Hiệu suất là một phần kiến thức vô cùng quan trọng đối với chương trình THPT. Bởi vậy, VUIHOC đã viết bài viết này để các em có thể học dễ dàng hơn với phần kiến thức này. Các em hãy cùng theo dõi nội dung và làm những dạng bài tập phổ biến về hiệu suất nhé! Show
1. Hiệu suất là gì?1.1. Năng lượng có ích và năng lượng hao phíKhi năng lượng được chuyển từ dạng này sang dạng khác hay từ vật này sang vật khác thì luôn có một phần bị hao phí. Phân tích một số ví dụ cụ thể:
1.2. Khái niệm hiệu suấtHiệu suất là tỉ lệ giữa năng lượng có ích và năng lượng toàn phần. 1.3. Công thức tính hiệu suấtHiệu suất = $\frac{năng lượng có ích}{năng lượng toàn phần}$ H = $\frac{W_{ci}}{W_{tp}}$. 100% hoặc H = $\frac{P_{ci}}{P_{tp}}$. 100% Trong đó:
Hiệu suất của động cơ nhiệt được viết dưới dạng: H = $\frac{A}{Q}$. 100% Trong đó:
Hiệu suất của một số thiết bị điện như máy hơi nước, tuabin nước, máy phát điện,… được cho trong bảng tham khảo dưới đây. Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình học tập THPT vững vàng 2. Bài tập ôn luyện kiến thức về hiệu suất2.1. Bài tập tự luậnBài 1: Một em bé nặng 20 kg chơi cầu trượt từ trạng thái đứng yên tại đỉnh cầu trượt dài 4 m, nghiêng một góc $40^{\circ}$ so với phương nằm ngang. Khi đến chân cầu trượt, tốc độ của em bé này đạt 3,2 m/s; với gia tốc trọng trường là 10 m/s.
b)Tính hiệu suất của quá trình chuyển thế năng thành động năng của em bé này. Hướng dẫn giải
m.g.h - $\frac{m.v^{2}}{2}$ = A
$W_{tp}$ = m.g.h = 514 J
Bài 2: Một ô tô chuyển động với vận tốc 54 km/h có thể đi được quãng đường dài bao nhiêu khi nó tiêu thụ hết 60 lít xăng? Biết động cơ của ô tô có công suất 45 kW, hiệu suất là 25%; 1 kg xăng đốt cháy hoàn toàn sẽ tạo ra nhiệt lượng bằng 46.106 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m3 Hướng dẫn giải Đổi 54 km/h = 15 m/s Ta có: v = 15 m/s; V = 60 lít = 60.10-3 m3; P = 45 kW = 45.103 W; H = 25%; Q = 46.106 L/kg; = 700 kg/m3. Khối lượng xăng cần đốt cháy là: m = $\rho $. V = 700.60.10-3 = 42 kg. Ta có 1 kg xăng khi đốt cháy hoàn toàn toả ra nhiệt lượng bằng 46.106 J/kg → 42 kg xăng được đốt cháy hoàn toàn sẽ toả ra nhiệt lượng là: Q = 42.46.106 = 1932.106 J/kg Công cần thực hiện là A = H. Q’ = 25%.1932.106 = 4,83.108 J Thời gian cần để thực hiện công là: t = $\frac{A}{P}$ = $\frac{4,83.10^{8}}{45.10^{3}}$ = $\frac{32200}{3}$ (s) Quãng đường vật đi được là: s = v.t = 15. $\frac{32200}{3}$ = 161000 (m) = 161 (km) Bài 3: Để đưa một vật có nặng 250 kg lên độ cao 10 m người ta sử dụng một hệ thống gồm một ròng rọc cố định và một ròng rọc động. Lúc này lực cần dùng để kéo dây nâng vật lên là F1 = 1500N. Hiệu suất của hệ thống là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m là: $A_1$ = 10.m.h = 10.250.10 = 25000 (J) Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì để vật lên được độ cao h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật là: A = $F_1$. S = $F_1$. 2h = 1500.2.10 = 30000 (J) Hiệu suất của hệ thống là: H = $\frac{A_1}{A}$.100% = $\frac{25000}{30000}$. 100% = 83,33% Bài 4: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 5 m để kéo một vật có khối lượng 300 kg với lực kéo là 1200 N . Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 80%. Tính chiều cao của mặt phẳng nghiêng? Hướng dẫn giải Công của lực kéo vật là: A = F.l = 1200.5 = 6000 (J) Công có ích là: $A_1$ = A.H = 6000.80% = 4800 (J) (1) Mặt khác ta lại có: $A_1$ = P.h = 10.m.h = 3000h (J) (2) Từ (1) và (2) suy ra: 3000h = 4800 ⇒ h = 1,6 (m) Đáp số: 1,6m Bài 5: Người ta lăn 1 thùng dầu từ mặt đất lên sàn xe tải bằng một tấm ván gỗ nghiêng. Sàn xe tải cao 1,2 mét, tấm ván dài 3m. Thùng có tổng khối lượng là 100kg và lực đẩy thùng là 420N.
Hướng dẫn giải
F’ = $\frac{P.h}{l}$ = $\frac{1000.1,2}{3}$ = 400 (N)
→ lực ma sát giữa tấm ván và thùng là: $F_{ms}$ = F - F’ = 420 - 400 = 20 (N)
- Công toàn phần để đưa vật lên là: A = F. S = 420.3 = 1260 (J) - Hiệu suất mặt phẳng nghiêng là: H = $\frac{A_1}{A}$ . 100% = $\frac{1200}{1260}$. 100% = 95,2% Đáp số: a) 20N; b) 95,2% 2.2 Bài tập trắc nghiệmCâu 1: Một động cơ có công suất tiêu thụ bằng 5 kW kéo một vật có trọng lượng 12kN lên độ cao 30 m theo phương thẳng đứng trong thời gian 90 s với một vận tốc không đổi. Hiệu suất của động cơ bằng
Đáp án đúng là: B Công có ích để nâng vật lên là: $A_{ci}$ = P.h = 12000.30 = 360000 J Công toàn phần do động cơ sinh ra là: $A_{tp}$ = P.t - 5000.90 = 450000 J Hiệu suất của động cơ là: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ = $\frac{360000}{450000}$ .100% = 80% Câu 2: Một máy bơm nước có công suất 1,5 kW với hiệu suất 70%. Lấy g = 10 m/s2. Biết khối lượng riêng của nước là D = 103(kg/m3). Dùng máy bơm này để bơm nước lên độ cao 10 m, sau nửa giờ máy bơm lên bể một lượng nước bằng
Đáp án đúng là: A Công toàn phần của máy bơm là: $A_{tp}$- P.t Ta có: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ ⇒ $A_{ci}$ = $A_{tp}$. H = P.t.H Mặt khác, ta có: $A_{ci}$ = D.V.g.h → P.t.H = D.V.g.h ⇒ V = $\frac{P.t.H}{D.g.h}$ Lượng nước mà máy bơm lên được sau nửa giờ là: V = $\frac{P.t.H}{D.g.h}$ = 18,9 m3 Câu 3: Một máy bơm nước có công suất 1,5 kW với hiệu suất 80%. Lấy g = 10 m/s2. Biết khối lượng riêng của nước là D = 103(kg/m3). Người ta dùng máy bơm này để bơm nước ở dưới mặt đất lên một cái bể bơi có kích thước lần lượt là: chiều dài 50 m, rộng 25 m và chiều cao 2 m. Biết bể bơi thiết kế ở trên tầng 2 có độ cao so với mặt đất là h = 10 m. Để bơm đầy bể thì thời gian cần thiết mà máy bơm phải hoạt động là
Đáp án đúng là: D Công toàn phần của máy bơm là: $A_{tp}$ = P.t Ta có: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ ⇒ $A_{ci}$ = $A_{tp}$. H = P.t.H Mặt khác, ta có: $A_{ci}$ = D.V.g.h → P.t.H = D.V.g.h ⇒ t = $\frac{DVgh}{PH}$ Thời gian để bơm đầy bể nước bằng: t = $\frac{DVgh}{PH}$ = 208333,33s = 2,4 ngày Câu 4: Một động cơ điện cỡ nhỏ được sử dụng để nâng một vật có trọng lượng 2,0N lên cao 80 cm trong vòng 4,0 s. Hiệu suất của động cơ là 20%. Công suất điện cấp cho động cơ bằng
