Trang chủ Lớp 10 Vật lý Giải SBT Lí 10 Bài 12: Năng lượng và công có đáp án

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

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

  • 84 lượt thi

  • 22 câu hỏi

  • 40 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 3:

Tính công của một người đã thực hiện khi nâng một vật có khối lượng 20,0 kg từ mặt đất lên độ cao 1,2 m.
Xem đáp án

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.


Câu 6:

Một chiếc xe khối lượng m = 10,0 tấn, chuyển động trên mặt đường nằm ngang với vận tốc không đổi v = 40,0 km/h. Biết gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/s2.

Tính lực mà mặt đường tác dụng lên xe.

Xem đáp án

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


Câu 7:

Tính công của lực mà mặt đường tác dụng lên xe.
Xem đáp án
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

Câu 10:

Công của lực F.
Xem đáp án

Lời giải

Giản đồ vecto

Media VietJack

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:

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


Câu 11:

Công của lực ma sát.
Xem đáp án

Lời giải

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

Công của lực ma sát

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


Câu 13:

Công của lực F.
Xem đáp án

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

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


Câu 14:

Công của lực ma sát.
Xem đáp án

Lời giải

Công của lực ma sát là

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


Câu 15:

Một ô tô có khối lượng m = 3,50 tấn đi hết một con dốc có chiều dài s = 100 m trong khoảng thời gian \[\tau = 10,0s\] với tốc độ không đổi. Biết rằng con dốc là một đoạn đường thẳng hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc \[\alpha = 30,0^\circ \] và gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/s2. Tính công và công suất của trọng lực trong các trường hợp.

Ô tô đi lên dốc.

Xem đáp án

Lời giải

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

Media VietJack

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

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

Công suất của trọng lực trong trường hợp này là

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


Câu 16:

Tính công và công suất của trọng lực trong các trường hợp.

Ô tô đi xuống dốc.
Xem đáp án

Lời giải

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

Media VietJack

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

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

Công suất của trọng lực trong trường hợp này là

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


Câu 17:

Một vật có khối lượng m = 300 g được ném lên từ mặt đất với tốc độ ban đầu v0 = 19,6 m/s theo hướng hợp với mặt đất nằm ngang một góc \[\alpha = 30,0^\circ \]. Bỏ qua lực cản của không khí, gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s2. Tính công suất của trọng lực thực hiện lên vật.

tại thời điểm t = 0.

Xem đáp án

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

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


Câu 18:

Tính công suất của trọng lực thực hiện lên vật.

tại thời điểm vật đạt độ cao cực đại.

Xem đáp án

Lời giải

Khi vật đạt độ cao cực đại, vy = 0 nên công suất của trọng lực thực hiện lên vật là

\[{{\rm{P}}_{g{h_{\max }}}} = 0\]


Câu 19:

Tính công suất của trọng lực thực hiện lên vật.

tại thời điểm vật chạm đất.
Xem đáp án

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

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


Câu 21:

Tính hiệu suất cực đại của quá trình múc nước.
Xem đáp án

Lời giải

Giả sử mỗi lần chỉ múc được mn kg nước (do có sự thất thoát ra ngoài)

Công có ích: \[{A_{ci}} = {m_n}gh\] (công có ích múc được mn 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

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


Câu 22:

Trong một lần đưa đầy gầu nước (gầu chứa 4,50 kg nước) từ giếng lên bể, người múc nước dùng lực có độ lớn F = 60,0 N để kéo gầu, tính công toàn phần và hiệu suất của lần múc nước này.
Xem đáp án

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:

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


Bắt đầu thi ngay