Bài 5:Một vận động viên xe đạp đang leo dốc. Biết rằng độ cao từ chân dốc lên đỉnh dốc là h = 10 m và đoạn đường dốc dài l = 50 m, khối lượng của người và xe m = 70 kg, lực ma sát của mặt đường cản trở chuyển động của người và xe là Fms = 50N.Hãy tính: a) Công mà vận động viên tiêu tốn để vượt dốc. b) Hiệu suất của công đó. Hướng dẫn giải: a) Trọng lượng của người và xe: P = 10m = 10.70 = 700 (N) Công có ích của vận động viên khi vượt dốc: Ai = P.h = 700.10 = 7000 (J) Công hao phí của vân động viên khi vượt dốc: Ahp = Fms.l = 50.50 = 2500(J) Công mà vận động viên tiêu tốn để vượt dốc: Atp = Ai + Ahp = 7000 + 2500 = 9500 (J) A 7000 b) Hiệu suất của công đó: H i 100% 73,68 % Atp 9500 Bài 6: Một máy bơm nước có công suất P = 1 kW bơm nước từ mặt đất lên bồn nước có dung tích V = 3000 lít đặt trên sân thượng toà nhà cao tầng cách mặt đất h = 24 m. Biết TLR của nước là d = 10000N/m3; hiệu suất của động cơ là H = 80%. Để bơm được nước vào đầu bồn phải mất thời gian là bao lâu? Hướng dẫn giải: Trọng lượng của nước cần bơm lên: F = P = d.V = 104.3000.10-3 = 3.104 (N) 4 Công có ích để bơm nước lên đầy bồn: Ai = P.h = F.h = 3.10 .24 = 720000(J). Công máy bơm phải thực hiện (công toàn phần) để bơm đầy bồn nước: Ai Ai 720000 H Atp 900000 J Atp H 0,8 Thời gian máy bơm nước bơm đầy bồn nước: A 900000 A P.t t tp 900 s = 15 (phút). tp P 1103 Bài 7:Một người nặng 50 kg kéo một vật có khối lượng 70kg lên cao nhờ một ròng rọc động và một ròng rọc cố định. a) Hỏi người đó phải kéo đầu dây đi một đoạn bằng bao nhiêu để có thể nâng vật lên 2m. b) Tính lực mà người đó ép lên nền nhà. c) Tính công để nâng vật. Hướng dẫn giải: a) Hệ cơ người đó dùng có một ròng rọc động nên được lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi. T T Do đó, để nâng vật lên 2m thì người đó phải kéo đầu dây F đi một đoạn đường là s = 2h = 2.2 = 4 (m) b) Trọng lượng của người: P1 = 10m1 =10.50 = 500(N) P2 3
4. Trọng lượng của vật: P2 = 10m2 =10.70 = 700(N) P 700 Lực người đó phải kéo là: F 2 350(N) 2 2 Do sức căng của sợi dây nên người đó bị kéo lên cao với một lực căng dây là: T = F = 350 (N) Lực mà người đó ép lên nền nhà: Fn = P1 - T = 500 - 350 = 150 (N) Công để người đó nâng vật: A = F.s = 350.4 = 1400(J) Hoặc: A = P2.h = 700.2 = 1400(J) Bài 8:Một hòn bi có khối lượng m = 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v = 4m/s từ độ cao h = 1,6m so với mặt đất. a) Tính các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lức ném. b) Tìm độ cao cực đại mà hòn bi đạt được. Hướng dẫn giải: a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất. mv2 0,0242 Động năng của hòn bi tại lúc ném: Eđ = 0,16 J 2 2 Thế năng của hòn bi tại lúc ném: Et = mgh = 0,02.10.1,6 = 0,32(J). Cơ năng của hòn bi tại lúc ném: E = Eđ + Et = 0,16 + 0,32 = 0,48 (J) b) Khi hòn bi lên đến độ cao cực đại thì vận tốc của nó tại đó bằng 0 hay động năng của hòn bi ở độ cao cực đại bằng 0 . Do đó cơ năng của vật lúc đó đúng bằng thế năng cực đại của nó: Et (cực đại) = E , mà Et (cực đại) = mgh cực đại mgh cực đại = E E 0,48 Độ cao cực đại mà viên bi đạt được: h cực đại = 2,4 m mg 0,0210 Bài 9: Một máy bơm dầu từ một giếng dầu ở độ sâu 500m so với mặt đất với lưu lượng 50 lít/s (trong 1 giây máy bơm được 50 lít dầu). Biết hiệu suất của máy bơm là 90%. Trọng lượng riêng của dầu là 9000 N/m3. a) Tính công suất của máy bơm. b) Tính thời gian để máy bơm bơm được 1,8 tấn dầu. Hướng dẫn giải: / -3 a) Trọng lượng của 50 lít dầu: P = dd.V = 9000.50.10 = 450(N). / Công có ích để bơm 50 lít dầu lên độ cao 500m:Ai = P h = 450.500 = 225000(J) Công máy bơm phải thực hiện (công toàn phần)để bơm 50 lít dầu lên cao 500m: Ai Ai 225000 H Atp 250000 J Atp H 0,9 A 250000 Công suất của máy bơm: P tp 250000 W 250 kW t 1 b) Trọng lượng của 1,8 tấn dầu: P// = 10m = 10. 1,8.1000 = 18000 (N) Gọi t/ là thời gian để máy bơm bơm được 1,8 tấn dầu lên cao 500 m: Ta có thời gian bơm tỉ lệ với trọng lượng của dầu được bơm lên nên: P// t / P// .t 180001 t / 40 s P/ t P/ 450 Bài 10: Một nhà máy thuỷ điện có đập nước ở độ cao 50m để xuống làm quay tua bin của máy phát điện. Biết lưu lượng nước trên đập đổ xuống là 30m 3/s. TLR của nước là 10 4N/m3. Tính công suất của nhà máy điện đó. Bỏ qua sự mất mát năng lượng. Hướng dẫn giải: Gọi L là lưu lượng của dòng nước : L = 30m3/s. Trọng lượng nước đổ xuống trong 1 s là: P = V.d = L. d = 30. 104 = 300000 (N) Công do nước cung cấp cho tua bin trong 1s là: A = P.h = 300000.50 = 15000000 (J) Do không có sự mất mát năng lượng nên công có ích của nhà máy điện trong 1 s bằng công do nước cung cấp trong 1 s: Ai = A = 15000000 (J). 4
5. Công suất của nhà máy điện chính là công có ích của nhà máy trong 1s. Do đó: A 15000000 P i 15000000 W 15(MW ) t 1 Bài 11: Một người đi xe đạp với vận tốc v = 18 km/h trên quãng đường nằm ngang sản ra một công suất trung bình là P = 50W. a) Tính lực cản chuyển động của xe. b) Người đó phải lên dốc 2%, muốn giữ vận tốc cũ thì công suất cần sản ra phải là bao nhiêu? Cho biết khối lượng của người là 54 kg, của xe là 12 kg. Lực cản do đường sinh ra không đổi. Hướng dẫn giải: 18 a)Ta có: v= 18 (km/h) = 5 m / s 3,6 P 50 Lực cản chuyển động của xe là: P F .v F 10 N c c v 5 b) Trọng lượng của cả người và xe là: P = 10.(54 + 12) = 660 (N). Để lên được dốc 2% thì ngoài lực F = 10 N để thắng lực F cản ở trên, người đạp xe phải tạo thêm một lực F/ để triệt tiêu lực kéo ngược xuống dôc 2%. Do đó: F/ = 2%.P =2%.660 = 13,2 (N). Công suất phải tạo thêm: P/ = F/. v = 13,2. 5 = 66 (W) Vậy để lên dốc 2% với vận tốc cũ thì công suất cần sản ra là: / Ptc = P + P = 50 + 66 = 116 (W) Bài 12: Một pittông trong xi lanh của một động cơ máy nổ có diện tích 19,6cm2. .Nhiên liệu cháy tạo ra áp suất 6.105N/m2 và đẩy pittông một đoạn 5cm. Tính công của hơi nhiên liệu. Hướng dẫn giải: Gọi S là điện tích của pittông trong xi lanh: S = 19,6 cm2 = 19,6.10-4m2. Áp lực do hơi của nhiên liệu bị đốt cháy tác dụng lên pittông: F p F p.S 6105 19,610 4 1176 N S Công của hơi nhiên liệu bị đốt cháy: A = F. s = 1176.5.10-2 = 58,8 (J) Bài 13: Trong 4 giờ, một xe ô tô đi được 288km trên đường nằm ngang, lực ma sát giữa xe với mặt đường là 500N. Biết xe chuyển động thẳng đều.Tính công suất của động cơ nói trên bằng hai cách khác nhau. Hướng dẫn giải: Cách 1: Công suất của động cơ: A F.s 500288103 Áp dụng công thức: P 10000 W 10 kW