20 bài tập nâng cao về Công và công suất bồi dưỡng Học sinh giỏi môn Vật lý 8

20 BÀI TẬP NÂNG CAO VỀ CÔNG VÀ CÔNG SUẤT BỒI DƯỠNG HSG MÔN VẬT LÝ 8

Bài 1: Một máy bay trực thăng khi cất cánh, động cơ tạo ra một lực phát động là F =10500N, sau thời gian t = 90 giây máy bay đạt được độ cao là h = 850 m. Tính công của động cơ máy bay trong thời gian cất cánh.

Hướng dẫn giải:

            Công của động cơ máy bay trong thời gian cất cánh:

            A =F.s = F.h = 10500.850 = 8925000 (J) = 8925 (kJ)

Bài 2:Khi đưa một vật lên cao 2,5 m bằng mặt phẳng nghiêng, người ta phải thực hiện một công là 3600 J. Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 75%. Tính trọng lượng của vật. Biết chiều dài của mặt phẳng nghiêng  là 24 m.Tìm công để thắng lực ma sát khi kéo vật lên và độ lớn của lực ma sát đó .

Hướng dẫn giải:

Công có ích đề nâng vật lê độ cao h = 2,5 m:

   \(\begin{array}{l} H = \frac{{{A_i}}}{{{A_{tp}}}}\\ \Rightarrow {A_i} = H.{A_{tp}} = 0,75 \cdot 3600 = 2700\left( J \right) \end{array}\)        

Trọng lượng của vật:

\({A_i} = P.h \Rightarrow P = \frac{{{A_i}}}{h} = \frac{{2700}}{{2,5}} = 1080\left( N \right)\)

Công để thắng lực ma sát: A_hp = A_tp - A_i = 3600 - 2700 = 900 (J)

Độ lớn của lực ma sát: A_hp = F_ms.l

\(\Rightarrow {F_{ms}} = \frac{{{A_{hp}}}}{l} = \frac{{900}}{{24}} = 37,5\left( N \right)\)

Bài 3: Một con ngựa kéo một cái xe với một lực không đổi bằng 80N và đi được quãng đường 4,5 km trong thời gian 30 phút. Tính công và công suất trung bình của con ngựa.

Hướng dẫn giải:

            Công của con ngựa thực hiện trong nửa giờ:

A =F.s = 80. 4,5.10³ = 360000 (J)

            Công suất trung bình của ngựa:

\(P = \frac{A}{t} = \frac{{360000}}{{30 \cdot 60}} = 200\left( W \right)\)

Bài 4: .Một đầu máy xe lửa kéo một đoàn tàu chuyển động đều với vận tốc 54km/h.Biết lực kéo của đầu máy là 5.10⁵N.Tính:

            a.Công suất của đầu máy đó

            b.Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12km.

Hướng dẫn giải:

a) Vận tốc của đầu tàu:

\(v = 54(km/h) = \frac{{54}}{{3,6}} = 15(m/s)\)

Công suất của đầu máy xe lửa là:

\(\begin{array}{l} P = \frac{A}{t} = \frac{{F.s}}{t} = F.v\\ = {5.10^5}.15 = {75.10^5}\left( W \right) \end{array}\)

Thời gian xe lửa đi hết quãng đường 12 km là:

\(t = \frac{s}{v} = \frac{{12000}}{{15}} = 800(s)\)

b) Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12 km là:

              A = P.t = 75.10⁵ .800 = 6.10⁹ (J)

Bài 5:Một vận động viên xe đạp đang leo dốc. Biết rằng độ cao từ chân dốc lên đỉnh dốc là h = 10 m và đoạn đường dốc dài = 50 m, khối lượng của người và xe m = 70 kg, lực ma sát của mặt đường cản trở chuyển động của người và xe là F_ms = 50N.Hãy tính:

1. Công mà vận động viên tiêu tốn để vượt dốc.
2. Hiệu suất của công đó.

Hướng dẫn giải:

a. Trọng lượng của người và xe:

