Lý thuyết công và công suất đầy đủ nhất

Công và công suất là một phần kiến thức trong hệ thống kiến thức chương IV - Động lực học chất điểm của môn Vật lý 10. Cùng Cunghocvui tìm hiểu về kiến thức và các dạng bài tập Công và công suất lớp 10 chi tiết nhất. Hy vọng tài liệu sẽ có ích và giúp được các bạn trong quá trình tìm hiểu về kiến thức công và công suất!

A. Tóm tắt lý thuyết công và công suất lớp 10

I - Khái niệm về công. Công thức tính công của lực.

- Nếu một vật chịu tác dụng của một lực \(\overrightarrow{F}\) và chứa điểm đặt của lực đó di chuyển trên một quãng đường s, vectơ hợp lực đó tạo với hướng của lực ban đầu một góc \(\alpha \) thì ta có công thức về công của lực \(\overrightarrow{F}\) như sau:

\(A=F.s.cos\alpha \)

- Dựa vào góc \(\alpha \), ta sẽ có ba trường hợp xảy ra sau đây:

+ Nếu góc \(\alpha \) là một góc nhọn (\(\alpha <90^0\)) thì \(cos\alpha >0\). Nếu \(cos\alpha >0\) thì A  > 0 bởi F và s luôn nhận giá trị dương (A nhận giá trị âm hay dượng phụ thuộc vào \(\alpha \)). Khi A > 0 thì A được gọi là công phát động.

+ Nếu góc \(\alpha \) là một góc vuông (\(\alpha =90^0\)) thì \(cos\alpha =0\). Vậy A = 0

+ Nếu góc \(\alpha \) là một góc tù (\(\alpha >90^0\)) thì \(cos\alpha <0\). Nếu \(cos\alpha <0\) thì A  < 0. Khi A > 0 thì A được gọi là công cản.

- Đơn vị tính của công là Jun, kí hiệu là (J).

II - Công suất 

1. Khái niệm về công suất. Công thức tính của công suất.

- Trong một khoảng thời gian nhất định, số lượng công được sinh ra thì được gọi là công suất hay còn có tên gọi khác là tốc độ sinh công.

- Công suất trong vật lý được ký hiệu là P và cho bởi công thức: \(P =\dfrac{\Delta A}{\Delta t}\)

- Công suất được đo bằng đơn vị là jun trên giây, đặt tên là oát, kí hiệu là (W)

\(1W=\dfrac{1J}{1s}\)

- Ngoài đơn vị là W, trong thực hành của công và ứng dụng trong thực tế cuộc sống, người ta còn sử dụng một đơn vị khác của công là Oát giờ, được kí hiệu là (W.h). Ta có một số quy đổi đơn vị như sau:

+ 1Wh = 3600J

+1kWh = 3600000J

- Ngoài ra, một số nguồn phát năng lượng nhưng không phải dưới dạng là một công cơ học cũng được sử dụng khái niệm công suất.

- Một đại lượng được đo bằng tích của hai thừa số là năng lượng tiêu thụ và một khoảng thời gian xác định để để tiêu thụ năng lượng đó của một thiết bị tiêu thụ năng lượng thì được gọi là công suất tiêu thụ của thiết bị đó.

B. Bài tập công và công suất vật lý 10

1. Giải bài tập công và công suất lớp 10 (làm anchor text)

Bài 1: 80kg là khối lượng của một vật trong trạng thái chịu tác dụng của một lực có độ lớn là 150N. Vectơ lực tạo với phương song song với mặt đất một góc là \(30^0\). Sau khi bị lực tác dụng, độ dài quãng đường vật di chuyển được là 20m. Hỏi lực tác dụng lên vật sinh ra công bằng bao nhiêu?

Bài 2: 4m/s là vận tốc ban đầu của một vật có khối lượng là 2kg trong trạng thái trượt lên một mặt phẳng nghiêng tạo với mặt đất một góc là \(30^0\). Biết rằng 0,2 là hệ số ma sát trượt và cho gia tốc rơi tự do \(g=10m/s^2\), hỏi trọng lực có công là bao nhiêu? Công của lực ma sát là bao nhiêu?

