Bài 13: Công cơ học

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Khi nào có công cơ học

- Công cơ học dùng với trường hợp khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực.

- Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố:

   + Lực tác dụng vào vật.

   + Độ chuyển dời của vật.

Ví dụ:

- Khi kéo một chiếc vali di chuyển trên mặt sàn nằm ngang, khi va li chuyển động, lực kéo F→ và lực ma sát F_ms→ có thực hiện công nhưng trọng lực P→ và lực nâng N→ thì không thực hiện công.

- Một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất do lực hút của Trái Đất. Lực hút này có phương vuông góc với phương chuyển động của vệ tinh nên lực này không sinh công.

2. Công thức tính công cơ học

- Công thức: A = F.s

Trong đó: A là công của lực F

F là lực tác dụng vào vật (N)

S là quãng đường vật dịch chuyển (m)

- Đơn vị công là Jun (kí hiệu là J): 1J = 1 N.m

Lưu ý:

   + Công thức trên chỉ đúng khi vật chuyển dời theo phương của lực.

   + Nếu vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực thì công của lực đó bằng không.

   + Nếu vật chuyển dời không theo phương của lực thì công được tính theo công thức khác và nhỏ hơn F.s.

   + Đơn vị kW.h cũng là đơn vị của công cơ học:

1 kW.h = 3600000 J

II: BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Bài 1: Trường hợp nào sau đây có công cơ học? Chọn đáp án đúng nhất.

A. Khi có lực tác dụng vào vật.

B. Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương vuông góc với phương của lực.

C. Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương không vuông góc với phương của lực.

D. Khi có lực tác dụng vào vật nhưng vật vẫn đứng yên.

Bài 2: Trong các trường hợp dưới đây, trường hợp nào thực hiện công cơ học?

A. Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động.

B. Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên.

C. Ô tô đang chuyển động trên đường nằm ngang.

D. Quả nặng rơi từ trên xuống.

Bài 3: Công thức tính công cơ học khi lực F làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực là:

A. A = F/s        B. A = F.s        C. A = s/F        D. A = F –s

Bài 4: Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào không có công cơ học?

A. Một người đang kéo một vật chuyển động.

B. Hòn bi đang chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang coi như tuyệt đối nhẵn.

C. Một lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.

D. Máy xúc đất đang làm việc.

Bài 5: Một nhóm học sinh đẩy một xe chở đất từ A đến B trên đoạn đường nằm ngang, tới B đổ hết đất rồi đẩy xe không theo đường cũ trở về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về.

A. Công ở lượt đi bằng công trượt ở lượt về vì quãng đường đi được bằng nhau.

B. Công ở lượt đi lớn hơn vì lực đẩy lượt đi lớn hơn lượt về.

C. Công ở lượt về lớn hơn vì xe không thì đi nhanh hơn.

D. Công ở lượt đi nhỏ hơn vì kéo xe nặng nên đi chậm.

Bài 6: Một ròng rọc cố định làm thay đổi hướng chuyển động của dây đi 900 khi kéo vật lên cao như hình vẽ.

A. Lực kéo đã thực hiện công vì có lực tác dụng làm vật dịch chuyển.

B. Lực kéo không thực hiện công vì phương của lực vuông góc với phương dịch chuyển của vật.

C. Lực kéo không thực hiện công vì lực kéo tác dụng lên vật phải thông qua ròng rọc.

D. Lực kéo không thực hiện công vì nếu không có lực vật vẫn có thể chuyển động theo quán tính.

Bài 7: Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng có khối lượng 2500 kg lên độ cao 12 m. Tính công thực hiện được trong trường hợp này.

A. 300 kJ        B. 250 kJ

C. 2,08 kJ        D. 300 J

Bài 8: Một đầu máy xe lửa kéo các toa xe bằng lực F = 7500 N. Công của lực kéo là bao nhiêu khi các toa xe chuyển động được quãng đường s = 8km.

A. A = 60000 kJ        B. A = 6000 kJ

C. Một kết quả khác        D. A = 600 kJ

Bài 9: Một đầu tàu kéo một đoàn tàu chuyển động từ ga A tới ga B trong 15 phút với vận tốc 30 km/h. Tại ga B đoàn tàu được mắc thêm toa và do đó chuyển động đều từ ga B đến C với vận tốc nhỏ hơn trước 10 km/h. Thời gian đi từ ga B đến ga C là 30 phút. Tính công của đầu tàu đã sinh ra biết rằng lực kéo của đàu tàu không đổi là 40000 N.

Bài 10: Một vận động viên nhảy cao đạt được thành tích là 2,1 m. Giả sử vận động viên đó là nhà du hành vũ trụ lên Mặt Trăng thì trên Mặt Trăng người ấy nhảy cao được bao nhiêu mét? Biết rằng lực hút của Trái Đất lên vật ở mặt đất lớn hơn lực hút của Mặt Trăng lên vật ấy ở trên Mặt Trăng 6 lần và ở trên Mặt Trăng người ấy phải mặc thêm bộ áo giáp vũ trụ nặng bằng 6/5 thân thể người đó.

- Gọi trọng lượng của người đó ở trên Trái Đất là P

- Trọng lượng của người đó và bộ áo giáp trên Mặt Trăng là:

- Khi nhà du hành vũ trụ nhảy trên mặt đất: A = P.h (1)

- Khi nhà du hành vũ trụ nhảy trên Mặt Trăng:

Từ (1) và (2) ta có: