Ngày soạn 12/01/2023
TIẾT 5-8. NĂNG LƯỢNG – CÔNG SUẤT CƠ HỌC
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về năng lượng, công cơ học.
2. Mức độ cần đạt:
- Thông hiểu, nhận biết, vận dụng thấp, vận dụng cao.
II. NỘI DUNG KIẾN THỨC:
1. Kiến thức trọng tâm:
I. Năng lượng
- Mọi hiện tượng xảy ra trong tự nhiên đều cần có năng
lượng dưới các dạng khác nhau: cơ năng, hóa năng, nhiệt
năng, điện năng, năng lượng ánh sáng, năng lượng âm
thanh…
- Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng
khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
- Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ
chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật
này sang vật khác.
Sơ đồ thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
Thí nghiệm cho thấy cơ năng của vật giảm đi bao nhiêu thi
nhiệt năng của nước tăng lên bấy nhiêu. Điều đó chứng tỏ,
trong quá trinh truyền năng lượng từ vật này sang vật khác,
chuyển hóa năng lượng từ dạng này dạng khác, năng lượng ln được bảo tồn.
II. Cơng cơ học
1. Thực hiện cơng
- Năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác. Việc truyền năng lượng
cho vật bằng cách tác dụng lực lên vật làm thay đổi trạng thái chuyển động
được gọi là thực hiện công cơ học (gọi tắt là thực hiện công).
Ví dụ 1: Khi ta đẩy cuốn sách, ta thực hiện cơng làm nó chuyển từ trạng thái
đứng yên sang trạng thái chuyển động nhanh dần. Động năng của sách tăng
là do sách nhận được năng lượng từ tay ta truyền sang.
Ví dụ 2: Gió là các l̀ng không khí di chuyển. Khi gặp các máy phát điện gió,
đợng năng gió thực hiện cơng làm cánh quạt quay.
2. Công thức tính công
a. Khi lực không đổi và cùng hướng với chuyển động
Khi lực cùng hướng với chuyển động thi đợ dịch chuyển →d có đợ lớn bằng
quãng đường đi được s, nên công thức tính công là
A = F.d
1
b. Khi lực không đổi và không cùng phương với chủn đợng
A =F.s.cosα
Tùy tḥc vào góc αα mà cơng của lực có thể xảy ra các trường hợp sau:
+ 0 ≤α<90o: Thành phần Fs của →F lên phương chuyển động cùng chiều
với chiều chuyển động. Công của lực được gọi là công phát động (A > 0)
+ α=90o: lực vuông góc với phương chuyển đợng, khi đó lực khơng sinh công (A = 0)(A = 0)
+ 90o<α≤180o: Thành phần Fs của →F lên phương chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động, lực
làm cản trở chuyển động của vật. Công của lực được gọi là công cản (A < 0)
2. Vận dụng kiến thức:
Câu 1: Đại lượng nào sau đây khơng phải là mợt dạng năng lượng?
A. Cơ năng.
B. Hố năng.
C. Nhiệt năng.
D. Nhiệt lượng.
Bài giải:
Đáp án D
Nhiệt lượng không phải là một dạng năng lượng.
Câu 2: Khi hạt mưa rơi, thế năng của nó chuyển hố thành
A. nhiệt năng.
B. đợng năng.
C. hố năng.
D. quang năng.
Bài giải:
Đáp án B
Khi hạt mưa rơi, thế năng của nó chuyển hóa thành đợng năng.
Câu 3: Năng lượng phát ra từ Mặt Trời có ng̀n gốc là
A. năng lượng hố học.
B. năng lượng nhiệt. C. năng lượng hạt nhân.
D. quang năng.
Bài giải:
Đáp án C
Năng lượng phát ra từ Mặt Trời có ng̀n gốc là: năng lượng hạt nhân.
Bên trong lòng Mặt Trời xảy ra các phản ứng hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch), các phản ứng hạt nhân này
tỏa ra năng lượng rất lớn.
Câu 4: Trong hệ đơn vị SI, công được đo bằng
A. cal.
B. W.
C. J.
D. W/s.
Bài giải:
Đáp án C
Công được đo bằng đơn vị là J.
Câu 5: Khi kéo một vật trượt lên trên một mặt phăng nghiêng, lực tác dụng vào vật nhưng không sinh
công là
2
A. trọng lực.
B. phản lực.
C. lực ma sát.
D. lực kéo.
Bài giải:
Đáp án B
Công thức tính công: A = Fscosα
Mà α=(N⃗,s⃗ )=90o => AN = 0.
