Какой минимальной мощностью должен обладать двигатель подъемника. Следовательно, работа равна энергии, превратившейся из одного вида в другой. Контрольные вопросы и задачи

Данная контрольная работа содержит 23 варианта заданий разного уровня по теме " Работа, мощность, простые механизмы" для 9 класса (по учебнику физики для 9 класса авторов Шахмаев Н.М., Бунчук А.В.). Каждый вариант содержит разное количество качественных и расчётных задач разного уровня. Зная индивидуальные особенности обучающегося, можно в этой работе подобрать посильные для каждого ребёнка задания. Буду рада, если кому - то пригодится данная публикация. Скачивайте, перерабатывайте. Успехов!

Скачать:

Предварительный просмотр:

Aprelskaya

9кл. (по Шахмаеву).

Контрольная работа №3.

Работа, мощность, простые механизмы.

Вариант№1

1. Тело массой 1кг силой 20 Н поднимается на высоту 5м. Чему равна работа этой силы?
2. Дайте развернутый ответ: можно ли двигать парусную лодку, направляя на паруса поток воздуха из мощного вентилятора, находящегося на лодке?
3. Определите минимальную мощность, которой должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой 50кг на высоту 10м за 5с. Найти к.п.д.
4. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на дождевую каплю массой 20 г, при ее падении с высоты 1 км?

Вариант№2

1. Тело массой 1кг поднимается на высоту 5м. Чему равна работа силы тяжести?
2. Дайте развернутый ответ: камень и теннисный мяч ударяют палкой. Почему мяч при прочих равных условиях летит дальше камня?
3. Вычислите мощность насоса, подающего ежеминутно 1200кг воды на высоту 20м.
4. Камень массой 400г бросили вертикально вверх со скоростью 20м/с. Чему равны кинетическая и потенциальная энергия камня на высоте 15м?
5. Пианино массой 300 кг было подано в окно шестого этажа, расположенное на высоте 16 м над тротуаром, с помощью подъемного устройства за 50 с. Определите работу, мощность, к.п.д.

Вариант №3

1. Штангист, поднимая штангу, совершает работу 5 кДж за 2 с. Определите мощность и к.п.д.
2. Какой массы груз может поднять на высоту 30 м за 4 мин подъёмная машина, если мощность двигателя 5 кВт?

Вариант №4

1. Кот Матроскин и Шарик буксировали автомобиль дяди Федора до Простоквашино в течение 1 ч, действуя с силой 120 Н. Расстояние до Простоквашино 1 км. Определите работу, к.п.д. и мощность
2. Чему равна мощность, развиваемая трактором при скорости 9,65 км/ч и тяговом усилии 15 кН?
3. Какая работа совершается при равномерном подъеме железной балки объемом 0,1 м 3 на высоту 15 м?

Вариант №5

1. 1.Мальчик массой 40 кг поднялся за 30 с на второй этаж дома, расположенный на высоте 8 м. Определите работу и мощность
2. Какую работу производит экскаватор, поднимая ковшом грунт объемом 14 м 3 на высоту 5 м? Плотность грунта 1400 кг/м 3 .
3. Альпинист поднялся в горах на высоту 2 км. Определите механическую работу, совершенную альпинистом при подъеме, если его масса вместе со снаряжением равна 85 кг.
4. Какой массы груз может поднять на высоту 30 м за 4 мин подъёмная машина, если мощность двигателя 5кВт? Найти к.п.д.
5. На концах рычага действует сила 4 Н и 20 Н, Длина рычага 1,5 м. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

Вариант №6.

1. Человек при ходьбе в течение 2 ч делает 10 000 шагов (за один шаг совершается работа 40 Дж). Определите работу, мощность и к.п.д.
2. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на дождевую каплю массой 20 г, при ее падении с высоты 2 км?
3. Сила тяги сверхзвукового самолета при скорости полета 2340 км/ч равна 220 кН. Найдите мощность двигателей самолета в этом режиме полета.
4. К рычагу подвешены грузы массами 4 и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите длину рычага, если рычаг находиться в равновесии.

Вариант № 7

1. Ступа Бабы-Яги (масса 70кг) пролетает 120 км за 1 ч. Определите работу, мощность
2. Подъемный кран поднял груз массой 5 т на высоту 10 м за 45 с. Определите мощность двигателя крана и к.п.д
3. Тепловоз при скорости 54 км/ч развивает силу тяги 400 кН. Какая работа совершается по перемещению поезда в течение 1 мин?
4. На концах рычага действует сила 4 Н и 20 Н, Длина рычага 1,5 м. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

Вариант № 8

1. Карлсон поднимает Малыша массой 30 кг на крышу дома высотой 20 м за 10 с. Определите работу и мощность Карлсона
2. Пружина игрушечного пистолета, сжатая на 3 см, выталкивает шарик за 1 с, действуя на него с силой 10Н. Определите работу, мощность и к.п.д.
3. Автомобиль «Жигули» проходит 100 м за 6,25 с, развивая тягу 3 кН. Определите работу и мощность
4. 4.Атомный ледокол, развивая мощность 32400 кВт, прошел во льдах 20 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола.
5. К рычагу подвешены грузы массами 4 и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите длину рычага, если рычаг находиться в равновесии.

