Giải bài tập sách bài tập (SBT) vật lí lớp 10 Cánh diều chủ đề 3 bài: I. Năng lượng và công

Năng lượng và công trong vật lí

Chủ đề 3 của sách bài tập vật lí lớp 10 là về năng lượng và công. Trang 35 của sách bài tập (SBT) "Cánh diều" cung cấp hướng dẫn chi tiết về phần này. Công được định nghĩa là tích của lực tác dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực, và đơn vị đo công là joule (1 J = 1 Nm). Công đã thực hiện chính là phần năng lượng đã truyền đi. Công suất đo lường tốc độ thực hiện công của một lực.

Để hiểu rõ hơn về năng lượng và công, học sinh cần nhớ rằng công chính là một khái niệm quan trọng trong vật lí, liên quan đến việc sử dụng lực để thực hiện công việc. Hiểu được công và năng lượng giúp học sinh áp dụng kiến thức này vào các bài toán và thực hành trong cuộc sống hàng ngày.

Với cách hướng dẫn cụ thể và giải thích chi tiết, sách bài tập này giúp học sinh nắm vững kiến thức về năng lượng và công, từ đó có thể áp dụng vào thực tế một cách chính xác và hiệu quả.

Bài tập và hướng dẫn giải

3.1 Một người tác dụng một lực có độ lớn không đổi F lên một vật. Trong khoảng thời gian chịu tác dụng của lực F vật đó bị dời chỗ so với vị trí ban đầu đoạn thảng có độ dài s. Nhận xét nào sau đây là chính xác nhất?

A. Người đó đã thực hiện một công A = Fs lên vật.

B. Người đó nhận công A' = Fs từ vật.

C. Công mà người đó thực hiện lên vật có giá trị cực đại là A$_{m}$ =Fs.

D. Công của lực F không thể mang dấu âm.

Trả lời: Để giải câu hỏi trên, ta có thể sử dụng công thức tính công: A = Fscos α, trong đó F là độ lớn của... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.2 Nhận xét nào sau đây là đúng về công?

A. Công là đại lượng vô hướng.

B. Giá trị của công không phụ thuộc vào người quan sát.

C. Công là đại lượng có hướng.

D. Công là đại lượng vô hướng và luôn dương.

Trả lời: Phương pháp giải 1: - Công là một đại lượng vô hướng, vì nó không có hướng định sẵn.- Đúng với công... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.3 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.

Trả lời: Phương pháp giải:Công của người thực hiện khi nâng một vật có thể tính bằng công thực hiện công việc... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.4 Một lò sưởi điện có công suất 2,5 kW hoạt động trong khoảng thời gian từ 20h00 đến 24h00. Lò sưởi đã sử dụng bao nhiêu năng lượng điện?

Trả lời: Để tính năng lượng điện mà lò sưởi đã sử dụng, ta sử dụng công thức: W = A = P.tTrong đó:W là năng... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.5 Một ô tô có khối lượng m = 1,30. 10$^{3}$ kg di chuyển trên đoạn đương ABCD có dạng như hình 3.1, trong đó BC là đoạn đường nằm ngàn ở đô cao h = 50,0 m so với mặt phẳng nằm ngang chứa AD. Biết rằng BC = 20 km, gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s$^{2}$, độ dài các cung cong nối các đoạn đường thẳng với nhau rất nhỏ so với chiều dài của các đoạn thẳng đó, hãy tính công của trọng lực trên các đoạn đường AB, BC, CD.

Trả lời: Để tính công của trọng lực trên các đoạn đường AB, BC và CD, ta dùng công thức: $A = F \cdot d \cdot... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.6 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 g = 9,8 m/s$^{2}$.

a) Tính lực mà đường tác dụng lên xe.

b) Tính công của lực mà mặt đường tác dụng lên xe.