t t 43600 s 288 72 Cách 2: Vận tốc của ô tô: v 72 km / h 20 m / s . t 4 3,6 Công suất của động cơ: P F.v 50020 10000 W 10 kW Bài 14: Khi kéo một vật có khối lượng m1 = 100kg để di chuyển đều trên mặt sàn ta cần một lực F1 = 100N theo phương di chuyển của vật. Cho rằng lực cản chuyển động ( lực ma sát) tỉ lệ với trọng lượng của vật. a) Tính lực cản để kéo một vật có khối lượng m2 = 500kg di chuyển đều trên mặt sàn. b) Tính công của lực để vật m2 đi được đoạn đường s = 10m. dùng đồ thị diễn tả lực kéo theo quãng đường di chuyển để biểu diễn công này. Hướng dẫn giải: a) Do lực cản tỉ lệ với trọng lượng nên ta có: Fc = k.P = k.10.m ( k là hệ số tỷ lệ) - Do vật chuyển động đều trong hai trường hợp ta có: 5
6. FC1 FC1 = k1.10.m1 k1 (1) 10m1 F FC 2 FC2 = k2.10.m2 k2 (2) M 10m2 F2 Vì k1 = k2 = k nên từ (1) và (2) ta có: A2 m 500 F = 2 .F .100 = 500N C2 C1 0 m1 100 S s b) Công của lực F2 thực hiện được khi vật m2 di chuyển một quãng đường (s) là: A2 = F2 .s = 500. 10 = 5000 J - Do lực kéo không đổi trên suốt quãng đường di chuyển nên ta biểu diễn đồ thị như hình vẽ. Căn cứ theo đồ thị thì công A2 = F2.s chính là diện tích hình chữ nhật 0F2MS . Bài 15: Một người đi xe đạp đi đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5m dài 40m. Tính công của người đó sinh ra. Biết rằng lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 25N và cả người và xe có khối lượng là 60 kg. Tính hiệu suất đạp xe. Hướng dẫn giải: Trọng lượng của người và xe : P = 10.m = 10.60 = 600 (N) Công hao phí do ma sát; Ahp = Fms .l = 25.40 = 1000 (J) Công có ích: Ai = Ph = 600.5 = 3000 (J) Công của người thực hiện: Atp = Ai + Ahp = 3000 + 1000 = 4000 (J) A 3000 Hiệu suất đạp xe: H = i . 100% = = 75% Atp 4000 Bài16: Dưới tác dụng của một lực F = 4000N, một chiếc xe chuyển động đều lên dốc với vận tốc 5m/s trong 10 phút. a) Tính công thực hiện được khi xe đi từ chân dốc lên đỉnh dốc. b) Nếu giữ nguyên lực kéo nhưng xe lên dốc trên với vận tốc 10m/s thì công thực hiện được là bao nhiêu? c) Tính công suất của động cơ trong hai trường hợp trên. Hướng dẫn giải: a) Công của động cơ thực hiện được: A = F.s = F.v.t = 4000.5.10.60 = 12000000 (J) = 12000 kJ b) Công của động cơ vẫn không đổi vì quãng đường chuyển động của xe không thay đổi và khi vận tốc tăng gấp đôi thì thời gian xe clên hết dốc sẽ giảm hai lần t’ = 5’ A = F.s = F.v’.t’ = 4000.10.5.60 = 12000000 (J) = 12000 kJ c) Trường hợp đầu công suất của động cơ là: A P = = F.v = 20000 W = 20kW t Trong trường hợp sau, do v’ = 2v nên : P’ = F.v’ = F.2v = 2P = 40kW Bài 17:Một khối gỗ hình trụ tiết diện đáy là 150cm 2 , cao 30cm được thả nổi trong hồ nước sao 2 cho khối gỗ thẳng đứng. Biết TLR của gỗ d g = d (do là trọng lượng riêng của nước d o=10000 3 0 N/m3 ). Biết hồ nước sâu 0,8m, bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ. a) Tính công của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt nước. b) Tính công của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ. Hướng dẫn giải: 3 3 a) - Thể tích khối gỗ: Vg = S.h = 150 . 30 = 4500 cm = 0,0045 m Khối gỗ đang nổi nên: Pg = FA = doVc = doShc Pg = doShc (hc là độ cao phần ngập trong nước của khối gỗ) 6
