10 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Công và Công suất có đáp án (Vận dụng cao)

Câu 1:

Một động cơ điện cung cấp công suất 30kW cho một cần cẩu nâng một toa hàng có khối lượng 1000 kg lên cao 15m. Lấy g = 10m/s². Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là

A. 5 s

B. 10 s

C. 20 s

D. 25 s

Xem đáp án

Ta có:

+ Công nâng vật lên độ cao s = 15m là: A = Fscosα

Với lực nâng vật F ≥ P = mg = 1000.10 = 10000N

α = 0⁰

Ta suy ra công nâng vật: A ≥ P.s = 10000.15 = 150000J

Vậy thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là 5s

Đáp án: A

Câu 2:

Thả rơi một hòn sỏi khối lượng 50 g từ độ cao 1,2 m phía trên miệng giếng xuống một giếng sâu 3 m. Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là (Lấy g = 10 m/s²)

A. 0,6 J

B. 0,3 J

C. 0,9 J

D. 2,1 J

Xem đáp án

Ta có,

+ Góc hợp bởi véctơ lực và véctơ chuyển dời: $α = 0 °$

+ Quãng đường vật rơi là: s = h + 1,2 = 3 + 1,2 = 4,2m

+ Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là:

Đáp án: D

Câu 3:

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

A. 10 m/s

B. 36 m/s

C. 18 m/s

D. 15 m/s

Xem đáp án

Câu 4:

Vật có khối lượng 2kg (ban đầu đứng yên) trượt trên sàn có hệ số ma sát 0,2 dưới tác dụng của lực không đổi có độ lớn 10N hợp với phương ngang góc 30⁰. Lấy g = 10m/s². Công của lực F khi vật chuyển động được 5s là

A. 306,4J

B. 353,75J

C. 176,875J

D. 204,24J

Xem đáp án

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Theo định luật II – Newton ta có:

+ Chiếu (1) theo các phương, ta được:

- Theo phương Oy

+ Quãng đường vật di chuyển được từ lúc ban đầu cho đến 5s là

+ Công của lực F khi vật chuyển động được 5s là:

Đáp án: A

Câu 5:

Một ôtô có khối lượng 1,5 tấn tắt máy chuyển động chậm dần đều từ vận tốc ban đầu 10m/s dưới tác dụng của lực ma sát. Công suất của lực ma sát từ lúc ô tô tắt máy cho đến lúc dừng lại là bao nhiêu? Biết hệ số ma sát 0,2, cho g = 10m/s²

A. 150000 J/s

B. 7500 J/s

C. 75000 J/s

D. 15000 J/s

Xem đáp án

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe sau khi tắt máy

Áp dụng biểu thức định luật II – Newton, ta có: $\vec{F_{m s}} = m \vec{a}$

Chiếu theo chiều dương đã chọn, ta được

+ Ta có vận tốc ban đầu của xe v₀=10m/s khi xe dừng lại vận tốc của xe v=0m/s

Áp dụng hệ thức liên hệ, ta có $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s$

=> Quãng đường xe chuyển động từ khi tắt máy đến khi dừng lại là:

+ Ta có phương trình vận tốc từ khi xe tắt máy: $v = v_{0} + a t = 10 - 2 t$

=> Thời gian từ lúc ô tô tắt máy đến khi dừng lại:

+ Công của lực ma sát:

+ Công suất của lực ma sát từ lúc ô tô tắt máy đến khi dừng lại:

Đáp án: D

Câu 6:

Thác nước cao 30m, mỗi giây đổ xuống 300m³ nước. Lợi dụng thác nước có thể xây dựng trạm thủy điện công suất bao nhiêu? Biết hiệu suất của trạm thủy điện là 75%, khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m³

A. 67,5kW

B. 675kW

C. 67,5MW

D. 675MW

Xem đáp án

Gọi $V_{0} (m^{3})$ và $m_{0} (k g)$ lần lượt là thể tích và khối lượng nước đổ xuống trong mỗi giây

H - hiệu suất của động cơ

Ta có:

+ Công suất toàn phần:

Có khối lượng $m = m_{0} t$

Suy ra:

+ Công suất của trạm thủy điện (bằng công suất có ích):

Thay số vào ta được:

Đáp án: C

Câu 7:

Xe chạy trên đường nằm ngang với tốc độ 60km/h. Đến quãng đường dốc lực cản tăng gấp 2 lần nên người đó tăng ga tối đa thì công suất tăng lên 1,5 lần. Tốc độ tối đa khi xe lên dốc

A. 50km/h

B. 30km/h

C. 20km/h

D. 45km/h

Xem đáp án

+ Gọi F₁ - lực kéo của ô tô trên đoạn đường nằm ngang

F_C - lực cản trên đoạn đường nằm ngang

P₁ - công suất động cơ ô tô trên đoạn đường nằm ngang

F₂ - lực kéo khi lên dốc $F_{c}' = 2 F_{c}$

v₂ - vận tốc khi ô tô lên dốc

P₂ - công suất tối đa khi lên dốc

+ Ta có, trên đoạn nằm ngang ô tô chạy đều:

Ta suy ra $F_{1} = F_{c}$

Công suất khi này: $P_{1} = F_{1} v_{1}$

+ Khi lên dốc ô tô vẫn chuyển động đều, ta suy ra: $F = F_{c}' = 2 F_{c}$

Mặt khác, có $P_{2} = F_{c}' v_{2} = 2 F_{c} v_{2}$

Lại có: $F_{c} = F_{1}$

Suy ra: $P_{2} = 2 F_{1} v_{2}$

Theo đề bài, ta có:

Đáp án: D

Câu 8:

Vật có khối lượng 2kg (ban đầu đứng yên) trượt trên sàn có hệ số ma sát 0,2 dưới tác dụng của lực không đổi có độ lớn 10N hợp với phương ngang góc 30⁰. Lấy g = 10m/s². Công của lực ma sát khi vật chuyển động được 5s là:

A. −91,9N

B. 91,9N

C. 106,125J

D. −106,125J

Xem đáp án

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Theo định luật II – Newton ta có

+ Chiếu (1) theo các phương, ta được:

- Theo phương Oy

+ Quãng đường vật di chuyển được từ lúc ban đầu cho đến 5s là:

+ Ta có, góc hợp bởi hướng của lực ma sát và phương chuyển dời của vật là: 180⁰

=> Công của lực ma sát khi vật chuyển động được 5s là:

Đáp án: D

Câu 9:

Cho hệ như hình vẽ:

Biết $α = 30 °$ , m₁ = 1kg; m₂ = 2kg. Công của trọng lực của hệ thống khi m₁ đi lên không ma sát trên mặt phẳng nghiêng được quãng đường 1m.

A. −5J

B. 15J

C. 20J

D. 25J

Xem đáp án

Ta có, khi m₁ đi lên quãng đường s = 1m trên mặt phẳng nghiêng thì m₂ đi xuống thẳng đứng một quãng đường cũng bằng s

Ta có:

Trọng lực $\vec{P_{1}}$ có hướng ngược với hướng chuyển dời của vật 1

=> Công của trọng lực của vật 1:

Trọng lực $\vec{P_{2}}$ có cùng hướng với hướng chuyển dời của vật 2

=> Công của trọng lực của vật 2:

Công của trọng lực của hệ thống:

Đáp án: B

Câu 10:

Một vật có khối lượng m = 100g trượt không vận tốc đầu từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng nghiêng dài l = 2m, chiều cao h = 0,4m. Vận tốc ở chân mặt phẳng nghiêng là 2m/s. Công của lực ma sát có giá trị là

A. −0,4J

B. −0,1J

C. −0,8J

D. −0,2J

Xem đáp án

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật, gắn hệ trục tọa độ như hình vẽ