Trả lời: Phương pháp giải:a) Vận tốc của xe không đổi nên gia tốc bằng 0.Do đó, lực mà mặt đường tác dụng lên... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.7 Trong giai đoạn gần tiếp đất, một giọt nước mưa có khối lượng m = 65,5 mg chuyển động thẳng đều với tốc độ v = 9,00 m/s. Biết rằng gia tốc rơi tự do hầu như không phụ thuộc vào độ cao và có giá trị g = 9,8 m/s$^{2}$. Tính công của trọng lực và công của lực cản thực hiện lên giọt nước mưa nói trên trong giai đoạn nó rơi từ độ cao h = 10,0 m xuống mặt đất, giả sử trong giai đoạn này khối lượng và hình dạng của giọt mưa đang xét hầu như không thay đổi.

Trả lời: Để giải bài toán trên, ta sử dụng công thức tính công của lực trọng và công của lực cản như sau:Công... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.8 Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc $\alpha =60^{o}$, để kéo vật có khối lượng m = 50,0 kg trượt trên mặt sàn nằm ngang một đoạn thẳng có độ dài s = 10,0 m với tốc độ không đổi. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là $\mu $ = 0,250; thành phần thẳng đứng của lực F hướng từ dưới lên trên, gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s$^{2}$. Tính:

a) Công của trọng lực.

b) Công của lực F.

c) Công của lực ma sát.

Trả lời: Để giải bài toán trên, ta thực hiện các bước sau:a) Tính công của trọng lực:- Công của trọng lực... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.9 Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc $\alpha =30^{o}$, để đẩy vật có khối lượng m = 50,0 kg trượt trên mặt sàn nằm ngang một đoạn thẳng có độ dài s = 15,0 m với vận tốc không đổi. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là $\mu $ = 0,30; thành phần thẳng đứng của lực F hướng từ trên xuống dưới, gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s$^{2}$. Tính

a) Công của trọng lực.

b) Công của lực F.

c) Công của lực ma sát.

Trả lời: Để giải bài toán trên, ta sử dụng công thức tính công của lực: công của lực bằng tích số véc-tơ lực... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.10 Một ô tô khối lượng m = 3,50 tấn đi hết một con đốc có chiều dài s = 100 m trong khoảng thời gian $\tau $ = 10,0 s với tốc độ không đổi. Biết rằng con dốc là một đường thẳng hợp với phương nằm ngang một góc $\alpha =30^{o}$ và gia tốc rơi tự do là g = 9,8 m/s$^{2}$. Tính công và công suất của trọng lực trong các trường hợp

a) Ô tô đi lên dốc.

b) Ô tô đi xuống dốc.

Trả lời: Phương pháp giải:Ta sẽ tính công của trọng lực bằng công thức $A = mgh$, với $h$ là chiều cao mà ô... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.11 Một vật có khối lượng m = 300 g được ném lên từ mặt đất với tốc độ ban đầu v$_{o}$ = 19,6 m/s theo hướng hợp với mặt đất nằm ngang một góc $\alpha =30^{o}$. Bỏ qua lực cản của không khí, gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s$^{2}$. Tính công suất của trọng lực thực hiện lên vật.

a) tại thời điểm t = 0.

b) tại thời điểm vật đạt độ cao cực đại.

c) tại thời điểm vật chạm đất.

Trả lời: Phương pháp giải:1. Tính vận tốc theo phương thẳng đứng:$v_{y} = v_{o}sin\alpha - gt$2. Tính công... Xem hướng dẫn giải chi tiết

3.12 Để múc nước từ dưới giếng lên bể người ta dùng một chiếc gầu có khối lượng m$_{o}$ = 500 g. Để di chuyển ổn định (nước trong gầu không bị thất thoát ra ngoài trong quá trình kéo nước từ giếng lên bể) gầu đựng được một lượng nước có khối lượng tối đa m = 4,50 kg. Biết rằng khối lượng của dây gầu không đáng kể, mặt nước trong giếng cách mặt bể một khoảng h = 5,00 m, gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s$^{2}$. Trong các quá trình dùng gầu để đưa nước từ giếng lên bể.

a) Tính công toàn phần tối thiểu để đưa được M = 9,00 kg nước từ giếng lên bể.

b) Tính hiệu suất cực đại của quá trình múc nước.

c) 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.

Trả lời: a) Phương pháp giải:- Tính khối lượng nước cần múc: M = 9 kg- Tính số lần tối thiểu cần múc: Mỗi lần... Xem hướng dẫn giải chi tiết
0.45060 sec| 2219.305 kb