Giải SBT Lí 10 Bài 12: Năng lượng và công có đáp án

Lời giải

Đáp án đúng là: C

Ta có biểu thức tính công: A = Fscos α ≤ Fs

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Công là đại lượng vô hướng, có thể dương, âm hoặc bằng không.

Lời giải

Công của người thực hiện:

$$A \ge mgh = 20{,}0kg \times 9{,}8m/{s^2} \times 1{,}2m = 235{,}2J$$

Nếu coi người thực hiện nâng vật, làm cho vật chuyển động đều thì công có độ lớn bằng 235,2 J.

Lời giải

Năng lượng điện mà lò sưởi đã sử dụng:

$$W = A = {\rm{P}}.t = 2{,}5.4 = 10\,kWh = {36.10^6}\,J$$

Lời giải

Công của trọng lực trên các đoạn đường AB, BC và CD

$${A_{AB}} = - mgh = - {1{,}3.10^3}.9{,}8.50 = - 637kJ$$

$${A_{BC}} = 0$$

$${A_{CD}} = mgh = {1{,}3.10^3}.9{,}8.50 = 637kJ$$

Lời giải

Vì xe chuyển động với vận tốc không đổi nên lực mà mặt đường tác dụng lên xe cân bằng với trọng lượng của xe, có chiều hướng thẳng đứng lên trên và độ lớn bằng:

F = mg = 10000 . 9,8 = 98 kN

Lời giải

Vì lực mà mặt đường tác dụng lên xe vuông góc với phương chuyển động của xe nên công của lực mà mặt đường tác dụng lên xe: A = 0

Lời giải

Công của trọng lực: ${A_p} = mgh = {65{,}5.10^{ - 6}}.9{,}8.10 = {6{,}42.10^{ - 3}}\,J$

Vì giọt nước mưa chuyển động thẳng đều nên theo định luật III Newton, ta có lực cản cân bằng với trọng lượng của vật. Công của lực cản

$${A_C} = - {F_C}h = - mgh = - {6{,}42.10^{ - 3}}\,J$$

Lời giải

Công của trọng lực: A$_{p}$ = 0

Lời giải

Giản đồ vecto

Từ định luật II Newton: $\overrightarrow F + \overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} = \overrightarrow 0$ (do vật chuyển động đều)

Vì vật chuyển động thẳng đều nên độ lớn của lực ma sát bằng độ lớn của thành phần nằm ngang của lực F.

Theo phương Ox: $F\cos \alpha - {F_{ms}} = 0 \Leftrightarrow F\cos \alpha - \mu N = 0$

Theo phương Oy: $N + F\sin \alpha = P \Rightarrow N = mg - F\sin \alpha$

$$\Rightarrow \mu \left( {mg - F\sin \alpha } \right) = F\cos \alpha$$

$$\Rightarrow F = \frac{{\mu mg}}{{\cos \alpha + \mu \sin \alpha }}$$

Công của lực F:

$${A_F} = Fs\cos \alpha = \frac{{\mu mgs\cos \alpha }}{{\cos \alpha + \mu \sin \alpha }} \approx 855J$$

Lời giải

Lực ma sát: ${F_{ms}} = \mu N = \mu \left( {mg - F\sin \alpha } \right)$

Công của lực ma sát

$${A_{ms}} = - \mu \left( {mg - F\sin \alpha } \right)s = - \frac{{\mu mgs\cos \alpha }}{{\cos \alpha + \mu \sin \alpha }} \approx - 855J$$

Lời giải

Công của trọng lực A$_{P}$ = 0

Lời giải

Từ định luật II Newton: $\overrightarrow F + \overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} = \overrightarrow 0$ (do vật chuyển động đều)

Theo phương Ox: $F\cos \alpha - {F_{ms}} = 0 \Leftrightarrow F\cos \alpha = \mu N$

Theo phương Oy: $N = F\sin \alpha + P \Rightarrow N = mg + F\sin \alpha$

Vì vật chuyển động thẳng đều nên độ lớn của lực ma sát bằng độ lớn của thành phần nằm ngang của lực F.

$$\mu \left( {mg + F\sin \alpha } \right) = F\cos \alpha$$

$$\Rightarrow F = \frac{{\mu mg}}{{\cos \alpha - \mu \sin \alpha }} = \frac{{0{,}3.50.9{,}8}}{{cos{{30}^0} - 0{,}3.\sin {{30}^0}}} \approx 205(N)$$

