Кинетическая и потенциальная энергия — 7 класс
Определите вид энергии и проследите, как меняются кинетическая и потенциальная энергии.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Какой из предметов обладает кинетической энергией относительно пола комнаты?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Катящийся по полу мяч
Кинетическая энергия связана с движением. Относительно пола движется мяч. У сжатой пружины есть потенциальная энергия деформации.
-
Два одинаковых шарика катятся с разной скоростью. Модуль скорости второго вдвое больше. Во сколько раз больше его кинетическая энергия поступательного движения?
Ответ и пояснение
Верный ответ: В 4 раза
Кинетическая энергия поступательного движения равна mv²/2. При одинаковой массе увеличение скорости в 2 раза даёт увеличение энергии в 2² = 4 раза.
-
Груз массой 2 кг лежит на полке на высоте 1,5 м над полом. Потенциальную энергию на полу считают нулевой, g = 10 Н/кг. Какова потенциальная энергия груза?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 30 Дж
Потенциальная энергия относительно пола равна mgh. Подстановка даёт 2 × 10 × 1,5 = 30 Дж.
-
Чем обладает неподвижная растянутая пружина благодаря тому, что её растянули?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Потенциальной энергией упругой деформации
Растянутая пружина может совершить работу, возвращаясь к исходной длине. Запасённая при растяжении энергия называется потенциальной энергией упругой деформации.
-
Брусок без начальной скорости скользит по гладкому наклонному жёлобу. Трением и сопротивлением воздуха пренебрегаем. Что происходит с его энергией при спуске?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Потенциальная уменьшается, кинетическая увеличивается
По мере спуска высота уменьшается, а скорость растёт. Уменьшение потенциальной энергии равно приросту кинетической.
-
Тело массой 4 кг движется со скоростью 3 м/с. Какова его кинетическая энергия?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 18 Дж
По формуле E = mv²/2 получаем 4 × 3² ÷ 2 = 18 Дж.
-
В начале спуска по гладкой горке у санок 90 Дж потенциальной и 10 Дж кинетической энергии. Сопротивлением воздуха пренебрегаем. В другой точке их потенциальная энергия равна 40 Дж. Какова там кинетическая энергия?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 60 Дж
Сумма потенциальной и кинетической энергий сохраняется и равна 100 Дж. Если потенциальная энергия теперь 40 Дж, кинетическая равна 100 − 40 = 60 Дж.
-
Груз лежит на столе. Сначала за нулевой уровень потенциальной энергии взяли пол, затем — поверхность стола. Как изменилось значение потенциальной энергии груза, если сам груз не передвигали? Считайте груз точечным.
Ответ и пояснение
Верный ответ: Было положительным, стало нулевым
При первом выборе нулевого уровня груз находится выше него и mgh положительно. После выбора поверхности стола в качестве нулевого уровня высота груза равна нулю. Изменился отсчёт, а не положение груза.
Тест по механической энергии для 7 класса предлагает сравнить движущиеся тела, вычислить энергию груза на высоте и разобрать движение по гладкому спуску. Отдельное задание показывает, как выбор нулевого уровня влияет на значение потенциальной энергии.
В задачах про высоту сначала найдите уровень, от которого её отсчитывают. Затем проверьте, считаются ли потери на трение и сопротивление воздуха пренебрежимо малыми. Если потерями можно пренебречь, в задачах на спуск удобно использовать сумму кинетической и потенциальной энергий.