P = 10m = 10.70 = 700 (N)

Công có ích của vận động viên khi vượt dốc:

A_i = P.h = 700.10 = 7000 (J)

Công hao phí của vân động viên khi vượt dốc:

A_hp = F_ms. = 50.50 = 2500(J)

Công mà vận động viên tiêu tốn để vượt dốc:

A_tp = A_i + A_hp = 7000 + 2500 = 9500 (J)

b) Hiệu suất của công đó:  

\(H = \frac{{{A_i}}}{{{A_{tp}}}} \cdot 100\% = \frac{{7000}}{{9500}} \approx 73,68\left( \% \right)\)

Bài 6: Một máy bơm nước có công suất P = 1 kW bơm nước từ mặt đất lên bồn nước có dung tích V = 3000 lít đặt trên sân thượng toà nhà cao tầng cách mặt đất h = 24 m. Biết TLR của nước là d = 10000N/m³; hiệu suất của động cơ là H = 80%. Để bơm được nước vào đầu bồn phải mất thời gian là bao lâu?

Hướng dẫn giải:

Trọng lượng của nước cần bơm lên:

F = P = d.V = 10⁴.3000.10^-3 = 3.10⁴ (N)

Công có ích để bơm nước lên đầy bồn:

A_i = P.h = F.h = 3.10⁴.24 = 720000(J).

Công máy bơm phải thực hiện (công toàn phần) để bơm đầy bồn nước:

\(\begin{array}{l} H = \frac{{{A_i}}}{{{A_{tp}}}}\\ \Rightarrow {A_{tp}} = \frac{{{A_i}}}{H} = \frac{{720000}}{{0,8}} = 900000\left( J \right) \end{array}\)

Thời gian máy bơm nước bơm đầy bồn nước:

 \({A_{tp}} = P.t \Rightarrow t = \frac{{{A_{tp}}}}{P} = \frac{{900000}}{{1 \cdot {{10}^3}}} = 900\left( s \right)\) = 15 (phút).

Bài 7:Một người nặng 50 kg kéo một vật có khối lượng 70kg lên cao nhờ một ròng rọc động và một ròng rọc cố định.

1. Hỏi người đó phải kéo đầu dây đi một đoạn bằng bao nhiêu để có thể nâng vật lên 2m.
2. Tính lực mà người đó ép lên nền nhà.
3. Tính công để nâng vật.

Hướng dẫn giải:

a. Hệ cơ người đó dùng có một ròng rọc động nên được lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.

Do đó, để nâng vật lên 2m thì người đó phải kéo đầu dây đi một đoạn đường là s = 2h = 2.2 = 4 (m)

b. Trọng lượng của người:

P₁ = 10m₁ =10.50 = 500(N)

Trọng lượng của vật:

P₂ = 10m₂ =10.70 = 700(N)

Lực người đó phải kéo là:

\(F = \frac{{{P_2}}}{2} = \frac{{700}}{2} = 350(N)\)

Do sức căng của sợi dây nên người đó bị kéo lên cao với một lực căng dây là:

            T = F = 350 (N)

 Lực mà người đó ép lên nền nhà:

F_n = P₁ - T = 500 - 350 = 150 (N)

c. Công để người đó nâng vật:

A = F.s = 350.4 = 1400(J)

                              Hoặc:      A = P₂.h = 700.2 = 1400(J)

...

---Để xem tiếp nội dung các bài tập nâng cao về Công và công suất bồi dưỡng HSG Vật lý 8, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu 20 bài tập nâng cao về Công và công suất bồi dưỡng Học sinh giỏi môn Vật lý 8. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Hướng dẫn giải 1 số dạng toán về Chuyển động cơ học Vật lý 8

• 91 câu hỏi trắc nghiệm Chuyên đề Lực đẩy Ác-si-mét có đáp án môn Vật lý 8

• Lý thuyết và phương pháp giải bài tập chủ đề Tốc độ môn Vật lý 8

​Chúc các em học tập tốt !