Sách bài tập KHTN 9 Bài 3 (Chân trời sáng tạo): Công và công suất

Giải SBT KHTN 9 Bài 3: Công và công suất

Câu 3.1 trang 9 Sách bài tập KHTN 9: Khi chơi thả diều, có khoảng thời gian người chơi phải thực hiện công lên chiếc diều. Đó là khoảng thời gian khi người chơi buông cho diều bay hay khi kéo diều chạy đi?

Lời giải:

Người chơi thực hiện công lên chiếc diều trong khoảng thời gian kéo diều chạy đi, vì lúc này lực tác dụng lên diều làm nó dịch chuyển một quãng đường nào đó.

Khi buông cho diều bay, chiếc diều chuyển động do lực nâng của không khí, lúc này không khí thực hiện công lên diều.

Câu 3.2 trang 9 Sách bài tập KHTN 9: Một thùng hàng được kéo trượt trên mặt sàn bằng phẳng bởi một lực kéo F có phương nằm ngang và độ lớn không đổi 20 N. Khi thùng hàng dịch chuyển một đoạn 3,5 m thì công thực hiện bởi lực kéo F có độ lớn là

A. 7 J.

B. 0,7 J.

C. 70 J.

D. 0,375 J.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Công thực hiện bởi lực kéo F có độ lớn là:

A = Fs = 20 . 3,5 = 70 (J)

Câu 3.3 trang 9 Sách bài tập KHTN 9: Trong trường hợp nào dưới đây, công do trọng lực thực hiện lên vật sẽ bằng không?

a) Một bao cát có khối lượng 30 kg được giữ yên trên vai người trong 10 giây.

b) Một đầu máy xe lửa đang chạy trên đường ray nằm ngang với tốc độ 60 km/h.

c) Một cây thước được giữ thăng bằng trên ngón tay trong 1 phút.

Lời giải:

Trong cả ba trường hợp, công do trọng lực thực hiện lên vật đều bằng không. Vì trọng lực tác dụng lên vật trong cả ba trường hợp đều không làm vật dịch chuyển theo hướng của trọng lực. Ở trường hợp b) thì đầu máy xe lửa chuyển động là do lực kéo của động cơ theo phương ngang.

Câu 3.4 trang 9 Sách bài tập KHTN 9: Một người đang dùng cưa tay để cưa gỗ. Người này thực hiện các thao tác đẩy cưa để nó tiến ra xa và kéo cưa để nó tiến về phía mình. Người này thực hiện công lên cái cưa vào lúc đẩy hay kéo cưa?

Lời giải:

Trong cả hai quá trình đẩy và kéo cưa, người này đều thực hiện công lên cái cưa, vì cả lực đẩy và lực kéo cưa đều làm cưa dịch chuyển theo hướng của lực.

Câu 3.5 trang 9 Sách bài tập KHTN 9: Một người đang đẩy một thùng hàng trượt một đoạn s trên mặt sàn bằng phẳng như hình dưới đây. Hãy cho biết, trong quá trình đẩy, trọng lực P tác dụng lên thùng hàng có thực hiện công không? Vì sao?

Lời giải:

Thùng hàng chỉ dịch chuyển theo phương nằm ngang nên trọng lực P tác dụng lên thùng hàng không thực hiện công.

Câu 3.6 trang 10 Sách bài tập KHTN 9: Một máy bơm làm việc liên tục trong 2 giờ với công suất 900 W. Tính công do máy bơm thực hiện.

Lời giải:

Công do máy bơm thực hiện là:

A = P.t = 900.2.3600 = 6480000 (J) = 6480 (kJ).

Câu 3.7 trang 10 Sách bài tập KHTN 9: Một công nhân sử dụng máy cắt cỏ có tay cầm xiên góc 60° so với phương ngang. Người đó tác dụng một lực F nằm ngang có độ lớn 10 N lên tay cầm đẩy máy cắt cỏ dịch chuyển một đoạn 100 m trong 5 phút. Tính công suất của công nhân.

Lời giải:

Công của công nhân thực hiện là:

A = F.s = 10.100 = 1000(J)

Công suất của công nhân là:

$P=\frac{A}{t}=\frac{1000}{5.60}=3,33\left(W\right)$

Câu 3.8 trang 10 Sách bài tập KHTN 9: Một vận động viên cử tạ nâng cặp tạ có trọng lượng 900 N từ mặt sàn lên độ cao 1,8 m trong 0,9 s. Xem lực nâng không đổi trong quá trình nâng tạ. Tính công suất của vận động viên đó.

Lời giải:

Lực nâng tạ tối thiểu bằng trọng lượng của tạ: F = P = 900 (N)

Công của vận động viên dùng để nâng tạ là: A = F.s = 900.1,8 = 1620 (J) .

Công suất của vận động viên là: $P=\frac{A}{t}=\frac{1620}{0,9}=1800W$.

Câu 3.9 trang 10 Sách bài tập KHTN 9: Một ô tô đang chạy với tốc độ không đổi trên đường cao tốc trong khi động cơ ô tô cung cấp lực đẩy 4 500 N trên suốt quãng đường 750 m trong 30 s. Tính công suất của động cơ ô tô theo đơn vị mã lực (HP).

Lời giải:

Công suất của động cơ ô tô là:

$P=\frac{A}{t}=\frac{F.s}{t}=\frac{4500.750}{30}=112500\left(W\right)=150\left(HP\right)$

Chú ý: Mã lực (HP): 1 HP = 746 W.

Câu 3.10 trang 10 Sách bài tập KHTN 9: Một thang cuốn ở một trung tâm thương mại có thể nâng cùng lúc 12 người lên độ cao 4 m trong thời gian 12 s. Xem lực nâng của thang cuốn bằng với trọng lượng của vật cần nâng và khối lượng trung bình của mỗi người là 65 kg. Tính công suất của thang cuốn.

Lời giải:

Lực nâng tối thiểu của thang cuốn là: F = 12.P = 12.65.10 = 7800 (N)

Công suất của thang cuốn: $P=\frac{A}{t}=\frac{F.s}{t}=\frac{7800.4}{12}=2600\left(W\right)$

Lý thuyết KHTN 9 Bài 3: Công và công suất

1. Công

- Trong tự nhiên, khi các vật tương tác với nhau, năng lượng có thể được truyền từ vật này sang vật khác. Có hai hình thức truyền năng lượng cơ bản, đó là truyền nhiệt và thực hiện công.

- Khi một lực tác dụng lên vật làm vật dịch chuyển một quãng đường theo hướng của lực, người ta nói lực đã thực hiện một công cơ học.

- Công cơ học (công) là số đo phần năng lượng mà vật nhận vào hoặc mất đi do tương tác với vật khác.

Biểu thức: A = F.s

- Trong đó:

+ F (N) là độ lớn của lực.

+ S (m) là quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực.

+ A (J) là công cơ học.

- Đổi đơn vị:

1 kJ = 1 000 J

1 MJ = 1 000 000 J

1 cal = 4,186 J

1 BTU = 1 055 J

2. Công suất

- Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công. Công suất được xác định bởi công thực hiện trong một đơn vị thời gian.

Biểu thức:

Trong đó: $P=\frac{A}{t}$

+ $P$ là công suất (W).

+ A là công thực hiện (J).

+ t là thời gian thực hiện công (s).

- Công suất càng lớn thì tốc độ thực hiện công càng nhanh.

- Các đơn vị của công suất:

1 kW = 1 000 W

1 MW = 1 000 kW = 1 000 000 W

1 HP = 746 W

1 CV = 736 W

1 BTU/h = 0,293 W

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ I

Sơ đồ tổng kết chủ đề 1