Câu 6: Mợt lực F⃗ có độ lớn không đổi tác dụng vào một vật đang chuyển động với vận tốc v theo các
phương khác nhau như Hinh 23.1.
Độ lớn của công do lực F thực hiện xếp theo thứ tự tăng dần là
A. (a, b, c).
B. (a, c, b).
C. (b, a, c).
D. (c, a, b).
Bài giải:
Đáp án D
Công thức tính công: A = F.s.cosα
Hinh a: A = F.s.cosα (0 < cosα < 1)
Hinh b: A = F.s (cosα = 1)
Hinh c: A = 0 (cosα = 0)
Câu 7: Một vật đang chuyển động dọc theo chiều dương của trục Ox thi bị tác dụng bởi hai lực có đợ lớn
là F1, F2 và cùng phương chuyển động. Kết quả là vận tốc của vật tăng lên theo chiều Ox. Phát biểu nào
sau đây đúng?
A. F1 sinh công dương, F2 không sinh công.
B. F1 không sinh công. F2 sinh công dương.
C. Cả hai lực đều sinh công dương.
D. Cả hai lực đều sinh công âm.
Bài giải:
Đáp án C
Ta có: vận tốc của vật tăng lên theo chiều Ox => vật chuyển động nhanh dần. Gia tốc cùng chiều dương,
khi đó lực tác dụng cùng chiều dương.
=> Cả hai lực phải sinh công dương
Câu 8: Lực nào sau đây khơng thực hiện cơng khi nó tác dụng vào vật đang chuyển động?
A. Trọng lực.
B. Lực ma sát.
C. Lực hướng tâm. D. Lực hấp dẫn.
Bài giải:
Đáp án C
Khi vật chuyển đợng trịn đều, lực hướng tâm có hướng vào tâm quỹ đạo và có phương vng góc với
vectơ vận tốc tại mỗi điểm trên quỹ đạo.
Vậy lực hướng tâm trong trường hợp này không thực hiện công.
Câu 9: Mỗi tế bào cơ trong cơ thể người có thể coi như một động cơ siêu nhỏ, khi con người hoạt đợng, tế
bào cơ sử dụng năng lượng hố học để thực hiện công. Trong mỗi nhịp hoạt động, tế bào cơ có thể sinh
mợt lực 1,5.10−12 N để dịch chuyển 8 nm. Tính công mà tế bào cơ sinh ra trong mỗi nhịp hoạt động.
Bài giải:
Đổi 8 nm = 8.10−9 m
Công mà tế bào cơ sinh ra trong mỗi nhịp hoạt động là:
A = F.s = 1,5.10−12.8.10−9 = 1,2.−20 J.
Câu 10: Một em bé mới sinh nặng 3 kg được một y tá bê ở độ cao 1,2 m so với mặt sàn và đi dọc theo
hành lang dài 12 m của bệnh viện. Tính công mà trọng lực tác dụng vào em bé đã thực hiện.
Bài giải:
Công thức tính công:
AP = P.s.cosα = m.g.s.cosα = 3.10.12.cos90o = 0 N.
3
Vậy công mà trọng lực tác dụng vào em bé đã thực hiện là 0 N.
Câu 11: Mợt vật có khối lượng m = 2 kg đang đứng yên thi bị tác dụng bởi lực F và nó bắt đầu chuyển
động thẳng. Độ lớn của lực F và quãng đường s mà vật đi được được biểu diễn trên đồ thị Hinh 23.2.
a) Tính công của lực.
b) Tim vận tốc của vật tại vị trí ứng với điểm cuối của đồ thị.
Bài giải:
a) Công của lực F trong cả quãng đường bằng diện tích giới hạn bởi đồ thị (F, s) trên hinh.
Diện tích hinh thang OABC là: SOABC = (AB+OC).A52=(15+7).82 = 88
=> Công của lực A = 88 J.
b) Vi ban đầu vật đứng yên nên động năng của vật bằng công của lực tác dụng lên vật.
A = Wđ = 12mv2 => 88 = 12.2.v2
=> v = 9,38 m/s.
Câu 12: Mợt người ngời trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ
đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số ma sát giữa xe và mặt tuyết là 0,11. Gia tốc trọng
trường là 9,8 m/s2.
a) Tính độ lớn lực ma sát giữa xe và mặt tuyết khi xe trượt đến chân đồi.
b) Đến chân đồi, xe cịn trượt được mợt đoạn trên đường nằm ngang thi dừng lại. Tính công của lực ma sát
trên đoạn đường này.
