Bài 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 trang 57 SBT Vật lí 10

24.1.

24.1. Một người đẩy chiếc hòm khối lượng 150 kg dịch chuyển một đoạn 5 m trên mặt sàn ngang. Hệ số ma sát của mặt sàn là 0,1. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định công tối thiểu mà người này phải thực hiện.

A. 75 J.                  

B. 150 J.                

C. 500 J.                

D. 750 J.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức

\({F_{msn(\max )}} = \mu N\)

\(A = F.S\)

Lời giải chi tiết:

Lực tối thiểu người cần thực hiện để làm dịch chuyển chiếc hòm: \(F = {F_{msn(\max )}} = \mu N = \mu P = \mu mg = 0,1.150.10 = 150N\)

Công tối thiểu mà người này cần thực hiện:\(A = F.S = 150.5 = 750J\)

Chọn đáp án D

24.2.

Một vật trọng lượng 50 N được kéo thẳng đều từ mặt đất lên độ cao 10 m trong khoảng thời gian 1 phút 40 giây. Xác định công suất của lực kéo.

A. 1 W.                  

B. 0,5 W.               

C. 5 W.                  

D. 1 W.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức

\(A = {\rm{W}} = mgh = P.h\)

\(P = \dfrac{A}{t}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có\(A = {\rm{W}} = mgh = P.h = 50.10 = 500J\)

t = 1 phút 40 giây = 100s

Suy ra công suất của lực kéo là \(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{500}}{{100}} = 5W\)

Chọn đáp án C

24.3.

Một ô tô trọng lượng 5000 N, chuyển động thẳng đều trên đoạn đường phẳng ngang dài 3 km. Cho biết hệ số ma sát của mặt đường là 0,08. Tính công thực hiện bởi động cơ ô tô trên đoạn đường này.

A. 1500 kJ.          

B. 1200 kJ.          

C. 1250 kJ.          

D. 880 kJ.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức

\({F_{ms}} = \mu N\)

\(A = F.S\)

Lời giải chi tiết:

Vì ô tô chuyển động thẳng đều nên lực của động cơ ô tô cân bằng với lực ma sát:

\(F = {F_{ms}} = \mu N = \mu P = 0,08.5000 = 400N\)

Lại có \(S = 3km = 3000m\)

Công thực hiện bởi động cơ ô tô trên đoạn đường này là

\(A = F.S = 400.3000 = 1200000J = 1200kJ\)

Chọn đáp án B

24.4.

Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 500 kg lên cao với gia tốc 0,2 m/s² trong khoảng thời gian 5 s. Lấy g = 9,8 m/s². Xác định công và công suất của lực nâng do cần cẩu thực hiện trong khoảng thời gian này. Bỏ qua sức cản của không khí.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức

+ Công: \(A = F.S\)

+ Công suất: \(P = \dfrac{A}{t}\)

+ Quãng đường của vật chuyển động nhanh dần đều: \(S = \dfrac{1}{2}a{t^2}\)

+ Định luật II Niu tơn: \(F = m.a\)

Lời giải chi tiết:

Khi nâng vật lên độ cao h, lực nâng F thực hiện công :

A = Fh

Chọn chiểu chuyển động của vật là chiều dương. Áp dụng định luật II Niu-tơn đối với chuyển động của vật m :

ma = F- P = F- mg

suy ra:  F = m(a + g) = 500(0,2 + 9,8) = 5000 N.

Thay \(h = {{a{t^2}} \over 2} = {{0,{{2.5}^2}} \over 2} = 2,5(m)\) , ta tìm đươc :

Công của lực nâng : A = 5000.2,5 = 12500 J.

Công suất của lực nâng :  \(P = {A \over t} = {{12500} \over 5} = 2500(W)\)