Đáp án đúng là: B Công có ích để nâng vật lên là: $A_{ci}$ = P.h = 2. 0,8 = 1,6 J Công toàn phần do động cơ sinh ra bằng: $A_{tp}$ = P.t HIệu suất của động cơ: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ ⇔ P.h = H.P.t ⇒ P = $\frac{P.h}{H.t}$ = $\frac{2.0,8}{0,2.4}$ = 2W Câu 5: Một vật có khối lượng 10 kg chịu tác dụng của 1 lực kéo 80 N có phương hợp với độ dời trên mặt phẳng nằm ngang 300. Hệ số ma sát trượt giữa vật với mặt phẳng nằm ngang là k = 0,2, với g = 10 m/s2. Hiệu suất của chuyển động khi vật đi được một quãng đường 20m là:
Đáp án đúng là: A Công do lực tác dụng bằng: $A_{tp}$ = F.s.cos$\alpha $ = 80.20.cos 30 = 1385,64 J Công của lực ma sát bằng: $A_{ms}$ = $F_{mst}$.s = kNs = kmgs = 0,2.10.10.20 = 400 Phần công có ích để làm vật di chuyển là: $A_{ci}$ = $A_{tp}$ - $A_{ms}$ = 1385,64 - 400 = 985,64 J Hiệu suất của chuyển động bằng: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ = $\frac{985,64}{1385,64}$. 100% = 71% Câu 6: Để đưa một vật có khối lượng 250 kg lên độ cao 10 m người ta dùng một hệ thống gồm một ròng rọc cố định và một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F = 1500 N, với g = 10 m/s2. Hiệu suất của hệ thống là:
Đáp án đúng là: B Công có ích để đưa vật lên là: $A_{ci}$ = P.h = m.g.h = 250.10.10 = 25000 J Do sử dụng ròng rọc động nên quãng đường sẽ tăng lên gấp đôi. Công toàn phần do lực tác dụng thực hiện: $A_{tp}$= F.2s = 1500.2.10 = 30000J Hiệu suất của hệ thống bằng: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ = $\frac{25000}{30000}$. 100% = 83,3% Câu 7: Một máy bơm nước mỗi giây có thể bơm 15 lít nước lên trên bể ở độ cao 10 m. Coi hao tổn không đáng kể. Lấy g = 10 m/s2. Công suất của máy bơm bằng:
Đáp án đúng là: C Đổi 15 lít = 15 kg Công để đưa 15l nước lên độ cao 10m là: $A_{ci}$ = mgh = 15.10.10 = 1500J Coi hao tổn không đáng kể nên công của máy bơm bằng công có ích Suy ra $A_{tp}$ = $A_{ci}$ = 1500J Công suất của máy bơm bằng: P = $\frac{A_{tp}}{t}$ = $\frac{1500}{1}$ = 1500 W Câu 8: Một ô tô chạy 100 km với một lực kéo không đổi là 700 N thì tiêu thụ hết 6 lít xăng. Hiệu suất của động cơ ô tô đó là bao nhiêu? Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 4,6.107 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m3.
Đáp án đúng là: D Công có ích để kéo xe di chuyển bằng: $A_{ci}$ = F.s = 700.100.1000 = 70000000 J Công toàn phần do đốt cháy nhiệt liệu xăng: $A_{tp}$ = mL = DVL = 700.$\frac{6}{1000}$.4,5.107 = 193200000 J Hiệu suất động cơ là: H = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ = $\frac{70000000}{193200000}$. 100% = 36,23% Câu 9: Thác nước cao 45m, mỗi giây đổ xuống 180 m3 nước. Người ta dùng thác nước làm trạm thủy điện với hiệu suất là 85%. Biết khối lượng riêng của nước là D = 103(kg/m3). Công suất của trạm thủy điện bằng
Đáp án đúng là: A Khối lượng nước đổ xuống mỗi giây là: m = D.V = 103.180 = 180000 kg Công sinh ra khi nước đổ xuống đến chân thác trong mỗi giây là: $A_{tp}$ = m.g.h = 18000. 10. 45 = 81000000 J Gọi $A_{ci}$ là phần công có ích để phát điện trong mỗi giây Ta có: P = $\frac{A_{ci}}{A_{tp}}$ ⇒ $A_{ci}$ = H. $A_{tp}$ = 0,85. 81000000 = 68850000 J Suy ra công suất máy phát điện là: P = $\frac{A_{ci}}{t}$ = 68850000 W = 68,85 MW Câu 10: Một máy bơm nước mỗi giây có thể bơm được 15 lít nước lên bể ở độ cao 10 m. Hiệu suất của máy bơm là 70%, với g = 10 m/s2. Biết khối lượng riêng của nước là D = 103(kg/m3). Sau nửa giờ máy bơm đã thực hiện một công bằng
Đáp án đúng là: B Công có ích để đưa 15l nước lên độ cao 10 m trong mỗi giây là: A = mgh = DVgh = 103.$\frac{15}{10^{3}}$. 10. 10 = 1500 J Công toàn phần máy bơm sinh ra trong mỗi giây là: $A_{tp}$ = $\frac{A_{ci}}{P}$ = $\frac{1500}{0,7}$ = 2142,86 J Công mà máy bơm thực hiện được sau nửa giờ: A = P.t = 2142,86.0,5.3600 = 3857148 J PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT: ⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+ ⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích ⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô ⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi ⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề ⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập Đăng ký học thử miễn phí ngay!! Phần kiến thức hiệu suất thuộc chương trình Vật Lý 10 là một phần kiến thức vô cùng quan trọng bởi nó xuất hiện trong rất nhiều bài thi. Tuy nhiên, phần kiến thức này không hề đơn giản, đòi hỏi các em học sinh phải nắm thật chắc kiến thức để áp dụng vào bài tập. Vì thế mà VUIHOC đã viết bài viết này để các em ôn tập được tốt hơn. Muốn học thêm nhiều kiến thức của môn Vật lý cũng như các môn học khác thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé! Áp suất lốp ô tô bao nhiêu là đủ?Áp suất lốp xe ô tô được khuyến nghị nằm trong khoảng từ 30 - 35 Psi. Các kỹ thuật viên chuyên nghiệp của Dịch vụ bảo dưỡng Toyota khuyến cáo khách hàng cần kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ ít nhất một tháng/lần để đảm bảo áp suất lốp ô tô luôn đạt tiêu chuẩn.nullÁp suất lốp là gì? Cách đo áp suất lốp ô tô đúng chuẩn - Toyotawww.toyota.com.vn › tin-tuc › thong-tin-bo-tro › ap-suat-lop-o-to-35638null Bơm lốp ô tô bao nhiêu là đủ?Vậy nên, áp suất lốp xe cũng yêu cầu lớn hơn và tùy thuộc vào từng dòng xe. Tuy nhiên, mức tốt nhất thông thường là khoảng 3.9 đến 4.3kg. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý là nếu phía sau xe gập ghế lại để chở hàng nặng thì lốp sau sẽ cần bơm áp suất lớn hơn lốp trước khoảng 0.1-0.2kg.nullBơm lốp xe ô tô bao nhiêu kg là đạt chuẩn? - Chợ Tốt Xexe.chotot.com › kinh-nghiem › bom-lop-xe-o-to-bao-nhieu-kgnull Áp suất lốp ô tô Fadil bao nhiêu là đủ?Áp suất lốp xe VinFast Fadil Với lốp xe VinFast Fadil, áp suất lốp được khuyến nghị là từ 2.4 đến 2.5 kg/cm² (kilogram trên mỗi centimet vuông).nullThông số lốp xe VinFast Fadil là gì?mrlop.com.vn › blog › thong-so-lop-xe-vinfast-fadilnull Áp suất lốp ô tô bao nhiêu tiền?Giá cảm biến áp suất lốp ô tô dao động từ 1.990.000 VNĐ – 3.150.000 VNĐ, tuỳ vào dòng sản phẩm và thương hiệu được tích hợp cũng như chi phí. Liên hệ ngay HOTLINE 080 1900 004 để được tư vấn báo giá cảm biến áp suất lốp ô tô nhanh nhất.nullBảng giá cảm biến áp suất lốp ô tô chính hãng tại Bình Dươngproautobinhduong.vn › cam-bien-ap-suat-lop-o-tonull |