Bài giải:
a) Từ hinh vẽ ta có sinα=50100⇒α30o
Hợp lực tác dụng lên xe trượt tuyết: P⃗ +N⃗ +Fms→=ma⃗
Chiếu lên phương vng góc với AB ta có: N = Pcosα
=> Fms = μN = μmgcosα = 0,11.75.9,8.cos30o = 70 N.
4
b) Công của lực ma sát khi trượt trên đoạn AB là:
Ams = -Fms.s = -70.100 = -7 000 J.
Chọn mốc thế năng ở chân đồi (mặt phẳng ngang đi qua B - BC)
Cơ năng tại A là: WA = mgh = 75.9,8.50 = 36 750 J.
Cơ năng tại B là: WB.
Vi có ma sát trên đoạn AB nên:
WB = WA + Ams = 36750 + (-7000) = 29750 J.
Đến chân đồi, xe trượt một đoạn trên đường nằm ngang rời dừng lại tại C.
=> WC = 0
Vi có ma sát trên đoạn BC nên:
WC = WB + A'ms => A'ms = -WB = -29750 J.
Câu 13: Một người y tá đẩy bệnh nhân nặng 87 kg trên chiếc
xe băng ca nặng 18 kg làm cho bệnh nhân và xe băng ca chuyển
động thẳng trên mặt sàn nằm ngang với gia tốc không đổi là
0,55 m/s2 (Hinh 23.3). Bỏ qua ma sát giữa bánh xe và mặt sàn.
a) Tính công mà y tá đã thực hiện khi bệnh nhân và xe băng ca
chuyển động được 1,9m.
b) Sau quãng đường dài bao nhiêu thi y tá sẽ tiêu hao một công
là 140 J?
Bài giải:
a) Y tá phải đẩy cả bệnh nhân và xe băng ca nên độ lớn lực đẩy
của y tá là:
F = ma = (87 + 18).0,55 = 57,75 N.
Công mà y tác thực hiện là: A = F.s = 57,75.1,9 = 109,7 J.
b) Khi y tá tiêu hao một công là 140 J, thi xe băng ca chuyển động được quãng đường là:
s' = A′F=14057,75 = 2,4 m.
3. Vận dụng:
Câu 1: Trong hệ đơn vị SI, công được đo bằng:
A. cal.
B. W.
C. J.
D. W/s.
Câu 2: Khi đun nước bằng ấm điện thi có những quá trinh chuyển hóa năng lượng chính nào xảy ra?
A. Điện năng chuyển hóa thành đợng năng.
B. Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
C. Nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng.
D. Nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng.
Câu 3: Năng lượng phát ra từ Mặt Trời có ng̀n gốc là:
A. năng lượng hóa học.
B. năng lượng nhiệt.
C. năng lượng hạt nhân.
D. quang năng.
Câu 4: Khi một vật trượt xuống trên một mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng ngang mợt góc α. Cơng
do lực ma sát thực hiện trên chiều dài s của mặt phẳng nghiêng là
A. AFms=μ.m.g.sinα
B. AFms=−μ.m.g.cosα
C. AFms=μ.m.g.sinα.s
D. AFms=−μ.m.g.cosα.s
Câu 5: Lực nào sau đây khơng thực hiện cơng khi nó tác dụng vào vật đang chuyển động?
A. Trọng lực.
B. Lực ma sát.
C. Lực hướng tâm.
D. Lực hấp dẫn.
Câu 6: Đại lượng nào sau đây không phải là một dạng năng lượng?
A. Cơ năng.
B. Hóa năng.
C. Nhiệt năng.
D. Nhiệt lượng.
Câu 7: Mợt người nhấc mợt vật có m = 2 kg lên đợ cao 2 m rồi mang vật đi ngang được một độ dịch
chuyển 10 m. Công tổng cộng mà người đã thực hiện là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2.
A. 40 J.
B. 2400 J.
C. 120 J.
D. 1200 J.
Câu 8: Chọn câu sai.
A. Cơng của trọng lượng có thể có giá trị dương hay âm.
B. Công của trọng lực không phụ thuộc dạng đường đi của vật.
C. Công của lực ma sát phụ thuộc vào dạng đường đi của vật chịu lực.
D. Công của lực đàn hồi phụ thuộc dạng đường đi của vật chịu lực.
5
Câu 9: Một vật đang chuyển động dọc theo chiều dương của trục Ox thi bị tác dụng bởi hai lực có đợ lớn
là F1, F2 và cùng phương chuyển động. Kết quả là vận tốc của vật tăng lên theo chiều Ox. Phát biểu nào
sau đây đúng?
