Vật Lí 8 Bài 15: Công suất được THPT Trường Cao đẳng nghề Việt Mỹ biên soạn nhằm giúp các em học sinh nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.

Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 8 Bài 15

Công suất là gì?

Công suất là gì? Để biết người nào hoặc máy nào làm việc hiệu quả hơn (thực hiện công nhanh hơn), người ta so sánh công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian gọi là công suất.

Công thức tính công suất

Công thức tính công suất là:
P = A/t

Trong đó:
P là công suất
A là công thực hiện được
t là thời gian thực hiện công

Đơn vị công suất

Đơn vị công suất là watt (W).

Phương pháp giải bài tập về Công suất

Để giải các bài tập liên quan đến công suất, ta cần làm hai việc sau:

Tính công suất

Để tính công suất, ta sử dụng công thức:
P = A/t

Tính hiệu suất

Để tính hiệu suất, ta sử dụng công thức:
η = P_{đạt được}/P_{tiêu thụ}

Trong đó:
η là hiệu suất
P_{đạt được} là công suất đạt được
P_{tiêu thụ} là công suất tiêu thụ

Đơn vị công suất

Nếu công A được tính bằng 1J, thời gian t được tính là 1s thì công suất được tính là:

Đơn vị công suất J/s được gọi là oát (kí hiệu là W)
1 W = 1 J/s
1 kW (kilôoát) = 1000 W
1 MW (mêgaoát) = 1000 kW = 1000000 W

Chú ý: Đơn vị công suất ngoài oát (W) còn có mã lực (sức ngựa)

Mã lực Pháp (kí hiệu là CV): 1 CV ≈ 736 W
Mã lực Anh (kí hiệu là HP): 1 HP ≈ 746 W

Bài tập ví dụ

Bài C1 (trang 52 SGK Vật Lý 8)

Bài toán: Tính công thực hiện được của anh An và anh Dũng khi nâng 10 và 15 viên gạch có khối lượng 16N lên độ cao 4m.

Xem Thêm: Hướng dẫn cách tính phân tử khối đơn giản và hiệu quả

Lời giải:

Trọng lượng của 10 viên gạch là: P₁ = 10 x 16 = 160N
Công của An thực hiện là: A₁ = P₁.h = 160 x 4 = 640J
Trọng lượng của 15 viên gạch là: P₂ = 15 x 16 = 240 N
Công của Dũng thực hiện là: A₂ = P

Bài C2 (trang 52 SGK Vật Lý 8)

Trong các phương án sau đây, có thể chọn những phương án nào để biết ai là người làm việc khỏe hơn?

a. So sánh công thực hiện được của hai người, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
b. So sánh thời gian kéo gạch lên cao của hai người, ai làm mất ít thời gian hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
c. So sánh thời gian của hai người để thực hiện được cùng một công, ai làm việc mất ít thời gian hơn (thực hiện công nhanh hơn) thì người đó làm việc khỏe hơn.
d. So sánh công của hai người thực hiện trong cùng một thời gian, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.

Lời giải:

Có thể thực hiện được theo phương án c hoặc d: So sánh thời gian của hai người để thực hiện được cùng một công, ai làm việc mất ít thời gian hơn (thực hiện công nhanh hơn) thì người đó làm việc khỏe hơn hoặc so sánh công của hai người thực hiện trong cùng một thời gian, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.

Bài C3 (trang 52 SGK Vật Lý 8)

Từ kết quả của C2, hãy tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau:

Anh…(1)…làm việc khỏe hơn vì…(2)…

Lời giải:

An kéo được 10 viên gạch trong 50 giây, do đó mỗi giây An kéo được 10/50 = 1/5 viên gạch. Dũng kéo được 15 viên gạch trong 60 giây, do đó mỗi giây Dũng kéo được 15/60 = 1/4 viên gạch. Vậy: Anh Dũng làm việc khỏe hơn vì trong cùng một khoảng thời gian (một giây) anh Dũng thực hiện được một công lớn hơn (kéo được nhiều hơn vì 1/4 > 1/5).

Bài C4 (trang 53 SGK Vật Lý 8)

Bài C4 (trang 53 SGK Vật Lý 8): Tính công suất của anh An và anh Dũng trong ví dụ ở đầu bài học (trong câu hỏi 1).

