Trắc nghiệm Bài 16. Công suất - Hiệu suất - Vật Lí 10 Chân trời sáng tạoĐề bài
Câu 1 :
Một động cơ điện cung cấp công suất $15 kW$ cho một cần cẩu nâng $1000 kg$ lên cao $30 m$. Lấy $g = 10 m/s^2$. Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là:
Câu 2 :
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:
Câu 3 :
Một thang máy khối lượng $1$ tấn chở các hành khách có tổng khối lượng là $800 kg$. Khi chuyển động thanh máy còn chịu một lực cản không đổi bằng $4.10^3 N$. Để đưa thang máy lên cao với vận tốc không đổi $3 m/s$ thì công suất của động cơ phải bằng (cho $g =9,8 m/s^2$)
Câu 4 :
Một xe tải chạy đều trên đường ngang với tốc độ \(54 km/h\). Khi đến quãng đường dốc, lực cản tác dụng lên xe tăng gấp ba nhưng công suất của động cơ chỉ tăng lên được hai lần. Tốc độ chuyển động đều của xe trên đường dốc là:
Câu 5 :
Một máy bay khối lượng 3000kg khi cất cánh phải mất 80s để bay lên tới độ cao 1500m. Lấy g = 9,8m/s2. Xác định công suất của động cơ máy bay. Cho rằng công mà động cơ máy bay sinh ra lúc này chủ yếu là để nâng máy bay lên cao.
Câu 6 :
Một chiếc xe có khối lượng 1,1 tấn bắt đầu chạy với vận tốc bằng không với gia tốc là 4,6m/s2 trong thời gian 5s. Công suất trung bình của xe bằng:
Câu 7 :
Một ô tô đang leo dốc, nếu công suất của động cơ không đổi thì vận tốc của ô tô sẽ giảm đi vì:
Câu 8 :
Một cần cẩu nâng một vật có khối lượng 2 tấn làm cho vật chuyển động nhanh dần đều theo phương thẳng đứng lên cao \(12,5m\) với gia tốc \(1m/{s^.}^2\). Lấy \(g = 10m/{s^2}\). Hãy tính công mà cần cầu thực hiện và công suất trung bình của cần cẩu ấy.
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Một động cơ điện cung cấp công suất $15 kW$ cho một cần cẩu nâng $1000 kg$ lên cao $30 m$. Lấy $g = 10 m/s^2$. Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Vận dụng biểu thức tính công: \(A = F{\rm{scos}}\alpha \) + Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t}\) Lời giải chi tiết :
Ta có: + Công \(A = Fs\cos \alpha = P.h = mgh\) + Công suất: \(P = \dfrac{A}{t} \to t = \dfrac{A}{P}\) => Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là: \(t = \dfrac{A}{P} = \dfrac{{mgh}}{P} = \dfrac{{1000.10.30}}{{{{15.10}^3}}} = 20s\)
Câu 2 :
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:
Đáp án : D Phương pháp giải :
vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv\) Ta suy ra: \(A = Fs = (P/v).s= \dfrac{{60000.6000}}{{20}} = {18.10^6}J\)
Câu 3 :
Một thang máy khối lượng $1$ tấn chở các hành khách có tổng khối lượng là $800 kg$. Khi chuyển động thanh máy còn chịu một lực cản không đổi bằng $4.10^3 N$. Để đưa thang máy lên cao với vận tốc không đổi $3 m/s$ thì công suất của động cơ phải bằng (cho $g =9,8 m/s^2$)
Đáp án : B Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv\) Lời giải chi tiết :
Để thang máy chuyển động với vận tốc không đổi thì F = P + Fc Công suất: P=Fv=(Mg + Fc)v = ((mthang + mtải)g + Fc)v = ((1000 + 800).9,8 + 4000).3 = 64920 W
Câu 4 :
Một xe tải chạy đều trên đường ngang với tốc độ \(54 km/h\). Khi đến quãng đường dốc, lực cản tác dụng lên xe tăng gấp ba nhưng công suất của động cơ chỉ tăng lên được hai lần. Tốc độ chuyển động đều của xe trên đường dốc là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv\) Lời giải chi tiết :
Do xe chạy đều nên \(F = F_c\) \(\dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \dfrac{{{F_1}{v_1}}}{{{F_2}{v_2}}} = > {v_2} = \dfrac{{{P_2}{F_1}{v_1}}}{{{P_1}{F_2}}}\) Theo đề bài \({F_2} = 3{F_1};\,{P_2} = 2{P_1} = > {v_2} = 10\,m/s\)
Câu 5 :
Một máy bay khối lượng 3000kg khi cất cánh phải mất 80s để bay lên tới độ cao 1500m. Lấy g = 9,8m/s2. Xác định công suất của động cơ máy bay. Cho rằng công mà động cơ máy bay sinh ra lúc này chủ yếu là để nâng máy bay lên cao.
