Cách giải bài tập về Công suất (cực hay)

Bài viết Cách giải bài tập về Công suất với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về Công suất.

Cách giải bài tập về Công suất (cực hay)

A. Phương pháp giải

Học sinh cần nắm kiến thức về công cơ học, hiệu suất, công suất

1. Công thức tính công cơ học

- Công thức: A = F.s ( khi vật chuyển dời theo hướng của lực)

Trong đó A: công của lực F

   F: lực tác dụng vào vật (N)

   s: quãng đường vật dịch chuyển (m)

- Đơn vị công là Jun (kí hiệu là J): 1J = 1 N.m.

2. Công suất:

- Để biết người nào hay máy nào làm việc khoẻ hơn ( thực hiện công nhanh hơn) người ta so sánh công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.

- Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là công suất.

Công thức tính công suất:

   

Trong đó:

   A: công thực hiện (J)

   T: khoảng thời gian thực hiện công A (s)

3. Đơn vị công suất:

- Nếu công A được tính là 1J, thời gian t được tính là 1s, thì công suất được tính là:

   

- Đợn vị công suất J/s được gọi là oát (kí hiệu: W)

   1W = 1J/s

   1kW = 1000W

   1MW = 1000 kW = 1000000W

- Chú ý: Ngoài ra đơn vị công suất còn được tính: Mã lực (sức ngựa) ký hiệu là CV (Pháp), HP (Anh)

   1CV = 736 W

   1HP = 746 W

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một động cơ thực hiện được một công A trong khoảng thời gian t. Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là:

A. Công toàn phần

B. Công có ích

C. Công hao phí

D. Công suất

Lời giải:

Đáp án: D

Công của máy thực hiện trong một đơn vị thời gian gọi là công suất

Ví dụ 2: Một máy cơ trong 1h sản sinh ra một công là 330kJ, vậy công suất của máy cơ đó là:

A. P = 92,5W      B. P = 91,7W

C. P = 90,2W      D. P = 97,5W

Lời giải:

Đáp án: B

- Đổi:

   A = 333kJ = 333000J.

   1h =3600s.

- Theo công thức tính công suất của máy cơ:

   

Ví dụ 3: Một máy động cơ có công suất P = 75W, hoạt động trong t = 2h thì tổng công của máy cơ sinh ra là:

A. 550 kJ      B. 530 kJ

C. 540 kJ      D. 560 kJ

Lời giải:

Đáp án: C

- Áp dụng công thức tính công suất:

   

- Công động cơ sinh ra trong 2 giờ là:

   A = P.t = 75. 7200 = 540000 (W) = 540 (kW)

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Một máy cơ có công suất P = 160W, máy đã sinh ra công A= 720kJ. Vậy thời gian máy đã hoạt động là:

A. 1 giờ

B. 1 giờ 5 phút

C. 1 giờ 10 phút

D. 1 giờ 15 phút

Lời giải:

Đáp án: D

- Đổi 720kJ = 720000J

- Áp dụng công thức tính công suất:

   

- Thời gian hoạt động của máy cơ là:

   

   = 1 giờ 15 phút.

Câu 2: Người ta cần một động cơ sinh ra một công 360kJ trong 1 giờ 20 phút. Động cơ người ta cần lựa chọn có suất:

A. P = 75 W      B. P = 80W

C. P = 360W      D. P = 400W

Lời giải:

Đáp án: A

- Công sinh ra là 360kJ = 360000J

- Thời gian hoạt động 1 giờ 20phút = 4800s.

- Công suất của máy cần dùng:

   

Câu 3: Một máy bơm lớn dùng để bơm nước trong một ao, một giờ nó bơm được 1000m³ nước lên cao 2m. Biết trọng lượng riêng của nước là 10N/dm³. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³. Công suất của máy bơm là:

A. 5kW      B. 5200,2W

C. 5555,6W      D. 5650W

Lời giải:

Đáp án: C

- Đổi 1 giờ = 3600 giây

- Trọng lượng của nước được bơm lên là:

   P = d.V = 10000.1000 = 10⁷ (N)

- Chiều cao nước được bơm lên h = 2m.