Lời giải:

Công suất của An là:

P_An = …

Công suất của Dũng là:

P_Dũng = …

Bài C5 (trang 53 SGK Vật Lý 8)

Bài C5 (trang 53 SGK Vật Lý 8): Để cày một sào đất, người ta dùng trâu cày thì mất 2 giờ, nhưng nếu dùng máy cày Bông Sen thì chỉ mất 20 phút. Hỏi trâu hay máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

Lời giải:

Cùng cày một sào đất nghĩa là thực hiện công A như nhau: A₁ = A₂ = A.

Thời gian thực hiện công A₁ của trâu cày là: t₁ = 2 giờ = 2.60 phút = 120 phút. Thời gian thực hiện công A₂ của máy cày là: t₂ = 20 phút.

Bài C6 (trang 53 SGK Vật Lý 8):

Một con ngựa kéo một cái xe đi đều với vận tốc 9 km/h. Lực kéo của ngựa là 200N.

a. Tính công suất của ngựa.

b. Chứng minh rằng P = F.v.

Lời giải:

a) Trong 1h, con ngựa kéo xe đi được quãng đường là:

s = vt = 9.1 = 9 km = 9000 m

Công của lực ngựa kéo trong 1 giờ là:

A = F.S = 200.9000 = 1800000 J

Công suất của ngựa trong 1 giờ = 3600 (s) là:

Xem Thêm: Định luật vạn vật hấp dẫn là gì? công thức lực hấp dẫn

b) Ta có:

Bài tập trắc nghiệm vật lý về công suất

Bài 1: Công suất là:

A. Công thực hiện được trong một giây

B. Công thực hiện được trong một giờ

C. Công thực hiện được trong một ngày

D. Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian

Lời giải: Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là công suất. Đáp án cần chọn là: D

Bài 2: Chọn câu đúng:

A. Công suất là công thực hiện được trong một giây

B. Công suất là công thực hiện được trong một giờ

C. Công suất là công thực hiện được trong một ngày

D. Công suất là công thực hiện được trong một đơn vị thời gian

Lời giải: Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là công suất. Đáp án cần chọn là: D

Bài 1: So sánh công suất trung bình của hai bạn Nam và Hùng

Đề bài:

Hai bạn Nam và Hùng kéo nước từ giếng lên. Nam kéo gàu nước nặng gấp đôi; thời gian kéo gàu nước lên của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian của Nam. So sánh công suất trung bình của Nam và Hùng.

Lời giải:

Ta có công thực hiện của một người kéo gàu nước lên từ giếng được tính bằng công thức: C = F x h
Trong đó:

C: Công thực hiện (J)
F: Lực kéo gàu (N)
h: Chiều cao giếng (m)

Công suất trung bình của một người kéo gàu nước lên từ giếng được tính bằng công thức: P = C / t
Trong đó:

P: Công suất trung bình (W)
C: Công thực hiện (J)
t: Thời gian thực hiện công (s)

Do Nam kéo gàu nước nặng gấp đôi Hùng nên lực kéo gàu của Nam cũng gấp đôi lực kéo gàu của Hùng: F_Nam = 2F_Hùng

Thời gian kéo gàu nước lên của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian của Nam: t_Hùng = 1/2t_Nam

Vậy công thực hiện của Nam sẽ gấp đôi công thực hiện của Hùng trong cùng một thời gian: C_Nam = 2C_Hùng

Từ đó, ta tính được công suất trung bình của hai bạn như sau:

P_Nam = C_Nam / t_Nam = 2C_Hùng / t_Nam
P_Hùng = C_Hùng / t_Hùng = C_Hùng / (1/2t_Nam) = 2C_Hùng / t_Nam

Vậy ta thấy công suất trung bình của Nam và Hùng bằng nhau: P_Nam = P_Hùng

Đáp án cần chọn là: C

Bài 2: So sánh công suất trung bình của hai thợ xây A và B kéo xô vữa lên tầng hai

Đề bài

Hai thợ xây A và B kéo xô vữa từ mặt đất lên tầng hai. A kéo xô vữa nặng gấp ba xô vữa của B; thời gian kéo xô vữa lên của B chỉ bằng một nửa thời gian của A. So sánh công suất trung bình của A và B.

