Công và Công suất (phụ đạo)

CHỦ ĐỀ 2: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

A. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Tính công và công suất khi biết lực F ; quãng đường dịch chuyển và góc
Công: A = F.s.cos( = P.t (J)
Công suấtW)
Dạng 2: Tính công và công suất khi biết các đại lượng liên quan đến lực( pp động lực học) và động học.
Phương pháp:
- Xác định lực F tác dụng lên vật theo phương pháp động lực học (đã học trong chương 2)
- Xác định quãng đường s bằng các công thức động học.
Nhớ: vật chuyển động thẳng đều: s = v.t
Vật chuyển động biến đổi đều:

*Chú ý: Nếu vật chịu nhiều lực tác dụng thì công của hợp lực F bằng tổng công các lực tác dụng lên vật
AF = AF1+ AF2+....+AFn

B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Người ta kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 450, lực tác dụng lên dây là 150N. Tính công của lực đó khi thùng trượt được 15m. Khi thùng trượt công của trọng lực bằng bao nhiêu?
Giải
- Công của lực F kéo thùng đi được 15m là:
Áp dụng công thức: A = F.s.cosα = 1586,25J
( trong đó: F = 150N;
S = 15m; cosα =
)
- Trong quá trình chuyển động trọng lực luôn vuông góc với phương chuyển động nên công của Ap = 0.
Bài 2: Một xe tải khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được quãng đường 144m thì vận tốc đạt được 12m/s. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,04. Tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144m đầu tiên. Lấy g = 10m/s2.
Giải
- Các lực tác dụng lên xe:
,
,
,
.
- Ox:
-
= ma.
- Oy: N – P = 0.
- Gia tốc của xe là:

- Độ lớn của lực kéo là: Fk = Fms + ma = 2250N
- Độ lớn của lực ma sát: Fms = μ.m.g = 57,6 N.
- Công của các lực:AP = AN = 0;A K = 3,24.105 J;Ams = 1,44.105J
Bài 3: Một ôtô có khối lượng m = 1,2 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36km/h. Biết công suất của động cơ ôtô là 8kw. Tính lực ma sát của ôtô và mặt đường.
Giải
- Các lực tác dụng lên xe:

,
,
,
.
- Ox:
-
= 0
- Oy: N – P = 0.
- Độ lớn của lực kéo là:
Ta có:



Bài 4: Một vật có khối lượng
nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo
hợp với phương ngang một góc
.
a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s.
b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối.
c) Giả sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số
thì công toàn phần có giá trị bằng bao nhiêu ?
Giải
- Chọn trục tọa độ như hình vẽ:
- Các lực tác dụng lên vật:
,
,

- Theo định luật II N- T:
(1)
- Chiếu (1) xuống trục ox:



- Vật dưới tác dụng của lực
thì vật chuyển động nhanh dần đều.
- Quãng đường vật đi được trong 5s là:


a) Công của lực kéo:

b) Công suất tức thời:

c) Trong trường hợp có ma sát:

Theo định luật II N- T:
(1)
Chiếu (1) xuống trục oy, ta được:

Suy ra:

- Công của lực ma sát :

- Công của lực kéo:

- Công của trọng lực và phản lực:

,

- Công toàn phần của vật: