Bài toán về công suất lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài toán về công suất lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài toán về công suất.

Bài toán về công suất lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm của người hoặc thiết bị sinh công, được gọi là công suất hay tốc độ sinh công.

Công suất: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{F.s.\cos \alpha }{t}$

- Đơn vị oát (W): $1W=\frac{1J}{1s}$

Hiệu suất: $H=\frac{{\text{P}}_{ci}}{{\text{P}}_{tp}}\Rightarrow {\text{P}}_{tp}=\frac{{\text{P}}_{ci}}{H}$

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1. Một động cơ điện được thiết kế để kéo một thùng than nặng 400 kg từ dưới mỏ có độ sâu 200 m lên mặt đất trong thời gian 2 phút. Hiệu suất của động cơ là 80%. Công suất toàn phần của động cơ là

A. 8,2 kW.

B. 6,5 kW.

C. 82 kW.

D. 65 kW.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Lực kéo có độ lớn bằng trọng lượng của vật.

Công suất có ích: ${\text{P}}_{ci}=\frac{A}{t}=\frac{F.s}{t}$$=\frac{400.9,8.200}{2.60}=6533,3W$

Hiệu suất: $H=\frac{{\text{P}}_{ci}}{{\text{P}}_{tp}}\Rightarrow {\text{P}}_{tp}=$$\frac{{\text{P}}_{ci}}{H}=\frac{6533,3}{0,8\%}=8166,7W$

Ví dụ 2. Trong mùa sinh sản, cá hồi bơi dọc theo con sông dài 3000 km trong 90 ngày để đến thượng nguồn của con sông. Trong suốt quá trình này, trung bình mỗi con cá hồi phải sinh công 1,7.10⁶ J. Tính công suất trung bình của cá hồi khi bơi.

A. 5,6 N.

B. 56 N.

C. 0,56 N.

D. 560 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Đổi: 90 ngày = 90.86400 = 7776000 s

Công suất trung bình của cá hồi: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{1,{7.10}^6}{7776000}\approx 0,22J$

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1. Trên công trường xây dựng, một người thợ sử dụng động cơ điện để kéo một khối gạch nặng 85 kg lên độ cao 10,7 m trong thời gian 23,2 s. Giả thiết khối gạch chuyển động đều. Tính công suất tối thiểu của động cơ. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 3,842 W.

B. 38,42 W.

C. 3842 W.

D. 384,2 W.

Đáp án đúng là D

Khối gạch chuyển động đều nên lực kéo có độ lớn bằng trọng lượng của khối gạch.

Công suất: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{85.9,8.10,7}{23,2}\approx 384,2W$

Bài 2: Một học sinh nâng tạ có khối lượng 80 kg lên cao 60 cm trong t = 0,8s. Trong trường hợp học sinh đã hoạt động với công suất là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s²

A. 400 W.

B. 500 W.

C. 600 W.

D. 700 W.

Đáp án đúng là: C

Ta có công suất của học sinh: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{F.s}{t}$

Mà $F=mg=80.10=800\left(N\right)$$\Rightarrow \text{P}=\frac{800.0,6}{0,8}=600\left(W\right)$

Bài 3: Một người nặng 60 kg leo lên 1 cầu thang. Trong 10 s người đó leo được 8 m tính theo phương thẳng đứưg. Cho g = 10 m/s². Công suất người đó thực hiện được tính theo Hp (mã lực 1 Hp = 746 W) là:

A. 480 Hp.

B. 2,10 Hp.

C. l,56 Hp.

D. 0,643 Hp.

Đáp án đúng là: D

$\text{P}=\frac{F.s}{t}=\frac{P.h}{t}$$=\frac{\mathrm{60.10.8}}{10}=480W=0,643Hp$

Bài 4: Đơn vị nào không phải đơn vị của công suất:

A. N.m/s.

B. W.

C. J.s.

D. HP.

Đáp án đúng là: C

Công suất có độ lớn được xác định bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian $\text{P}=\frac{A}{t}$

Trong hệ SI, công suất đo bằng oát, kí hiệu là W.

1W = 1J/s = 1N.m/s

Một số đơn vị khác: 1KW = 1000 W; 1MW = 1000 KW; 1HP (mã lực) ≈ 745,7 W

Bài 5: Công suất của một người kéo một thùng nước chuyển động đều khối lượng 15 kg từ giếng sâu 6 m lên trong 20 giây (g = 10 m/s²) là:

A. 90 W.

B. 45 W.

C. 15W.

D. 4,5W.

Đáp án đúng là: B

Công suất của người đó là: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{F.s}{t}=\frac{P.s}{t}$$=\frac{\mathrm{15.10.6}}{20}=45\text{}W$

Bài 6: Một ô tô chạy đều trên đường với vận tốc 72 km/h. Công suất trung bình của động cơ là 60 kW. Công của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường 6 km là:

A. 1,8.10⁶ J.

B. 15.10⁶ J.

C. 1,5.10⁶ J.

D. 18.10⁶ J.

Đáp án đúng là: D

Đổi đơn vị: v = 72 km/h = 20 m/s.

P = 60 kW = 60000 W.

s = 6 km = 6000 m.

Ô tô chạy đều, nên thời gian ô tô chạy hết quãng đường 6 km là: $t=\frac{s}{v}=\frac{6000}{20}=300s$

Công của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường 6 km là:

A = P.t = 60000.300 = 18.10⁶ J.

Bài 7: Một động cơ điện cung cấp công suất 15 kW cho một cần cẩu nâng kiện hàng nặng 1000 kg lên cao 30 m. Lấy g = 10 m/s². Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là:

A. 40 s.

B. 20 s.

C. 30 s.

D. 10 s.

Đáp án đúng là: B

Công mà động cơ thực hiện khi cần cẩu nâng kiện hàng nặng 1000 kg lên cao 30 m:

A = F.s = P.h = m.g.h = 1000.10.30 = 3.10⁵ J

Thời gian tối thiểu để thực hiện công đó với công suất của động cơ 15 kW là:

$t=\frac{A}{\text{P}}=\frac{{3.10}^5}{{15.10}^3}=20s$

Bài 8: Một vật 5,5 kg được đặt trên mặt phẳng ngiêng. Chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 10 m, chiều cao 5 m. Lấy g = 10 m/s². Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có độ lớn là:

A. 220 J.

B. 270 J.

C. 275 J.

D. 260 J.

Đáp án đúng là: C

Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có độ lớn là

$A=P.s.\text{cos}\left(\overrightarrow{\text{P}},\overrightarrow{s}\right)=m.g.s.\frac{h}{s}$$=5,\mathrm{5.10.10.}\frac{5}{10}=275\text{J}$

Bài 9: Hai bạn Nam và Hùng kéo nước từ giếng lên. Nam kéo gàu nước nặng gấp đôi, thời gian kéo gàu nước lên của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian của Nam. So sánh công suất trung bình của Nam và Hùng.

A. Công suất của Nam lớn hơn vì gàu nước của Nam nặng gấp đôi.

B. Công suất của Hùng lớn hơn vì thời gian kéo của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian kéo của Nam.

C. Công suất của Nam và Hùng là như nhau.

D. Không đủ căn cứ để so sánh.

Đáp án đúng là C.

Gọi lực kéo gàu nước lên của Nam và Hùng lần lượt là F₁, F₂.

Thời gian Nam và Hùng kéo gàu nước lên lần lượt là t₁, t₂.

Chiều cao của giếng nước là h.

- Trọng lượng của gàu nước do Nam kéo nặng gấp đôi do Hùng kéo:

P₁ = 2P₂ ⇒ F₁ = 2F₂

- Thời gian kéo gàu nước lên của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian của Nam: $t_2=\frac{t_1}{2}$

- Công mà Nam thực hiện được là: A₁ = F₁.h

- Công mà Hùng thực hiện được là: A₂ = F₂.h = $\frac{F_1}{2h}=\frac{A_1}{2}$

- Công suất của Nam và Hùng lần lượt là: ${\text{P}}_1=\frac{A_1}{t_1}$ ; ${\text{P}}_2=\frac{A_2}{t_2}=\frac{A_1}{2}.\frac{2}{t_1}=\frac{A_1}{t_1}$

⇒ P₁ = P₂⇒ Công suất của Nam và Hùng là như nhau

Bài 10: Cần một công suất bằng bao nhiêu để nâng đều một hòn đá có trọng lượng 50 N lên độ cao 10 m trong thời gian 2 s

A. 2,5 W.

B. 25 W.

C. 250 W.

D. 2,5 kW

Đáp án đúng là: C

Hòn đá chuyển động lên đều nên lực nâng và trọng lực tác dụng lên vật có độ lớn bằng nhau.

Công do máy sinh ra là: A = P.t

Công tối thiểu để nâng vật lên là: $A_F=P.h=50.10=500J$

Ta có A = A_P

Công suất của máy để nâng vật là: $\text{P}=\frac{A_p}{t}=\frac{500}{2}=250W$

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

• Bài toán về công cơ học
• Bài toán mối liên hệ giữa công suất với lực và tốc độ
• Bài toán về động năng đơn giản
• Bài toán mối liên hệ giữa động năng và công của lực
• Bài toán về thế năng đơn giản
• Bài toán mối liên hệ giữa thế năng và công của lực thế

Để học tốt lớp 10 các môn học sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---