A. F1 sinh công dương, F2 không sinh công.
B. F1 không sinh công, F2 sinh công dương.
C. Cả hai lực đều sinh công dương.
D. Cả hai lực đều sinh công âm.
Câu 10: Cho mợt vật có khối lượng 8 kg rơi tự do. Tính công của trọng lực trong giây thứ tư. Lấy g = 10
m/s2.
A. 3800 (J).
B. 2800 (J).
C. 4800 (J).
D. 6800 (J).
Câu 11: Năng lượng có tính chất nào sau đây?
A. Là mợt đại lượng vơ hướng.
B. Có thể tờn tại ở những dạng khác nhau.
C. Có thể truyền từ vật này sang vật khác, hoặc chuyển hóa qua lại giữa các dạng khác nhau và giữa các
hệ, các thành phần của hệ.
D. Các đáp án trên đều đúng.
Câu 12: Khi kéo một vật trượt lên trên một mặt phẳng nghiêng, lực tác dụng vào vật nhưng không sinh
công là
A. trọng lực.
B. phản lực.
C. lực ma sát.
D. lực kéo.
Câu 13: Một bạn học sinh có khối lượng 50 kg đi lên một câu
thang gồm 20 bậc cao 15 cm, dài 20 cm. Tính công tối thiểu mà
bạn ấy phải thực hiện. Coi lực mà học sinh tác dụng lên mỗi bậc
thang là không đổi trong quá trinh di chuyển. Lấy gia tốc trọng
trường là g = 10 m/s2.
A. 1500 J
B. 2000 J
C. 2500 J
D. 3000 J
Câu 14: Người ta kéo một cái thùng nặng 30 kg trượt trên sàn
nhà nằm ngang bằng mợt dây hợp với phương nằm ngang mợt
góc 45o, lực tác dụng lên dây là 150 N. Tính công của lực đó khi thùng trượt được 10 m.
A. 1060 J.
B. 10,65 J.
C. 1000 J.
D. 1500 J.
Câu 15: Một lực F có đợ lớn khơng đởi tác dụng vào mợt vật đang chuyển động với vận tốc v theo các
phương khác nhau như hinh vẽ
Độ lớn của công do lực F thực hiện xếp theo thứ tự tăng dần là
A. (a, b, c).
B. (a, c, b).
C. (b, a, c).
D. (c, a, b).
Câu 16: Đáp án nào sau đây là đúng.
A. Lực là đại lượng vectơ nên công cũng là đại lượng vectơ.
B. Trong chuyển đợng trịn, lực hướng tâm thực hiện cơng vi có cả hai yếu tố: lực và độ dời của vật.
C. Công của lực là đại lượng vơ hướng và có giá trị đại số.
D. Mợt vật chuyển động thẳng đều, công của hợp lực là khác khơng vi có đợ dời của vật.
Câu 17: Khi hạt mưa rơi, thế năng của nó chuyển hóa thành
A. Nhiệt năng.
B. Động năng.
C. Hóa năng.
D. Quang năng.
Câu 18: Mợt vật khối lượng 2 kg bị hất đi với vận tốc ban đầu có đợ lớn bằng 4 m/s để trượt trên mặt
phẳng nằm ngang. Sau khi trượt được 0,8 m thi vật dừng lại. Công của lực ma sát đã thực hiện bằng:
A. 16 J.
B. -16 J.
C. -8 J.
D. 8 J.
Câu 19: Một thang máy khối lượng m = 600 kg chuyển động thẳng đứng lên cao 10 m. Tính công của
động cơ để kéo thang máy lên khi thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 1 m/s2. Lấy g = 10
m/s2. Chọn chiều dương hướng lên trên.
A. 6,6.104(J)
B. 66.104(J)
C. 75.104(J)
D. 7,5.104(J)
6
Câu 20: Một con ngựa kéo một chiếc xe đi với vận tốc 14,4 km/h trên đường nằm ngang. Biết lực kéo có
đợ lớn F = 500 N và hợp với phương nằm ngang góc θ=30o. Tính cơng của con ngựa trong 30 phút. Coi
xe chuyển động thẳng và không đổi chiều chuyển động
A. 3117691,454 (J)
B. 3117,6.105 (J)
C. 301.105 (J)
D. 301,65.105 (J)
Câu 21: Mợt vật có khối lượng 2 kg rơi tự do từ độ cao 10 m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản không khí.
Lấy g = 9,8 m/s2. Trong thời gian 1,2 s kể từ lúc bắt đầu thả vật, trọng lực thực hiện một công bằng?
A. 196 J.
B. 138,3 J.
C. 69,15 J.
D. 34,75J.
Đã duyệt
Ngày 15/01/2023
Tổ phó chun mơn
Nguyễn Văn Ngọc
7