Вариант № 9.

1. Подъемный кран поднимает бетонную плиту массой 5 т на высоту 9 м в течение 1 мин. Определите работу, мощность и к.п.д.
2. Ведро воды из колодца мальчик равномерно поднял один раз за 20 с, а другой - за 30 с. Одинаковая ли работа была совершена в этих случаях? Что можно сказать о мощности при выполнении этих работ?
3. Велосипедист за 10 с совершил работу 800 Дж. Чему равна мощность велосипедиста?
4. Какой массы груз может поднять на высоту 30 м за 4 мин подъёмная машина, если мощность двигателя 5кВт?
5. На концах рычага действует сила 4 Н и 20 Н, Длина рычага 1,5 м. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

Вариант № 10

1. Сколько времени потребуется для откачки воды, массой 2т, если мощность насоса 1,5 кВт? Высота подъема воды 20 м. Найти к.п.д.
2. Академик Б. С. Якоби в 1834 г. изобрел электродвигатель. В первом варианте электродвигатель поднимал груз массой 5 кг на высоту 60 см за 2 с. Определите мощность двигателя.
3. Чему равна мощность, развиваемая трактором при скорости 9 км/ч и тяговом усилии 10 кН?
4. Атомный ледокол, развивая мощность 32400 кВт, прошел во льдах 20 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола.
5. К рычагу подвешены грузы массами 4 и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите длину рычага, если рычаг находиться в равновесии.

Вариант № 11

1. .На какую высоту надо поднять гирю весом 100 Н, чтобы совершить работу

200 Дж?

1. Определите работу, совершаемую при поднятии груза весом 4 Н на высоту 4 м
2. Определите работу, совершаемую двигателем мощностью 400 Вт за 30 с. Каков к.п.д.?
3. Какой массы груз может поднять на высоту 30 м за 4 мин подъёмная машина, если мощность двигателя 5кВт?
4. На концах рычага действует сила 4 Н и 20 Н, Длина рычага 1,5 м. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

Вариант №12

1. Какое время должен работать электродвигатель мощностью 200 Вт, чтобы совершить работу 2500 Дж?
2. При движении на велосипеде по горизонтальной дороге со скоростью 9 км/ч развивается мощность 30 Вт. Найдите движущую силу.
3. Вычислите мощность насоса, подающего ежеминутно 1200 кг воды на высоту 20м

1. Атомный ледокол, развивая мощность 32400 кВт, прошел во льдах 20 км за 5 ч.
2. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола и к.п.д. ледокола
3. К рычагу подвешены грузы массами 4 и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите длину рычага, если рычаг находиться в

равновесии.

Вариант № 13

1. Кран поднимает груз с постоянной скоростью 5,0 м/с. Мощность крана 1,5 кВт. Какой

груз может поднять этот кран?

1. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м

сжали на 5 см. Какую скорость приобретет пуля 20 г при выстреле в горизонтальном направлении?

1. На концах рычага действует сила 4 Н и 20 Н, Длина рычага 1,5 м. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

Вариант №14

1. Шар массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найдите высоту падения, трением пренебречь.
2. С плотины высотой 20 м падает 1,8∙10 4 т воды. Какая при этом совершается работа?
3. Определите потенциальную энергию пружины жесткостью 1,0 кН/м, если известно, что сжатие пружины 30 мм.
4. Карлсон поднимает Малыша массой 20 кг на крышу дома высотой 20 м за 10 с. Определите работу и мощность Карлсона

Вариант №15

1. Определите полезную мощность двигателя мотоцикла, если при скорости 108 км/ч его сила тяги равна 350 Н.
2. Какая работа совершается при поднятии с земли материалов, необходимых для постройки колоны высотой 20 м с площадью поперечного сечения 1,2 м 2 ? Плотность материала равна 2,6∙10 3 кг/м 3 .
3. Определите, с какой скоростью надо бросить вниз мяч с высоты 3 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 8 м.
4. На концах рычага действует сила 4 Н и 20 Н, Длина рычага 2 м. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

Вариант № 16

1. При скорости самолета 900 км/ч его четыре двигателя развивают полезную мощность 30 МВт. Найдите силу тяги каждого двигателя в этом режиме полета.
2. Определите работу, которую надо совершить при рытье колодца диаметром 1,0 м и глубиной 10 м, если плотность грунта равна 1,8∙10 3 кг/м 3 . Считайте, что грунт рассыпается тонким слоем по поверхности земли.

3. Камень массой 20 г., выпущенный вертикально вверх из рогатки, резиновый жгут который был растянут на 10 см, поднялся на высоту 40 см. Найти жесткость пружины.

4. Определите минимальную мощность, которой должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой 50кг на высоту 10 м за 5с. Найти к.п.д.

Вариант № 17

1. Подъемный кран поднимает равномерно груз массой 500кг на высоту 10м за 50с. Определите КПД крана, если мощность его двигателя 1,5 кВт.
2. Пружина, сжатая на 30см, полностью распрямляется. Какую работу совершила сила упругости, если жесткость пружины 100Н/м?
3. Определите работу силы трения, если тело массой 2кг изменит свою скорость от 4 до 3 м/с?
4. Мяч массой 250г брошен вертикально вверх со скоростью 20м/с. Чему равна его кинетическая энергия на высоте 10м.

Вариант №18

1. Ящик тянут равномерно по горизонтальной поверхности за веревку, образующую с горизонтом угол 60°. Сила, приложенная к веревке равна 25Н. Какая работа совершается при перемещении ящика на расстоянии 4м?
2. На высоте 15м над поверхностью Земли строительный блок имеет потенциальную энергию 1500 кДж. Чему равна его масса?
3. Пружина имеет жесткость 2500 Н/м. Какую энергию имеет пружина, будучи сжата на 10см?
4. Стрела массой 20г выпущена из лука вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Определите ее кинетическую энергию на высоте 15м.
5. Атомный ледокол, развивая мощность 32400 кВт, прошел во льдах 20 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола и к.п.д. ледокола

Вариант №19

1. Тело массой 1кг силой 20Н поднимается на высоту 5м. Чему равна работа этой силы?
2. Мяч, опущенный под воду на глубину 30 см, выталкивается с силой 5Н. Определите работу.
3. Пружину сжали на 4 см. Жёсткость пружины 100 кН/м. Какую работу она совершит?
4. Полезная работа 20кн, вся затраченная энергия равна 40000 Н. Найти к.п.д.
5. Назвать переходы энергии при падении

Вариант №20

1. К рычагу подвешены грузы массами 4 и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите расстояние до второго груза, если рычаг находиться в равновесии.
2. Пружину сжали на 50 см. Жёсткость пружины 10 кН/м. Какова энергия пружины?
3. Определить работу силы тяжести при падении тела массой 4 кг с высоты 200 см.
4. Что понимают под энергией тела? Перечислить виды энергии.

Вариант №21

1. Альпинист поднялся в горах на высоту 1,5 км. Определите механическую работу, совершенную альпинистом при подъеме, если его масса вместе со снаряжением равна 100 кг.
2. Какой выигрыш даёт подвижный блок?
3. Записать формулы различных видов энергий
4. Где и с какой целью применяется ворот?

Вариант №22

2. Для чего служит наклонная плоскость?

3. Пружина, сжатая на 10см, полностью распрямляется. Какую работу совершила сила упругости, если жесткость пружины 1кН/м?

4. На высоте 10м над поверхностью Земли строительный блок имеет потенциальную энергию 150 кДж. Чему равна его масса?

Вариант №23

1. Какой выигрыш даёт подвижный блок?

2. Атомный ледокол, развивая мощность 32400 кВт, прошел во льдах 20 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола.

3. К рычагу подвешены грузы массами 4 и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите длину рычага, если рычаг находиться в равновесии.

4. Карлсон поднимает Малыша массой 30 кг на крышу дома высотой 20 м за 10 с. Определите работу и мощность Карлсона

Вариант №24

1. Кран поднимает груз с постоянной скоростью 5,0 м/с. Мощность крана 1,5 кВт. Какой груз может поднять этот кран?
2. Определить, на какой высоты кинетическая энергия мяча, брошенного вертикально вверх со скоростью 23 м/с, равна его потенциальной?
3. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретет пуля 20 г при выстреле в горизонтальном направлении?
4. Силы 5 и 6 Н действуют на рычаг снизу под углами 45 и 30 градусов на расстоянии 20 и 40 см соответственно от опоры, расположенной посередине рычага. Найти силу, которой можно уравновесить систему, приложив её вертикально на расстоянии 10см от оси вращения.

РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ

С о д е р ж а н и е к н и г и

1. в В Е Д Е Н И Е.

2. Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Й О Б З О Р.

3. Р Е Ш Е Н И Е З А Д А Ч Ч А С Т и 1 ЕГЭ - 80 З А Д А Ч.

4. Р Е Ш Е Н И Е З А Д А Ч Ч А С Т И 2 ЕГЭ - 50 З А Д А Ч.

3-1. р а б о т а. м о щ н о с т ь.

3-2. м е х а н и ч е с к а я э н е р г и я.

3-3. теорема о и з м е н е н и и к и н е т и ч е с к о й э н е р г и и.

5. зАДАЧИ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ - 21 задача.

6. т А Б Л И Ц Ы С Ф О Р М У Л А М И.

В КАЧЕСТВЕ ПРИМЕРА НИЖЕ ПРИВЕДЕНЫ 4 ЗАДАЧИ ИЗ 130 ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ "РАБОТА И ЭНЕРГИЯ " С ПОДРОБНЫМИ РЕШЕНИЯМИ

Р Е Ш Е Н И Е З А Д А Ч Ч А С Т и 1 ЕГЭ

Задача № 1-8

Какой мощностью должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой m =100 кг на высоту h = 20 м за t = 9,8 с с земли равноускоренно?

Дано: m =100 кг, h = 20 м, t = 9,8 с. Определить N - ?

Мгновенную мощность двигателя, которая обеспечит подъем груза за заданное время, определим по формуле N = F· V (1), где F - сила поднимающая груз, V - скорость груза на высоте h . На груз при подъеме действуют силы: mg - сила тяжести, направлена вертикально вниз и F – сила поднимающая груз, направлена вертикально вверх. Груз перемещается вертикально вверх с ускорением а в соответствии со вторым законом Ньютона:

F - mg = ma, откуда F = mg + ma.

Ускорение находим из уравнения пути ускоренного движения h = at²/2, откуда a = 2h/t². Тогда поднимающая сила будет F = mg + m2h/t².

Определим скорость груза на высоте h : V = а· t = 2h/t.

Подставим выражение для силы и скорости в (1):

Задача № 1-22

Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость V 1 = 5 м/с. Высота горки h = 10 м. Трение санок о снег пренебрежимо мало. Какова скорость V 2 санок у подножия горки?

Дано: V 1 = 5 м/с, h = 10 м. Определить V 2 - ?

После толчка санок с вершины горки санки приобрели кинетическую энергию

Так как трение санок о снег можно не учитывать, то при движении санок с горы только сила тяжести mg совершает работу A = mgh.

Эта работа силы тяжести идёт на увеличение кинетической энергии санок, которая у подножия горки будет равна

где V 2 – скорость санок у подножия горки.

Решаем полученное уравнение и находим скорость санок у подножия горки

Р Е Ш Е Н И Е З А Д А Ч Ч А С Т И 2 ЕГЭ

Задача № 2-9

Работая с постоянной мощностью, локомотив может вести поезд вверх по наклону при угле наклона α 1 = 5·10 -3 рад со скоростью V 1 = 50 км/ч. Для угла наклона α 2 = 2,5.·10 -3 рад при тех же условиях он развивает скорость V 2 = 60 км/ч. Определить коэффициент трения, считая его одинаковым в обоих случаях.

Дано: α 1 = 5·10 -3 рад, V 1 = 50 км/ч = 13,9 м/с, α 2 = 2,5.·10 -3 рад, V 2 = 60 км/ч = 16,7 м/с. Определить μ - ?

Рис. 3.

Мощность, которую развивают двигатели локомотива при равномерном движении вверх по наклону, будем определять по формуле N = F 1 V 1 (1) для первого случая и N = F 2 V 2 (2)– для второго, где F 1 и F 2 - сила тяги двигателей.

Чтобы выразить силу тяги воспользуемся рис. 2-9 и запишем первый закон Ньютона:

F + mg + N + F тр = 0.

Спроецируем это уравнение на оси OX и OY.

OX : F - mgsin α - F тр = 0 (3), OY: - mgcosα + N = 0,

Откуда получаем N = mgcosα и F тр = μmgcosα.

Подставляем выражение для силы трения в (3) :

F - mgsin α - μmgcosα = 0,

откуда получаем выражение для силы тяги двигателей F = mg (sin α + μcosα).

Тогда F 1 = mg (sin α 1 + μcosα 1) и F 2 = mg (sin α 2 + μcosα 2).

Учитывая малость углов наклона, несколько упростим формулы: sin α 1 ≈ α 1 , sin α 2 ≈ α 2 , cosα 1 ≈ 1, cosα 2 ≈ 1, тогда F 1 = mg (α 1 + μ) и F 2 = mg (α 2 + μ).

Подставляем выражения для F 1 и F 2 в уравнения (1) и (2):

N = V 1 mg (α 1 + μ) (4) и N = V 2 mg (α 2 + μ) (5).

Решаем полученную систему уравнений:

V 1 mg (α 1 + μ) = V 2 mg (α 2 + μ),

Преобразуем уравнение: μ(V 2 - V 1) = V 1 α 1 - V 2 α 2 , откуда

Задача № 2-16

Тело массой m = 1 кг движется по столу, имея в начальной точке скорость V о = 2 м/с. Достигнув края стола, высота которого h = 1 м, тело падает. Коэффициент трения тела о стол μ = 0.1. Определить количество теплоты Q , выделившееся при неупругом ударе о землю. Путь, пройденный телом по столу S = 2м.

Дано: m = 1 кг, V о = 2 м/с, h = 1 м, μ = 0,1, S = 2м. Определить Q - ?

Когда тело упадет со стола на землю, то при неупругом ударе вся кинетическая энергия тела К 2 перейдет в тепло: К 2 = Q . Следовательно, нам надо определить кинетическую энергию тела в момент удара о землю. Для этого воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии тела:

К 2 – К 1 = ∑А i , откуда К 2 = К 1 + ∑А i (1) .

Кинетическая энергия тела в начальной точке пути К 1 = mV o ²/2. Сумма работ внешних сил, действующих на тело ∑А i = А тр + А т , где А тр = -F тр ·S = - μmgS – работа силы трения на пути S , А т = mgh – работа силы тяжести при падении тела с высоты h.

Подставим все в уравнение (1):

телефон: +79175649529, почта: [email protected]

1 вариант

1.Тело массой 1кг поднимается на высоту 5м. Чему равна работа силы тяжести при подъеме тела.

А. 50Дж Б.150Дж В. 250Дж.

2.Определите минимальную мощность, которой должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой 0,05т на высоту 10м за 5с.

А.2кВт Б.1кВт В.3кВт.

3. При движении на велосипеде по горизонтальной дороге со скоростью 9км/ч развивается мощность 30Вт. Найдите движущую силу.

А.12Н Б. 24Н В. 40Н.

4.Тело массой 2кг имеет потенциальную энергию 10Дж. На какую высоту над землей поднято тело, если нуль отсчета потенциальной энергии находится на поверхности земли?

А.1м Б. 0,5м В. 2м.

5. Какова потенциальная энергия ударной части свайного молота массой 300кг, поднятого на высоту 1,5м?

А. 4500Дж Б. 5000Дж В. 6000Дж.

6. Какой максимальной потенциальной энергией будет обладать пуля, вылетевшая из ружья, если ее скорость при вылете равна 600м/с, а масса 9г?

А. 460Дж Б.1620ДЖ В. 2500Дж.

7. С какой скоростью бросили вертикально вверх камень, если он при этом поднялся на высоту 5м?

А.10м/с Б.5м/с В. 2м/с.

8. Самолет массой 2т движется в горизонтальном направлении со скоростью 50м/с. Находясь на высоте 420м, он переходит на снижение при выключенном двигателе и достигает дорожки аэродрома, имея скорость 30м/с. Какова работа силы сопротивления воздуха во время планирующего полета?

А. -10МДж Б.10МДж В. -20МДж.

9. Две тележки движутся навстречу друг другу со скоростью 4м/с каждая. После столкновения вторая тележка получила скорость в направлении движения первой тележки, равную 6м/с, а первая остановилась. Рассчитайте массу первой тележки, если масса второй 2кг.

10.Камень массой 20г, выпущенный вертикально вверх из рогатки, резиновый жгут которой был растянут на 20см, поднялся на высоту 40см. Найдите жесткость жгута.

2 вариант

1.Тело массой 2кг поднимают на высоту 2м. Чему равна работа сила тяжести при подъеме тела

А. 40Дж Б. 80Дж В. 60Дж.

2. Вычислите мощность насоса, подающего ежеминутно 1200кг воды на высоту20м.

А.4кВт Б.10кВт В. 20кВт.

3. Сила тяги сверхзвукового самолета при скорости полета 2340км/ч равна 220кН. Какова мощность двигателей самолета в этом режиме полета?

А.143МВт Б.150МВт В. 43МВт.

4.Тело, поднятое над землей на высоту 2м, имеет потенциальную энергию 40Дж. Какова масса этого тела, если нуль отсчета потенциальной энергии находится на поверхности земли?

А. 2кг Б. 4кг В. 5кг.

5. Какого изменение потенциальной энергии груза массой 200кг, упавшего на землю с высоты 2м?

А. -4500Дж Б. -4000Дж В. 4000Дж.

6.Чему равна кинетическая энергия тела массой 3кг, движущегося со скоростью 4м/с?

А. 20Дж Б. 30Дж В. 24Дж.

7. Мяч брошен вертикально вверх со скоростью10м/с. Определите максимальную высоту, на которую поднимется мяч.

А.10м Б. 5м В. 20м.

8. Камень, брошенный вертикально вверх со скоростью20м/с, упал на землю со скоростью10м/с. Масса камня200г. Какова работа силы сопротивления воздуха?

А. -30Дж Б. 30Дж В. -40Дж.

9. Два шара движутся навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Масса первого шара 1кг. Какую массу должен иметь второй шар, чтобы после столкновения первый шар остановился, а второй покатился назад с прежней скоростью?

10. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800н/м сжали на 5см. Какую скорость приобретает пуля массой 20г при выстреле в горизонтальном направлении?

3 вариант

1. Шарик массой m движется со скоростью v и сталкивается с таким же неподвижным шариком. Считая удар абсолютно упругим, определите скорости шариков после столкновения.

А. v 1 =0; v 2 =v Б. v 1 =0; v 2 =0 В. v 1 =v; v 2 =v.

2. Чему равен модуль изменения импульса тела массой m , движущегося со скоростью v , если после столкновения со стенкой тело стало двигаться в противоположном направлении с той же по модулю скоростью?

А. 0 Б. mv В. 2mv .

3. Материальная точка массой 1 кг равномерно движется по окружности со скоростью 10м∕ с. Определите изменение импульса за половину периода.

А. 0 кг· м∕ с Б. 14 кг∙ м∕ с В. 20 кг· м∕ с.

4. Во сколько раз потенциальная энергия, накопленная пружиной при сжатии из положения равновесия на 2 см, меньше, чем при сжатии той же пружины на 4 см?

А. В 2 раза Б. В 8 раз В. В 4 раза.

5. Как изменится кинетическая энергия тела при увеличении его скорости в 2 раза?

А. Увеличится в 4 раза Б. Уменьшится в 4 раза В. Увеличится в 2 раза.

6. Из пружинного пистолета, расположенного на высоте 2м над поверхностью земли, вылетает пуля. Первый раз вертикально вверх, второй раз горизонтально. В каком случае скорость пули при подлете к поверхности земли будет наибольшей? Сопротивлением воздуха пренебречь. Скорость вылета пули из пистолета во всех случаях считать одинаковой.

А. В первом В. Во втором В. Во всех случаях конечная скорость пули по модулю будет одинакова.

7. На рисунке изображена траектория движения тела, брошенного под углом к горизонту (сопротивлением воздуха пренебречь). Кинетическая энергия равна потенциальной в точке

А. 2 Б. 3 В. 4

Г. Во всех точках равна.

8. Протон, движущийся со скоростью 2· 10 4 м/с, столкнулся с неподвижным ядром атома гелия. Рассчитайте скорость ядра атома гелия после удара, если скорость протона уменьшилась до 0,8· 10 4 м/с. Масса ядра гелия больше массы протона в 4 раза.

9. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретает пуля массой 20 г при выстреле в горизонтальном направлении.

10. Рассчитайте среднюю силу сопротивления почвы, если тело массой 2 кг, брошенное с высоты 250 м вертикально вниз с начальной скоростью 20 м/с, погрузилось в землю на глубину 1,5 м.

