Sách bài tập Vật Lí 10 Bài 24 (Kết nối tri thức): Công suất

Giải SBT Vật Lí lớp 10 Bài 24: Công suất

Câu hỏi 24.1 trang 45 SBT Vật lí 10: Gọi A là công mà một lực đã sinh ra trong thời gian t để vật đi được quãng đường s. Công suất là

A. $\text{P}=\frac{A}{t}$ .            

B. $\text{P}=\frac{t}{A}$ .

C. $\text{P}=\frac{A}{s}$ .

D. $\text{P}=\frac{s}{A}$ .

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Công suất: $\text{P}=\frac{A}{t}$ .

Câu hỏi 24.2 trang 45 SBT Vật lí 10: 1 W bằng

A. 1 J.s.

B. 1 J/s.

C. 10 J.s.

D. 10 J/s.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Vì  $\text{P}=\frac{A}{t}\iff 1W=\frac{1}{J}$

Câu hỏi 24.3 trang 45 SBT Vật lí 10: Một lực tác dụng vào một vật nhưng vật đó không chuyển động. Điều này có nghĩa là

A. lực đã sinh công.

B. lực không sinh công.

C. lực đã sinh công suất.

D. lực không sinh công suất.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Lực tác dụng vào vật nhưng vật đó không chuyển động, nên lực trong trường hợp này không sinh công.

Câu hỏi 24.4 trang 46 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Lực kéo có độ lớn bằng trọng lượng của vật.

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

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

Câu hỏi 24.5 trang 46 SBT Vật lí 10: Một bóng đèn sợi đốt có công suất 100 W tiêu thụ năng lượng 1000 J, thời gian thắp sáng bóng đèn là:

A. 1 s.         

B. 10 s.       

C. 100 s.     

D. 1000 s.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Thời gian thắp sáng bóng đèn: $t=\frac{A}{\text{P}}=\frac{1000}{100}=10s$ .

Câu hỏi 24.6 trang 46 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

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

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

Câu hỏi 24.7 trang 46 SBT Vật lí 10: Tính công suất của động cơ máy bay biết rằng nó đang bay với tốc độ 250 m/s và động cơ sinh ra lực kéo 2.10⁶ N để duy trì tốc độ này của máy bay.

Lời giải:

Công suất động cơ: P  = F . v = 2. 10⁶ . 250 = 5 . 10⁸ W

Câu hỏi 24.8 trang 46 SBT Vật lí 10: Kỉ lục trong leo cầu thang được xác lập vào ngày 4/2/2003. Theo đó một vận động viên đã leo 86 tầng với 1576 bậc cầu thang trong 9 phút 33 giây. Mỗi bậc cầu thang cao 20 cm và vận động viên nặng 70 kg. Tính công suất trung bình của vận động viên này.

Lời giải:

Chiều cao của 86 tầng:

h = 1576.0,2 = 315,2 m

Công suất trung bình của vận động viên: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{\mathrm{70.9,8.315,2}}{9.60+33}\approx \mathrm{377,4}W$

Câu hỏi 24.9 trang 46 SBT Vật lí 10: 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.

a. Tính công suất trung bình của cá hồi.

b. Tính lực trung bình của cá hồi khi bơi.

Lời giải:

a. 90 ngày = 90.86400 = 7776000 s

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

b. Tốc độ trung bình của cá hồi: $v=\frac{s}{t}=\frac{3000000}{7776000}\approx \mathrm{0,39}m/s$

Lực trung bình của cá hồi khi bơi: $F=\frac{\text{P}}{v}=\frac{\mathrm{0,22}}{\mathrm{0,39}}\approx \mathrm{0,56}N$

Câu hỏi 24.10 trang 46 SBT Vật lí 10: Động cơ của máy bay Airbus A320 có công suất 384 HP. Để cất cánh tốt nhất, máy bay cần đạt tốc độ 308 km/h. Khi bay ở độ cao ổn định, tốc độ trung bình của máy bay là 1005 km/h và để tiết kiệm nhiên liệu thì tốc độ trung bình là 968 km/h. Tính lực kéo máy bay trong từng trường hợp trên.

Biết 1 HP ≈ 746 W.

Lời giải:

Công suất: P = 384.746 = 286464 W

Lực kéo của động cơ máy bay trong từng trường hợp:

– Ở tốc độ v₁ = 308 km/h ≈ 85,6 m/s: $F_1=\frac{\text{P}}{v_1}=\frac{286464}{\mathrm{85,6}}\approx \mathrm{3346,5}N$

– Ở tốc độ v₂ = 1005 km/h ≈ 279,2m/s: $F_2=\frac{\text{P}}{v_2}=\frac{286464}{\mathrm{279,2}}\approx 1026N$

– Ở tốc độ v₃ = 968 km/h ≈ 268,9 m/s: $F_3=\frac{\text{P}}{v_3}=\frac{286464}{\mathrm{268,9}}\approx \mathrm{1065,3}N$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật lí 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 23: Năng lượng. Công cơ học

Bài 24: Công suất

Bài 25: Động năng, thế năng

Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Bài 27: Hiệu suất

Lý thuyết Công suất

I. Khái niệm công suất

Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm của người hoặc thiết bị sinh công.

II. Công thức tính công suất

Nếu trong thời gian t, công thực hiện được là A thì tốc độ sinh công, tức công suất là

$\text{P}=\frac{\mathrm{A}}{\mathrm{t}}$

Nếu A tính bằng jun (J); t tính bằng giây, thì $\text{P}$ tính bằng Oát (W)

$1\mathrm{W}=\frac{1\mathrm{J}}{1\mathrm{s}}$

Các bội của Oát (W) là

1 kilôoát $=1\mathrm{kW}={10}^3\mathrm{W}$

1 mêgaoát $=1\mathrm{MW}={10}^6\mathrm{W}$

III. Liên hệ giữa công suất với lực và tốc độ

– Khi vật chuyển động cùng hướng với lực và lực không đổi thì công suất trung bình của lực làm vật chuyển động là

$\text{P}=\frac{\mathrm{A}}{\mathrm{t}}=\frac{\mathrm{F}.\mathrm{s}}{\mathrm{t}}=\mathrm{F}.\mathrm{v}$

– Công suất tức thời của lực làm vật chuyển động với vận tốc tức thời ${\mathrm{\upsilon }}_{\text{t}}$

${\text{P}}_{\mathrm{t}}=\mathrm{F}.{\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}$

Bài tập ví dụ

Một người kéo thùng nước 15 kg từ giếng sâu 8 m lên trong 10 s. Hãy tính công suất của người kéo. Biết thùng nước chuyển động đều và lấy $\mathrm{g}=10\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$

Hướng dẫn

Vì vật chuyển động thẳng đều nên tốc độ của vật là

$\mathrm{\upsilon }=\frac{\mathrm{s}}{\mathrm{t}}=\frac{8}{10}=0,8\mathrm{m}/\mathrm{s}$

Lực kéo vật lên bằng trọng lượng của vật:

$\mathrm{F}=\mathrm{P}=\mathrm{mg}=15.10=150\mathrm{N}$

Công suất của người kéo bằng

$\text{P}=\mathrm{F}.\mathrm{v}=150.0,8=120\mathrm{W}$