Đáp án : A Phương pháp giải :
+ Công thức tính công: \(A = F.s.\cos \alpha \) + Công suất: \(P = \dfrac{A}{t}\) Lời giải chi tiết :
Lực nâng máy bay lên cao phải có độ lớn bằng trọng lượng của máy bay : \(F = P = mg = 3000.9,8 = 29400{\rm{ }}N\) Do đó, động cợ máy bay phải thực hiện công : \(A = F.h = 29400.1500 = 44,{1.10^6}{\rm{ }}J\) Suy ra công suất của động cơ máy bay : \({P_{dc}} = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{44,{{1.10}^6}}}{{80}} = 551,25\left( {kW} \right)\)
Câu 6 :
Một chiếc xe có khối lượng 1,1 tấn bắt đầu chạy với vận tốc bằng không với gia tốc là 4,6m/s2 trong thời gian 5s. Công suất trung bình của xe bằng:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Công suất trung bình P = A/t Công của lực tác dụng A = Fscosα Quãng đường đi được trong chuyển động biến đổi đều s = v0t + 0,5at2 Biểu thức định luật 2 Niu tơn: F = ma Lời giải chi tiết :
Lực kéo tác dụng lên xe: F = ma = 1100.4,6 = 5060N Quãng đường xe đi được: s = v0t + 0,5at2 = 0,5.4,6.52 = 57,5m Công của lực kéo: A = Fscosα = 5060.57,5.cos0 = 290950J Công suất trung bình của động cơ: \(P=\frac{A}{t}=\frac{290950}{5}={{5,82.10}^{4}}\text{W}\)
Câu 7 :
Một ô tô đang leo dốc, nếu công suất của động cơ không đổi thì vận tốc của ô tô sẽ giảm đi vì:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Công thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{F.s}}{t} = F.v\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(P = F.v\) \( \Rightarrow \) v giảm thì F tăng. \( \Rightarrow \) Một ô tô đang leo dốc, nếu công suất của động cơ không đổi thì vận tốc của ô tô sẽ giảm đi để tăng lực kéo giúp ô tô leo được dốc.
Câu 8 :
Một cần cẩu nâng một vật có khối lượng 2 tấn làm cho vật chuyển động nhanh dần đều theo phương thẳng đứng lên cao \(12,5m\) với gia tốc \(1m/{s^.}^2\). Lấy \(g = 10m/{s^2}\). Hãy tính công mà cần cầu thực hiện và công suất trung bình của cần cẩu ấy.
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng định luật II Niuton tính được lực kéo thang máy. Công thức tính công của lực: \(A = F.s.cos\left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right)\) Công thức tính quãng đường: \(s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} \Rightarrow t\) Công thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t}\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}m = 2T = 2000kg\\s = h = 12,5m\\a = 1m/{s^2}\\g = 10m/{s^2}\end{array} \right.\) Biểu diễn các lực tác dụng vào thang máy trên hình: Áp dụng định luật II Niuton ta có: \(\overrightarrow F + \overrightarrow P = m.\overrightarrow a \,\,\left( * \right)\) Chiếu (*) lên Oy ta có: \(\begin{array}{l}F - P = ma \Rightarrow F = P + ma = m\left( {g + a} \right)\\ \Rightarrow F = 2000.\left( {10 + 1} \right) = 22000N\end{array}\) Công mà cần cẩu thực hiện: \(A = F.s = 22000.12,5 = 275000J\) Lại có quãng đường vật đi được trong 12,5m là: \(s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} \Leftrightarrow 12,5 = 0 + \dfrac{1}{2}.1.{t^2} \Rightarrow t = 5s\) Công suất trung bình của cần cẩu: \(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{275000}}{5} = 55000W = 55kW\)
|