- Công do máy bơm sinh ra là:

   A = P.h = 10⁷. 2 = 2.107 (J)

- Công suất của máy bơm:

   

Câu 4: Người ta sử dụng một cần cẩu có công suất là 10kW để kéo một vật có khối lượng 1000kg lên cao 10m. Biết hiệu suất của cần cẩu là 80%. Vậy cẩu cần bao nhiêu thời gian để kéo vật lên?

A. t = 2,5s      B. t = 3s

C. t = 2s      D. t = 3,5s

Lời giải:

Đáp án: A

- Trọng lượng của vật là:

   P = 10.m = 10.1000 = 10000 (N)

- Chiều cao h=2m, công suất máy P = 10kW, hiệu suất H = 80%.

- Công có ích để nâng vật lên cao 10m là:

   A_i = P.h = 10000.2 = 20000 (J) = 20 (kJ)

- Công toàn phần để nâng vật lên cao 10m là:

   A = A_i : H = 20 : 0,8 = 25 (kJ)

- Thời gian hoạt động của cần cẩu là:

   

Câu 5: Một ô tô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 45km/h. Biết lực cản của không khí và ma sát tác dụng lên ô tô là 200N. Công suất của động cơ ô tô lúc này là:

A. P = 2kW      B. P = 2,5kW

C. P = 4,5kW      D. P = 5kW

Lời giải:

- Ô tô đi trên đường với vận tốc 45km/h = 12,5m/s.

   ⇒ Trong thời gian 1 giây ô tô đi được 12,5m.

- Do đang chuyển động đều nên lực cản của không khí và ma sát bằng lực kéo do động cơ sinh ra:

   ⇒ F_kéo = F_cản = 200N.

- Công của động cơ sinh ra khi ô tô di chuyển 12,5m là:

   A = F.s = 200.12,5 = 2500 (J)

- Đây là công động cơ ô tô sinh ra trong thời gian 1 giây

   ⇒ là công suất của động cơ ô tô.

Câu 6: Một đoàn tàu chuyển động thẳng đều trên đường ray với vận tốc V = 36km/h. Công suất của đầu máy là 50kW. Tính lực cản của ma sát và không khí F_c tác dụng lên đoàn tàu?

Lời giải:

- Đổi:

   36km/h = 10m/s.

   50kW = 50000W

- Đoàn tàu chuyển động thẳng đều trên đường ray nên các lực tác dụng vào đoàn tàu cân bằng nhau:

   ⇒ Lực kéo bằng lực cản của ma sát và không khí: F_k = F_c .

- Lực do đầu máy sinh ra trong 1 giây là:

   A = P.t = 50000.1 = 50000 (J)

- Trong 1 giây đoàn tàu đi được 10m. Lực kéo của đầu máy là:

   

- Suy ra lực cản của ma sát và không khí Fc tác dụng lên đoàn tàu là: 5000N.

Đáp số: 5000N

Câu 7: Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng khối lượng 2500kg lên độ cao 12m. Thời gian cần thiết để nâng vật lên đến độ cao 12m là 2 phút. Tính công suất của cần cẩu? Bỏ qua ma sát và các hao phí khác

Lời giải:

- Đổi: 2 phút = 120 giây

- Trọng lượng của thùng hàng là :

   P = 10.m = 10.2500 = 25000 (N)

- Công thực hiện được khi nâng thùng hàng lên độ cao 12m là:

   A = F.s = 25000.12 = 300000 (J ) = 300 (kJ)

- Công suất của cần cẩu là:

   

Đáp số: 2,5kW

Câu 8: Trong thời gian 25 giây, một người công nhân dùng ròng rọc động để nâng một vật lên cao 7m với lực kéo ở đầu dây tự do là 160N. Hỏi người công nhân đó đã thực hiện một công suất bằng bao nhiêu?

Lời giải:

- Kéo một vật nặng lên cao nhờ ròng rọc động thì được lợi hai lần về lực nhưng lại thiệt hai lần về đường đi.

- Vật được nâng lên cao 7m thì đầu dây tự do phải kéo đi một đoạn bằng 14m.

- Công do người công nhân thực hiện được là:

   A = F.s = 160.14 = 2240 (J)

- Công suất của người công nhân đó là:

   

Đáp số: 89,6W

Câu 9: Một người công nhân sử dụng hệ thống như hình vẽ để kéo vật lên cao.Biết vật có khối lượng 80kg. Biết độ cao nâng vật lên là 5m .