Bài 3: 800kg là khối lượng của một thang máy đang trong trạng thái chuyển động thẳng đứng lên một độ cao là 10m. Hỏi động cơ để kéo thang máy khi đi lên sinh ra một công là bao nhiêu trong các trường hợp:

a, Thang máy chuyển động đều hướng lên trên

b, Thang máy chuyển động trong trạng thái nhanh dần đều với một gia tốc là \(1m/s^2\) (biết rằng gia tốc rơi tự do được cho bằng \(g=10m/s^2\))

Bài 4: 10kg là khối lượng của một vật trong trạng thái chuyển động theo một phương ngang song song với mặt đất của một lực có độ lớn là 5N. Hỏi:

a, Trong khoảng thời gian là giây thứ ba và giây thứ tư, công của lực là bao nhiêu?

b, Trong đầu giây thứ năm, công suất tức thời của lực là bao nhiêu?

Bài 5: 0,1 là hệ số ma sát của một vật có khối lượng là 2,5 tấn đang trong trạng thái chuyển động đều trên một mặt phẳng song song với mặt đất. Vận tốc di chuyển của vật là 15m/s. Cho gia tốc rơi tự do là \(g=10m/s^2\), hỏi:

a, Động cơ có công suất là bao nhiêu?

b, 20m/s là vận tốc của ô tô trong trạng thái chuyển động nhanh dần đều sau một khoảng thời gian là 20s. Hỏi trong khoảng thời gian đó, động cơ có công suất trung bình là bao nhiêu?

Bài 6: 100g là khối lượng của một vật trong trạng thái trượt (trong điều kiện không vận tốc) trên một mặt phẳng nghiêng với một chiều dài là 2m, và chiều cao của mặt phẳng là 0,4m. 2m/s là vận tốc ở điểm chân của mặt phẳng nghiêng. Hỏi lực ma sát sinh ra một công là bao nhiêu?

Bài 7: 6 tấn là khối lượng của một chiếc trực thăng đang trong trạng thái chuyển động nhanh dần đều lên đến một độ cao là 900m trong một khoảng thời gian là 0,5 phút. Hỏi động cơ trực thăng sinh ra một công bằng bao nhiêu?

Bài 8: 5 tấn là khối lượng của một chiếc trực thăng, hỏi:

a, Trong một khoảng thời gian là 50s, trực thăng bay trong trạng thái chuyển động đều lên đến một độ cao là 1km. Nếu sức cản của không khí được bỏ qua thì động cơ trực thăng sinh ra một công suất là bao nhiêu?

b, Trong một khoảng thời gian là 50s, trực thăng bay lên trong trạng thái chuyển động nhanh dần đều đến một độ cao là 1250m. Biết rằng tỉ lệ giữa sức cản không khí và trọng lượng của trực thăng là 10%, hỏi trong khoảng thời gian là 50s, động cơ trực thăng có công suất trung bình là bao nhiêu? Công suất cực đại là bao nhiêu?

Bài 9: 1 tấn là khối lượng của một vật trong trạng thái được nâng đều lên trên một độ cao 10m bởi một cần trục. Biết rằng công đoạn đó tiêu tốn một khoảng thời gian là 30s. Hỏi:

a, Lực nâng sinh ra một công bằng bao nhiêu?

b, Giả sử 60% là hiệu suất của động cơ thì động cơ cần trục sinh ra một công bằng bao nhiêu?

c, Giả sử mọi điều kiện là như cũ nhưng khối lượng của vật là 2 tấn thì cần một khoảng thời gian là bao lâu để nâng được vật lên?

Bài 10: 180 vòng/ phút là tần số quay của một hòn đá mài có đường kính là 40cm. Vành hòn đá mài trong trạng thái chịu một lực tác dụng lên, lực đó có độ lớn là 20N. Biết rằng 0,3 là hệ số ma sát giữa đá mài và vật, hỏi trong khoảng thời gian là 2 phút, hòn đá mài sinh ra công là bao nhiêu?

Tham khảo thêm >>> Giải bài tập Sách giáo khoa Vật lý 10 bài 24: Công và công suất

Với bài viết Công và công suất lớp 10, Cunghocvui đã gửi đến các bạn bài tóm tắt lý thuyết và các dạng bài tập tự luận đầy đủ và chi tiết nhất. Nếu có đóng góp hay thắc mắc gì về bài Công và công suất lớp 10, hãy để lại comment dưới phần bình luận nhé!