Lời giải

Gọi lực kéo xô vữa lên của A và B lần lượt là: F1, F2
Thời gian A và B kéo xô vữa lên lần lượt là: t1, t2
Trọng lượng của xô vữa A kéo nặng gấp ba lần trọng lượng xô vữa B kéo, ta có: P1=3P2 → F1=3F2
Thời gian kéo xô vữa lên của B chỉ bằng một nửa thời gian của A, ta có: t2=0.5t1
Công mà A và B thực hiện được lần lượt là: A1=F1h, A2=F2h
Công suất của A và B lần lượt là:
Từ đây, ta suy ra: P1=P2/3 => Công suất của B lớn hơn gấp ba lần công suất của A.
Đáp án cần chọn là: B

Đề bài:

Cho hai máy thực hiện công A1=300 kJ trong 1 giờ và A2=720 kJ trong 30 phút. So sánh công suất trung bình của hai máy.

Lời giải:

Ta có:

A1 = 300 kJ = 300000 J
t1 = 1 giờ = 60s
A2 = 720 kJ = 720000 J
t2 = 30 phút = 0,5 giờ = 1800s

Xem Thêm: Định lý Talet và những hệ quả của định lý Talet

Công suất của máy thứ nhất thực hiện được là:

P1 = A1/t1 = 300000J/3600s = 83,33W

Công suất của máy thứ hai thực hiện được là:

P2 = A2/t2 = 720000J/1800s = 400W

Do P1 < P2, nên máy thứ hai có công suất lớn hơn máy thứ nhất.

Đáp án chính xác là: A. Máy thứ hai có công suất lớn hơn và lớn hơn 2,4 lần

Bài 3:

Thang máy có thể chở tối đa 20 người, mỗi người có trọng lượng 50kg. Thang máy phải lên đến tầng thứ 10 của một tòa nhà cao tầng. Chiều cao mỗi tầng là 3,4m. Động cơ kéo thang máy có hiệu suất 80%. Công suất tối thiểu của động cơ kéo thang máy lên là bao nhiêu?

– Để lên đến tầng 10, thang máy phải vượt qua (10-1) = 9 tầng, nên phải lên cao h = 3,4 x 9 = 30,6m

– Khối lượng của 20 người là: m = 20 x 50 = 1000kg

+ Trọng lượng của 20 người là: P = 10m = 10 x 1000 = 10000N

+ Công phải tốn cho mỗi lần thang máy lên tầng 10 là: A = Ph = 10000 x 30,6 = 306000J

+ Công suất tối thiểu của động cơ kéo thang máy lên là:

Đáp án cần chọn là: D

Bài 4:

Một dòng nước chảy qua đập ngăn cao 30m xuống dưới, biết rằng lưu lượng dòng nước là 125m³/ph, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³. Công suất của dòng nước có thể nhận giá trị nào sau đây?

Đổi đơn vị: v = √(2gh) = √(2 x 9.81 x 30) ≈ 24.22m/s

Khối lượng của một giây lượng nước chảy qua đập:

m = ρQ = 1000 x 125 = 125000g = 125kg

Công suất của dòng nước:

P = Fv = mgv = 125 x 9.81 x 24.22 ≈ 29117W ≈ 29.12kW

Đáp án cần chọn là: A

Bài 5:

Máy bay trực thăng khi cất cánh

Động cơ tạo ra một lực phát động: 10500N

Sau 1 phút 30 giây máy bay đạt độ cao: 850m

Bài 6:

Công suất của động cơ máy bay

Công suất của động cơ máy bay có thể nhận giá trị:

A. P = 1062W
B. P = 991666,67W
C. P = 99,17kW
D. Một giá trị khác

Lời giải:

t = 1 phút 30 giây = 60 + 30 = 90s

Công của động cơ máy bay thực hiện được là: A = Fs = 10500.850 = 8925000J

Công suất của động cơ máy bay:

Đáp án cần chọn là: C

Bài 7:

Công suất của động cơ máy bay trực thăng

Công suất của động cơ máy bay trực thăng có thể nhận giá trị:

A. P = 66666,67W
B. P = 666666,67W
C. P = 6,67kW
D. Một giá trị khác

Lời giải:

t = 2 = 60.2 = 120s

Công của động cơ máy bay thực hiện được là: A = Fs = 10000.800 = 8000000J

Công suất của động cơ máy bay:

Đáp án cần chọn là: A

Bài 8:

Thời gian máy nâng thực hiện công việc

Để kéo vật lên cao 5m người ta dùng một lực tối thiểu 850N. Cũng để thực hiện việc này người ta dùng một máy nâng có công suất P = 1450W và có hiệu suất 75%. Thời gian máy thực hiện công việc trên là bao nhiêu?

Đáp án cần chọn là: 3,9 giây