Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau đi vào phần ôn tập và giải bài tập về Công cơ học nhé. Các em mở sách giáo khoa Vật lý lớp 10 trang 73 ra nào.

Chúng ta sẽ bắt đầu với câu hỏi đầu tiên.

Câu 1: Công cơ học
A. Là đại lượng có hướng
B. Là đại lượng luôn dương
C. Là đại lượng luôn âm
D. Là đại lượng có giá trị đại số

Để trả lời được câu hỏi này, chúng ta cần nhớ lại định nghĩa về công cơ học. Các em còn nhớ không?

Công cơ học được định nghĩa khi có lực tác dụng lên vật và làm vật dịch chuyển.

Bước 1: Nhắc lại định nghĩa và công thức tính công cơ học

Theo sách giáo khoa, công của một lực \( \vec{F} \) không đổi thực hiện lên một vật chuyển động trên một đoạn đường thẳng là:

\( A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha) \)

Trong đó:
– \( A \) là công thực hiện (đo bằng Jun, J).
– \( F \) là độ lớn của lực tác dụng (đo bằng Newton, N).
– \( s \) là quãng đường vật dịch chuyển (đo bằng mét, m).
– \( \alpha \) là góc giữa vectơ lực \( \vec{F} \) và vectơ dịch chuyển \( \vec{s} \).

Bước 2: Phân tích ý nghĩa của các đại lượng trong công thức

Bây giờ, chúng ta cùng xem xét giá trị của công \( A \) có thể nhận những giá trị nào dựa vào công thức này.

– Độ lớn của lực \( F \) luôn là một số dương (vì nó là độ lớn).
– Quãng đường \( s \) cũng luôn là một số dương (vì quãng đường không thể âm).

Vậy, dấu của công \( A \) phụ thuộc vào giá trị của \( \cos(\alpha) \).

Chúng ta xét các trường hợp của \( \cos(\alpha) \):

Trường hợp 1: Lực sinh công dương

Khi góc \( \alpha \) từ 0 độ đến nhỏ hơn 90 độ (tức là lực có thành phần cùng chiều với chuyển động), thì \( \cos(\alpha) > 0 \). Khi đó, \( A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha) > 0 \). Công này được gọi là công phát động.

Trường hợp 2: Lực sinh công âm

Khi góc \( \alpha \) từ lớn hơn 90 độ đến 180 độ (tức là lực có thành phần ngược chiều với chuyển động), thì \( \cos(\alpha) < 0 \). Khi đó, \( A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha) < 0 \). Công này được gọi là công cản. Trường hợp 3: Lực không sinh công

Khi góc \( \alpha \) bằng 90 độ (tức là lực vuông góc với chuyển động), thì \( \cos(\alpha) = 0 \). Khi đó, \( A = F \cdot s \cdot 0 = 0 \). Lực này không sinh công.

Ngoài ra, nếu lực \( F = 0 \) hoặc quãng đường \( s = 0 \) thì công \( A \) cũng bằng 0.

Bước 3: So sánh với các phương án trả lời

Dựa trên phân tích ở Bước 2, chúng ta thấy công cơ học có thể nhận cả giá trị dương, âm và bằng không.

Bây giờ, chúng ta hãy xem xét các phương án:

A. Là đại lượng có hướng.
– Công cơ học là một đại lượng vô hướng, nó chỉ có độ lớn và có thể mang dấu dương, âm hoặc bằng không. Nó không có hướng. Vì vậy, phương án A sai.

B. Là đại lượng luôn dương.
– Chúng ta đã thấy có trường hợp công sinh công âm (khi \( \alpha > 90^\circ \)) và công bằng 0 (khi \( \alpha = 90^\circ \) hoặc \( s = 0 \)). Vì vậy, phương án B sai.

C. Là đại lượng luôn âm.
– Chúng ta đã thấy có trường hợp công sinh công dương (khi \( \alpha < 90^\circ \)). Vì vậy, phương án C sai. D. Là đại lượng có giá trị đại số. - Đại lượng có giá trị đại số là đại lượng có thể nhận giá trị dương, âm hoặc bằng không. Điều này hoàn toàn phù hợp với những gì chúng ta đã phân tích về công cơ học. Kết luận:

Công cơ học là một đại lượng có thể mang dấu dương, âm hoặc bằng không, tùy thuộc vào góc giữa lực và hướng chuyển động. Do đó, nó là một đại lượng có giá trị đại số.

Đáp án đúng là D.

Các em có thắc mắc gì về phần này không? Nếu không, chúng ta sẽ chuyển sang câu hỏi tiếp theo.