7. 2 2 Trọng lượng khối gỗ là: P = dgVg = d Vg = 10000.0,0045 = 30 (N) 3 0 3 Pg 30 hc = = 4 4 = 0,2 (m) do .S 10 15010 Vì lực nâng khối gỗ biến thiên từ 0 đến 30 N nên công của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt F.h P.h 30.0,2 nước: A = c c = = 3 (J) 2 2 2 b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên toàn bộ khối gỗ là: FA = doVg = 10 000.0,0045 = 45 (N) / - Phần gỗ nổi trên mặt nước là : h = h - hc = 0,3 - 0,2 = 0,1 (m) / FA.h 45.0,1 Công để nhấn chìm khối gỗ trong nước: A1 = = = 2,25 (J) 2 2 Công để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ: A2 = FA.s = 45.(0,8 - 0,3) = 22,5 (J) Toàn bộ công đã thực hiện để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ là: A = A1 + A2 = 2,25 + 22,5 = 24,75 (J) Bài 18: Một người đi xe đạp với vận tốc không đổi 14,4 km/h trên đường nằm ngang sản ra công suất trung bình là P1 = 40W. a) Tính lực cản chuyển động của xe. b) Người này đạp xe lên một đoạn dốc 3%.Muốn duy trì vận tốc như cũ thì người này phải sản ra công suất P2 là bao nhiêu? Cho biết khối lượng của người là 48kg, khối lượng xe đạp là 12kg, lực cản chuyển động của xe không đổi. Hướng dẫn giải: a) Đổi v = 14,4 km/h= 4m/s Vì xe đạp chuyển động đều (vận tốc không đổi) trên quãng đường nằm ngang nên lực kéo xe đạp trên quãng đường nằm ngang chính bằng lực ma sát Gọi F1 là lực ma sát, ta có: Công suất trung bình của người đi xe đạp sản ra trên quãng đường nằm ngang: F s P 40 P 1 F .v F 1 10(N) 1 t 1 1 v 4 b)Ta có : Trọng lượng của người và xe đạp: P = 10m = 10.(48 + 12) = 600 (N) Để xe lên được dốc 3% với vận tốc cũ thì ngoài lực kéo F = F1 người đạp xe 3 3 phải tạo thêm một lực F2 = 3%P F P 600 18 N 2 100 100 Công suất người đi xe đạp phải tạo thêm: P’ = F2v = 18.4 = 72 (W) Vậy để lên dốc 3% với vận tốc như đi trên quãng đường nằm ngang thì người đi xe đạp phải sản ra công suất : P2 = P1 + P’ = 40 + 72 = 112(W) Bài 19: Có hai xe ô tô công suất không đổi là P1 và P2 chuyển động đều với vận tốc không đổi là v1và v2. Nếu nối hai xe với nhau bằng một sợi dây cáp và cho nó chuyển động cùng chiều. a) Tính vận tốc của mỗi xe khi đó, biết trọng tải của mỗi xe là như nhau. b) Vận dụng khi P1 = 1kW;P2 = 2,25kW; v1 = 40km/h; v2 = 60km/h Hướng dẫn giải: P a)Ta có: P F.v F và công suất của hai xe là: P P P v 1 2 P1 P2 Vì hai xe chuyển động cùng chiều nên: F F1 F2 v1 v2 7
8. Khi nối hai xe với nhau bằng một sợi dây cápvà cho hai xe chuyển động cùng chiều thì P P P P P (P P )v v vận tốc của chúng là: v 1 2 1 2 1 2 1 2 F P P Pv P v Pv P v 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 v1 v2 v1v2 100 b) Khi P1 = 1kW=1000W;P2 = 2,25kW = 2250W; v1 = 40km/h = m / s ; 9 50 v2 = 60km/h = (m/s) 3 100 50 (1000 2250)  (P P )v v Vận tốc của mỗi xe khi đó là: v 1 2 1 2 9 3 Pv P v 100 100 1 2 2 1 1000 2250 6 9 5000 300000 450000 16250000 18 6529 652 v 3250 :  14,4(m / s) 27 18 27 750000 393 33 Bài 20: Một ô tô có khối lượng 1000kg, công suất là 9kW đi với vận tốc 120 km/h trên đường nằm ngang. a) Giả sử lực cản của ô tô tỉ lệ với vận tốc, không phụ thuộc vào độ dốc. Hãy tính công suất của ô tô khi đi với các vận tốc 40; 60; 80; 100 km/h. b) Với công suất trên khi