- Tính:

a) Lực kéo dây của người công nhân? Tính công thực hiện và quãng đường dịch chuyển của dây kéo?

b) Thời gian kéo vật lên là 1 phút. Tính công suất của người công nhân.

Lời giải:

a) Trọng lượng của vật:

   P = 10.m = 10.80 = 800 (N)

- Hệ thống gồm một ròng rọc động nên cho ta lợi 2 lần về lực.

- Lực kéo dây của người cộng nhân là:

   

- Hệ thống gồm một ròng rọc động nên ta bị thiệt 2 lần về đường đi. Quãng đường dịch chuyển của dây kéo là:

   l = 2h =2.5 = 10 (m)

- Công thực hiện của người công nhân :

   A = P.h = 800.5 = 4000 (J)

b) Công suất của người công nhân :

   

Đáp số: 400N; 4000J; 66,7W

Câu 10: Một đập thủy điện đang chứa đầy nước. Vách ngăn của đập cao 25m, người ta xả qua vách ngăn xuống dưới. Biết rằng lưu lượng dòng nước là 120m³/phút, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³. Tính công suất của dòng nước.

Lời giải:

- Khối lượng nước chảy trong 1 phút là:

120.1000 = 120000 (kg)

- Trọng lượng của dòng nước chảy trong 1 phút là:

P = 10.120000=1200000 (N)

- Công của dòng nước chảy trong 1 phút là:

A = P.h = 1200000.25 = 30000000 (J) = 30000 (KJ)

- Công suất của dòng nước:

   

Đáp số: 500kW

D. Bài tập bổ sung

Bài 1: Con ngựa kéo xe chuyển động đều với vận tốc 9 km/h. Lực kéo là 200 N. Tính công suất của con ngựa?

Bài 2: Người ta cần một động cơ sinh ra một công 360 kJ trong 1 giờ 20 phút. Động cơ người ta cần lựa chọn có suất:

A. P = 75 W

B. P = 80W

C. P = 360W

D. P = 400 W

Bài 3. Một máy cơ trong 1,5h sản sinh ra một công là 330 kJ. Tính công suất của máy cơ.

Bài 4: Một máy bơm lớn dùng để bơm nước trong một ao, một giờ nó bơm được 1000m³ nước lên cao 2 m. Biết trọng lượng riêng của nước là 10 N/dm³. Biết trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m³. Công suất của máy bơm là bao nhiêu?

Bài 5: Người ta sử dụng một cần cẩu có công suất là 10 kW để kéo một vật có khối lượng 1000 kg lên cao 10 m. Biết hiệu suất của cần cẩu là 80%. Vậy cẩu cần bao nhiêu thời gian để kéo vật lên?

Bài 6: Công suất của một người đi bộ là bao nhiêu nếu trong 1 giờ 30 phút người đó bước đi 750 bước, mỗi bước cần 1 công 45 J?

Bài 7: Một người kéo đều một vật từ giếng sâu 8 m trong 30 giây. Người ấy phải dùng một lực F = 180 N. Công và công suất của người kéo là bao nhiêu?

Bài 8: 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.

Bài 9: Một đầu máy xe lửa kéo một đoàn tàu chuyển động đều với vận tốc 54km/h.Biết lực kéo của đầu máy là 5.10 N. Tính:

a.Công suất của đầu máy đó?

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

Bài 10. Khi đưa một vật lên sàn xe ô tô cao 1,8 m bằng một tấm ván dài 5 m, người ta phải thực hiện một công là 2,4 kJ trong thời gian 15 giây. Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 75%. Tính công suất của người đó.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 8 cực hay, có lời giải chi tiết khác:

• Dạng 19: Cách giải bài tập về Hai lực cân bằng, lực quán tính (cực hay)
• Dạng 20: Cách giải bài tập chuyển động đều, chuyển động không đều (cực hay)
• Dạng 21: Cách giải bài tập về Lực ma sát (cực hay)
• Dạng 22: Cách giải bài tập về Cơ năng, Thế năng, Động năng (cực hay)
• Dạng 23: Cách giải bài tập Cách biểu diễn lực (cực hay)

Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 8 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 8
• Giải sách bài tập Vật lí 8
• Giải VBT Vật Lí 8
• Top 36 Đề thi Vật Lí 8 có đáp án

---