Công của lực F là

$$A = Fs\cos \alpha = 205.15.c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0} \approx 2663J$$

Lời giải

Công của lực ma sát là

$${A_{ms}} = - \mu \left( {mg + F\sin \alpha } \right)s = - 0{,}3(50.9{,}8 + 205.\sin {30^0}).15 \approx - 2666{,}25J$$

Lời giải

Công và công suất của trọng lực khi ô tô lên dốc:

$${A_1} = P.s.\cos \alpha = mg.s.\cos \left( {{{180}^0} - {{60}^0}} \right)$$

$\Rightarrow {A_1} = 3{,}5.1000.9{,}8.100.cos{120^0} = - 1715000J$

Công suất của trọng lực trong trường hợp này là

$${{\rm{P}}_1} = \frac{{{A_1}}}{\tau } = \frac{{ - 1715000}}{{10}} \approx - 171500W$$

Lời giải

Công và công suất của trọng lực khi ô tô xuống dốc

$${A_2} = P.s.\cos \alpha = mg.s.\cos {60^0}$$

$\Rightarrow {A_2} = 3500.9{,}8.100.cos{60^0} = 1715000J$

Công suất của trọng lực trong trường hợp này là

$${{\rm{P}}_2} = \frac{{{A_2}}}{\tau } = \frac{{1715000}}{{10}} \approx 171500W$$

Lời giải

Công suất của trọng lực

$${{\rm{P}}_g} = P.v = - mg{v_y} = - mg\left( {{v_0}\sin \alpha - gt} \right)$$

Công suất của trọng lực thực hiện lên vật tại thời điểm t = 0

$${{\rm{P}}_g} = - mg{v_0}\sin \alpha = - 0{,}3.9{,}8.19{,}6.\sin {30^0} = - 28{,}8W$$

Lời giải

Khi vật đạt độ cao cực đại, v$_{y}$ = 0 nên công suất của trọng lực thực hiện lên vật là

$${{\rm{P}}_{g{h_{\max }}}} = 0$$

Lời giải

Độ cao của vật tại thời điểm t

$$y = {v_0}\left( {\sin \alpha } \right)t - \frac{1}{2}g{t^2}$$

Vật chạm đất khi $t = \frac{{2{v_0}\sin \alpha }}{g}$, lúc đó công suất của trọng lực tác dụng lên vật là

$${{\rm{P}}_g} = mg{v_0}\sin \alpha = 0{,}3.9{,}8.19{,}6.\sin {30^0} = 28{,}8W$$

Lời giải

Mỗi lần múc được m = 4,5 kg nước, số lượng nước cần múc là M = 9kg.

Số lần tối thiểu cần múc: $k = \frac{M}{m} = \frac{9}{{4{,}5}} = 2$

Công tối thiểu cho 1 lần múc:

$$A = \left( {m + {m_0}} \right)gh = \left( {4{,}5 + 0{,}5} \right).9{,}8.5 = 245J$$

Công toàn phần: ${A_{tp}} = k.A = 490J$

Lời giải

Giả sử mỗi lần chỉ múc được m$_{n}$ kg nước (do có sự thất thoát ra ngoài)

Công có ích: ${A_{ci}} = {m_n}gh$ (công có ích múc được m$_{n}$ kg nước)

Công toàn phần: ${A_{tp}} = \left( {m + {m_n}} \right)gh$

Hiệu suất của quá trình múc nước

$H = \frac{{{m_n}gh}}{{\left( {{m_0} + {m_n}} \right)gh}} = \frac{1}{{1 + \frac{{{m_0}}}{{{m_n}}}}} \le \frac{1}{{1 + \frac{{{m_0}}}{m}}}$ (vì khối lượng nước múc được tối đa là m)

Hiệu suất cực đại của quá trình múc nước

$${H_{\max }} = \frac{1}{{1 + \frac{{{m_0}}}{m}}} = \frac{1}{{1 + \frac{{0{,}5}}{{4{,}5}}}} = 90{,}0\%$$

Lời giải

Công toàn phần của quá trình múc nước với lực kéo F

$${A_{{F_{tp}}}} = Fh = 60.5 = 300J$$

Hiệu suất của quá trình múc nước này:

$$H = \frac{{(m + {m_0})gh}}{{Fh}} = \frac{{(4{,}5 + 0{,}5).9{,}8.5}}{{60.5}} \approx 81{,}67\%$$