Lớp 10

Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất

Ở lớp 8 các em đã được học về định nghĩa công cơ học và công suất.  Để có được cái nhìn đầy đủ và tổng quát hơn, mời các em cùng theo dõi nội dung bài học ngày hôm nay- Bài 24: Công và công suất. 

Bài giảng giúp các em củng cố lại kiến thức thông qua các nội dung về khái niệm, định nghĩa, đơn vị và biểu thức của công và công suất trong từng trường hợp cụ thể.

Bạn đang xem: Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất

Chúc các em học tốt!

2.1. Công.

2.1.1. Khái niệm về công.

2.1.2. Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát.

  • Nếu lực không đổi  \(\vec F\) tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc \(\alpha \) thì công của lực  \(\vec F\) được tính theo công thức :

A = Fscos\(\alpha \)

2.1.3. Đơn vị

  • Ta có A = F.s

  • Nếu F = 1N, s = 1m thì A =1 N.1m = 1 J

  • Jun là công do lực có độ lớn 1N thực hiện khi điểm đặc của lực chuyển dời 1 m theo hướng của lực.

2.1.4. Biện luận.

  • Khi \(\alpha \) là góc nhọn \(\cos \)\(\alpha \) > 0, suy ra A > 0 ; khi đó A gọi là công phát động.

  • Khi \(\alpha \) = \({90^o}\) , \(\cos \)\(\alpha \) = 0, suy ra A = 0 ; khi đó phương của lực vuông góc phương chuyển dời, lực \(\vec F\) không sinh công.

  • Khi \(\alpha \) là góc tù thì  \(\cos \)\(\alpha \) 

2.1.5. Chú ý.

  • Các công thức tính công chỉ đúng khi điểm đặt của lực chuyển dời thẳng và lực không đổi trong quá trình chuyển động

2.2. Công suất.

2.2.1. Khái niệm công suất.

  • Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.

\(P = \frac{A}{t}\)

2.2.2. Đơn vị công suất.

  • Ta có :  \(P = \frac{A}{t}\)

  • Nếu A = 1J,  t = 1 s thì p = \(\frac{{1J}}{s} = 1\) oát  ( W )

  • Oát là công suất của một thiết bị thực hiện công bằng 1J trong thời gian 1s

  • Đơn vị công suất là: oát (W)

 1 W.h = 3600 J

 1 kwh = 3600 kJ (gọi là 1 kí địên).

  • Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị mã lực:

   1 CV (Pháp) = 736 W

   1 HP (Anh) = 746 W

2.2.3. Chú ý

  • Khái niệm công suất cũng được mở rộng cho các nguồn phát năng lượng không phải dưới dạng sinh công cơ học.

  • Công suất tiêu thụ của 1 thiết bị  tiêu thụ năng lượng là đại lượng đo bằng năng lương tiêu thụ trong 1 đơn vị thời gian.

Bài 1:

Vật 2kg trượt trên sàn có hệ số ma sát 0,2 dưới tác dụng của lực không đổi có độ lớn 10N hợp với phương ngang góc 30o. Tính công của lực F và lực ma sát khi vật chuyển động được 5s, lấy g=10m/s2.

Hướng dẫn giải

  • Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

\({F_{ms}} = {\rm{ }}\mu .\left( {P – {\rm{ }}Fsin\alpha } \right) = 3N\)

  • Áp dụng định luật II Newton theo phương ngang:

\(Fcos\alpha  – {F_{ms}} = ma \Rightarrow a = 2,83m/{s^2}\)

  • Quãng đường đi được trong 5s:

\(s = 0,5.a.{t^2} = 35,375\left( m \right)\)

  • Suy ra: \({A_F} = F.s.cos\alpha  = 306,4\left( J \right)\)

\({A_{Fms}} = {\rm{ }}{F_{ms}}.s.cos{180^0} =  – 106,125\left( J \right)\)

Bài 2:

Vật khối lượng 10kg trượt không ma sát dưới tác dụng theo phương ngang của lực có độ lớn không đổi bằng 5N .Tính
a. Công của lực trong giây thứ ba và thứ tư.
b. Công suất tức thời của lực ở đầu giây thứ năm.

Hướng dẫn giải

a. 