1. При прямолинейном движении скорость материальной точки направлена:1) туда же, куда направлено перемещение; 2) против направления перемещения; 4) независимо от направления перемещения;
2. Физическая величина, равная отношению перемещения материальной точки к физически малому промежутку времени, в течение которого произошло это перемещение, называется1) средней скоростью неравномерного движения материальной точки; 2) мгновенной скоростью материальной точки; 3) скоростью равномерного движения материальной точки.
3. В каком случае модуль ускорения больше?1) тело движется с большой постоянной скоростью; 2) тело быстро набирает или теряет скорость; 3) тело медленно набирает или теряет скорость.
4. Третий закон Ньютона описывает:1) действие одного тела на другое; 2) действие одной материальной точки на другую; 3) взаимодействие двух материальных точек.
5. Локомотив сцеплен с вагоном. Сила, с которой локомотив действует на вагон, равна силам, препятствующим движению вагона. Другие силы на движение вагона не влияют. Систему отсчета, связную с Землей, считайте инерциальной. В этом случае:1) вагон может только покоится; 2) вагон может только двигаться с постоянной скоростью; 3) вагон движется с постоянной скоростью или покоится; 4) вагон движется с ускорением.
6. Яблоко массой 0,3 кг падает с дерева. Выберите верное утверждение1) яблоко действует на Землю силой 3Н, а Земля не действует на яблоко; 2) Земля действует на яблоко с силой 3Н, а яблоко не действует на Землю; 3) яблоко и Земля не действуют друг на друга; 4) яблоко и Земля действуют друг на друга с силой 3 Н.
7. При действии силы в 8Н тело движется с ускорением 4м/с2. Чему равна его масса?1) 32 кг; 2) 0,5кг; 3) 2 кг; 4) 20кг.
8. При сухом трении максимальная сила трения покоя:1) больше силы трения скольжения; 2) меньше силы трения скольжения; 3) равна силе трения скольжения.
9. Сила упругости направлена:1) против смещения частиц при деформации; 2) по направлению смещения частиц при деформации; 3) о ее направлении нельзя ничего сказать.
10.Как изменяются масса и вес тела при его перемещении с экватора на полюс Земли?1) масса и вес тела не изменяются; 2) масса тела не изменяется, вес увеличивается; 3) масса тела не изменяется, вес уменьшается; 4) масса и вес тела уменьшаются.
11. Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется вертикально вверх, достигает верхней точки траектории и затем движется вниз. На каком участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.1) только во время движения вверх; 2) только во время движения вниз; 3) только в момент достижения верхней точки траектории; 4) во время всего полета с неработающими двигателями.
12. Космонавт на Земле притягивается к ней с силой 700Н. С какой приблизительно силой он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза, а а масса – в 10 раз меньше, чем у Земли?1) 70Н; 2) 140 Н; 3) 210 Н; 4) 280Н.
Часть 2
1)Тело брошено под углом к горизонту с начальной скоростью 10 м/с. Какова скорость тела в момент, когда оно оказалось на высоте 3 м?Определите силу тяжести, действующую на тело массой 12 кг, поднятое над Землей на расстояние, равное трети земного радиуса.
2)Какую работу нужно совершить, чтобы поднять груз массой 30 кг на высоту 10 м с ускорением 0,5 м/с2?

Превращение механической энергии . Меха­ническая энергия сохраняется не при любых взаимодействиях тел. Закон сохранения механи­ческой энергии не выполняет­ся, если между телами действу­ют силы трения.

Опыт показывает, что меха­ническое движение никогда не исчезает бесследно и никогда не возникает само собой. Во время торможения автомоби­ля произошло нагревание тор­мозных колодок, шин автомо­биля и асфальта. Следователь­но, в результате действия сил трения кинетическая энергия автомобиля не исчезла, а пре­вратилась во внутреннюю энер­гию теплового движения мо­лекул.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает, а только превращается из од­ной формы в другую.

Этот экспериментально уста­новленный факт называется законом сохранения и превраще­ния энергии.

Основную задачу механики - оп­ределение положения тела в любой момент времени - можно решить с помощью законов Ньютона, если за­даны начальные условия и силы, действующие на тело, как функции координат и скоростей (и времени). На практике эти зависимости не всег­да известны. Однако многие задачи в механике можно решить, не зная значений сил, действующих на тело. Это возможно потому, что существу­ют величины, характеризующие ме­ханическое движение тел, которые сохраняются при определенных ус­ловиях. Если известны положение те­ла и его скорость в какой-то мо­мент времени, то при помощи сохра­няющихся величин можно опреде­лить положение и скорость этого тела после любого взаимодействия, не прибегая к законам динамики.

Сохраняющимися величинами в механических процессах являются импульс, момент импульса и энергия.

Импульс тела. Умножим выраже­ние для второго закона Ньютона в ви­де F = ma (при действии постоянной силы F) на Δ t: F* Δt = ma* Δt = m Δ v = m (v 2 - v 1) = mv 2 - mv 1 = Δ (mv). Величину р= mv называют импульсом тела (иначе - количеством движения), F Δ t - импульсом силы. Используя эти понятия, второй закон Ньютона можно сформулиро­вать следующим образом: импульс приложенных к телу сил равен из­менению импульса тела; F Δ t = Δ p (18)

Закон сохранения импульса . При рассмотрении системы тел следует учесть, что каждое из них может взаимодействовать как с телами, принадлежащими системе, так и с телами, не входящими в эту систему. Пусть имеется система из двух материальных точек, взаимодейст­вующих друг с другом. Запишем второй закон Ньютона для каждой из материальных точек рассматриваемой системы для про­межутка времени Δ t:

(F 1 + F 21) Δ t = Δ p 1

(F 2 + F 12)Δ t = Δ p 2

Сложив оба равенства, получим: Δ p 1 + Δ p 2 = (F 1 + F 21)Δ t + (F 2 + F 12) Δ t

По третьему закону Ньютона F 12 + F 21 = 0, следовательно, измене­ние импульса всей системы, равное векторной сумме изменений импуль­сов составляющих ее частиц, выгля­дит так:

В инерциальных системах отсчета изменение полного импульса системы материальных точек равно импульсу всех внешних сил, действующих на эту систему.

Система тел, на которые не действуют внешние силы или сумма всех внеш­них сил равна нулю, называется зам­кнутой. Закон сохранения импульса: в замкнутой системе тел импульс системы сохра­няется. Этот вывод является следст­вием второго и третьего законов Ньютона. К незамкнутым системам тел за­кон сохранения импульса не применим; однако постоянными остают­ся проекции импульса на коорди­натные оси, в направлении которых сумма проекций приложенных внеш­них сил равна нулю.

Реактивное движение . Рассмотрим в качестве примера действие реактивного двигателя. При сгорании топлива газы, нагретые до высокой температуры, выбрасываются из сопла ракеты. Эти газы вырываются из сопла со скоростью. Эту скорость называют скоростью исте­чения. Пренебрегая взаимодействием ракеты с внешними телами, будем считать систему тел «ракета – газы» замкнутой. Пусть в момент времени t 0 = 0 ракета массой m двигалась со ско­ростью v 0. За малый промежуток времени Δ t из ракеты выбрасывается масса газа Δ m со скоростью и относи­тельно ракеты, т. е. со скоростью V 1 =u+v относительно инерциальной системы отсчета (здесь v - скорость ракеты). По закону сохра­нения импульса имеем: MV 0 = (m - Δ m)v + Δ mV 1 Подставив значения V 1 = u+v, v = V 0 + Δ v получим: M Δ v = - Δ μ

Разделим обе части равенства на промежуток времени Δ t, в течение которого работали двигатели ракеты: m(Δv/Δ t) = -(Δ m/Δ t)u. Произведение массы ракеты m на ускорение ее движения а называется реактивной силой тяги: F p = ma = - μu (19). Реактивная сила тяги действует со стороны истекающих газов на ра­кету и направлена в сторону, про­тивоположную направлению истече­ния газов.

Контрольные вопросы и задачи:

1. Сформулируйте определение работы силы. В каких единицах измеряется работа? В чем заключается физический смысл работы?

2.При каких условиях работа силы положительна? отрицательна? равна нулю?

3. Дайте определение потенциальной энергии? Где минимальна потенциальная энергия?

4.Сформулируйте определение кинетической энергии тела и теорему о кинетической энергии.

5. Дайте определение мощности. К каким величинам скалярным или векторным относится мощность?

6. От каких величин зависит работа силы упругости?

7. Что называется полной механической энергией системы? Сформулируйте закон сохранения механической энергии, и при каких условиях он выполняется?

8. Дайте определение импульса тела. Сформулируйте закон сохранения импульса.

9. Что такое реактивное движение тела?

10. Башенный кран поднимает в горизонтальном положении стальную балку длиной 5 м и сечением 100 см 2 на высоту 12 м. Какую полезную работу совершает кран?

11. Какую работу совершает человек при поднятии груза массой 2 кг на высоту 1м с ускорением 3м/с 2 ?

12. Скорость свободно падающего тела массой 4 кг на некотором пути увеличилась с 2 до 8 м/с. найти работу силы тяжести на этом пути.

13. Деревянный контейнер массой 200 кг равномерно передвинули по деревянному полу на расстояние 5 м. Найдите работу, совершенную при таком перемещении. Коэффициент трения скольжения 0,5.

14. При растяжении пружины на 2 см совершена работа 1 Дж. Какую работу следует совершить, чтобы растянуть пружину еще на 2 см?

15. Какой минимальной мощностью должен обладать двигатель подъёмника, чтобы поднять груз массой 100 кг на высоту 20 м за 9,8 с.

16. Найдите максимальную высоту, на которую поднимется камень, брошенный вертикально вверх со скоростью 20 м/с.

17. Движение материальной точки описывается уравнением x=5 - 8t + 4t 2 . Приняв её массу равной 2 кг, найти импульс через 2 с и через 4с после начала отсчета времени, а также силу, вызвавшую это изменение импульса.

18. Поезд массой 2000 т, двигаясь прямолинейно, увеличил скорость от 36 до 72 км/ч. Найти изменение импульса.

19. Автомобиль массой 2 т затормозил и остановился, пройдя путь 50 м. Найти работу силы трения и изменение кинетической энергии автомобиля, если дорога горизонтальна, а коэффициент трения равен 0,4.

20. С какой скоростью двигался поезд массой 1500 т, если под действием тормозящей силы 150 кН он прошел с момента начала торможения до остановки путь 500м?