lên dốc 1,8% thì vận tốc của ô tô là bao nhiêu? Hướng dẫn giải: P 9000 90003600 Lực cản trở chuyển động của ô tô là: F 270 N c v 1201000 1201000 3600 40 1 Vì lực cản tỉ lệ với vận tốc nên: F F  270 90 N c40 c 120 3 60 1 F F  270 135 N c60 c 120 2 80 2 F F  270 180 N c80 c 120 3 100 5 F F  270 225 N c100 c 120 6 Công suất của ô tô khi đi với các vận tốc trên lần lượt là: P Fc .v 401000 601000 P F v 90 1000 W 1kW; P F v 135 2250 W 2,25kW 40 c40 3600 60 c60 3600 801000 1001000 P F v 180 4000 W 4kW; P F v 225 6250 W 6,25kW 80 c80 3600 100 c100 3600 b) Khi lên dốc 1,8% lực cản tăng thêm một lực F’ là : 1,8 F / 1,8%P 1,8%.10m 101000 180(N) 100 Lúc này lực kéo chỉ còn: 270 - 180 = 90 (N) nên ô tô đi với vận tốc là 40 km/h. BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1:Một máy bay trực thăng khi cất cánh thì động cơ tạo ra lực phát động F = 60000N. Sau 1,5 phút máy bay đạt độ cao 1200m. Tính công suất của động cơ máy bay. Bài 2: Một máy bơm nước có công suất 5 kW bơm nước từ mặt đất lên bồn nước có dung tích 5000 lít đặt trên sân thừng một toà nhà cao tầng. Trong thời gian 20 phút nước đầy bồn . Biết hiệu suất của máy bơm là 60%; TLR của nước là 104 N/m3. Tính độ cao của toà nhà. 8
9. Bài 3: Một nhà máy thuỷ điện có đập nước ở độ cao 40m đổ xuống làm quay tua bin của máy phát điện. Biết lưu lượng nước trên đập đổ xuống là 30m3/s. Hiệu suất của máy phát điện là 70%.TLR của nước là 104N/m3. Tính công suất của nhà máy điện đó. Bài 4: Một chiếc ô tô có công suất 20 kW và vận tốc trung bình 72 km/h. Hãy tính công mà ô tô đã sinh ra khi chạy hết đoạn đường 25 km. Bài 5: Một cần cẩu thực hiện một công 50 kJ nâng một thùng hàng lên cao 10m trong thời gian 12,5s.Biết sức cản của không khí là 100N. a)Tính công suất của cần cẩu. b)Tính khối lượng của thùng hàng. Bài 6 :Một vận động viên thể dục thể hình, mỗi ngày phải tập 3 lượt, mỗi lượt có 8 động tác nâng một quả tạ đĩa nặng 80kg từ mặt đất lên khỏi đầu, trọng tâm của tạ lên tới độ cao 2,1 mét, so với mặt đất. Đĩa tạ có đường kính 40cm, và mỗi động tác được thực hiện trong 10 giây. Tính công mà vận động viên phải thực hiện mỗi ngày và công suất trong mỗi động tác. (ĐS: A = 36480J và P = 152W) Bài 7 :Một thang máy đưa người và hàng hoá lên độ cao 80m thì sinh ra công A là 160000J.Biết người có khối lượng 60kg, tính khối lượng của hàng hoá. Bài 8 : Người và xe có khối lượng tổng cộng 60 kg đi lên một con dốc cao 5m, dài 40m.Biết lực ma sát với mặt đường là 50N. Tính công xe sinh ra khi vượt hết dốc. Bài 9 : Một xe ô tô chuyển động đều lên dốc với vận tốc 2m/s mất 30 giây. Biết dốc cao 10m, khối lượng của ô tô là 4 tấn, công suất của động cơ là 15kW. a) Tính lực kéo của ô tô. b) Hiệu suất của động cơ ô tô ? Bài 10: Một người đi xe đạp chuyển động đều trên đường nằm ngang với lực kéo là F = 10N và sản ra công suất trung bình là P1 = 40W. a) Tính vận tốc chuyển động của xe đạp trên đường nằm ngang. b) Người này đạp xe lên một đoạn dốc 3%.Muốn duy trì vận tốc như cũ thì người này phải sản ra công suất P2 = 112 W. Cho biết khối lượng xe đạp là 12kg, lực cản chuyển động của xe không đổi.Tính khối lượng của người. (ĐS: v = 4 m/s và m = 48 kg) 9