  • Gia tốc của vật : \(a = \frac{F}{m} = 0,5m/{s^2}.\)

  • Quãng đường đi được trong giây thứ 3 là: 

\({s_2} = {\rm{ }}0,5.a({3^2} – {\rm{ }}{2^2}) = 1,25{\rm{ }}\left( m \right)\)

  • Quãng đường đi được trong giây thứ 4 là: 

\({s_3} = {\rm{ }}0,5.a.({4^2} – {3^2}) = 1,75{\rm{ }}\left( m \right)\)

  • Công của lực trong giây thứ ba :

\({A_2} = F.{s_2} = 5.1,25 = 6,25\left( J \right)\)

  • Công của lực trong giây thứ tư:

\({A_3} = F.{s_3} = 5.1,75 = 8,75{\rm{ }}\left( J \right)\)

b.

  • Vận tốc tức thời của vật ở đầu giây thứ 5:

 \(v{\rm{ }} = {\rm{ }}at = 2,5\left( {m/s} \right)\)

  • Công suất tức thời ở đầu giây thứ 5:

 \(P = F.v = 5.2,5 = 12,5{\rm{ }}\left( W \right)\)

Bài 3:

Vật 2kg trượt lên mặt phẳng nghiêng góc 30với vận tốc ban đầu là 4m/s, biết hệ số ma sát trượt là 0,2. Tính công của trọng lực và công của lực ma sát, cho g=10m/s2

Hướng dẫn giải

  • Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

 \({F_{ms}} = \mu N = \mu .Pcos\alpha  = \mu .mg.cos\alpha  = 2\sqrt 3 {\rm{ }}\left( N \right)\)

  • Áp dụng định luật II Newton lên phương của mặt phẳng nghiêng

\( – {F_{ms}} – {\rm{ }}Psin\alpha  = ma{\rm{ }} \Rightarrow a =  – 6,73{\rm{ }}(m/{s^2})\)

  • Khi vật dừng lại thì  v=0

  • Quãng đường mà vật đi được trước khi dừng lại:

\({v^2} – {\rm{ }}{v_o}^2 = 2as \Rightarrow s = 1,189m\)

  • Công của trọng lực: 

 \({A_{P}} = \left( {Psin\alpha } \right).s.cos180 =  – 11,89{\rm{ }}\left( J \right)\)

  • Công của lực ma sát: 

 \({A_{Fms}} = {\rm{ }}{F_{ms}}.s.cos180 =  – 2,06{\rm{ }}\left( J \right)\)

 

Xem Video giải BT Bài 24 trang 132 SGK Vật lý 10 tại: https://www.youtube.com/watch?v=O1VInQOaJw4

4. Luyện tập Bài 24 Vật lý 10

Qua bài giảng Công và công suất này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Phát biểu được định nghĩa công của một lực. 

  • Biết cách tính công của một lực trong trường hợp đơn  giản (lực không đởi, chuyển dời thẳng).

  • Phát biểu được định nghĩa và ý nghĩa của công suất.

4.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 24 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

  • Câu 1:

    Vật khối lượng 10kg trượt không ma sát dưới tác dụng theo phương ngang của lực có độ lớn không đổi bằng 5N .Tính công suất tức thời của lực ở đầu giây thứ năm.

    • A.
      \(10W\)
    • B.
      \(16W\)
    • C.
      \(15W\)
    • D.
      \(12,5W\)
  • Câu 2:

    Vật 2kg trượt lên mặt phẳng nghiêng góc 30với vận tốc ban đầu là 4m/s, biết hệ số ma sát trượt là 0,2. Tính công của lực ma sát, cho g=10m/s2

    • A.
      \(2,06J\)
    • B.
      \(-2,06J\)
    • C.
      \(3,58J\)
    • D.
      \(-3,58J\)
  • Câu 3:

    Một người kéo một hòm gỗ khối lượng 80 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp góc 300 so với phương nằm ngang. Lực tác dụng lên dây bằng 150 N. Tính công của lực trượt đi được 20 m.

    • A.
      \(3295 J\)
    • B.
      \(2543 J\)
    • C.
      \(2595 J\)
    • D.
      \(2515 J\)

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

4.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 24 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

5. Hỏi đáp Bài 24 Chương 4 Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Trường Cao Đẳng Sư Phạm Hà Nội sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

Đăng bởi: Trường Cao Đẳng Sư Phạm Hà Nội

Chuyên mục: Giáo Dục Lớp 10

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button

Bạn đang dùng trình chặn quảng cáo!

Bạn đang dùng trình chặn quảng cáo!