Механическая энергия и работа сил

Рассчитайте энергию движения, подъёма и сжатой пружины и определите работу силы трения.

  • 8 вопросов
  • ≈ 8 мин
  • Средний
  • физика
  • 9 класс
  • механическая энергия
  • работа сил
  • энергия пружины

Вопросы и ответы

Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.

  1. Одна тележка массой 2 кг движется со скоростью 6 м/с, другая массой 8 кг — со скоростью 3 м/с. Как соотносятся их кинетические энергии в модели материальных точек?

    • У первой в 2 раза больше
    • У второй в 2 раза больше
    • У второй в 4 раза больше
    • Энергии равны
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Энергии равны

    По формуле mv²/2 первая тележка имеет энергию 2 × 6² ÷ 2 = 36 Дж, а вторая — 8 × 3² ÷ 2 = 36 Дж.

  2. Тело массой 0,5 кг разогналось с 2 до 6 м/с. Какую работу совершила равнодействующая сил?

    • 8 Дж
    • 4 Дж
    • 9 Дж
    • 16 Дж
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 8 Дж

    Работа равнодействующей равна изменению кинетической энергии: 0,5 × (6² − 2²) ÷ 2 = 8 Дж.

  3. Груз массой 2 кг лежит на полке в 5 м над полом. За нулевой уровень приняли столешницу в 2 м над полом. Чему равна потенциальная энергия груза при g = 10 м/с²?

    • 40 Дж
    • 100 Дж
    • 60 Дж
    • 140 Дж
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 60 Дж

    Полка находится на 5 − 2 = 3 м выше нулевого уровня. Потенциальная энергия равна mgh = 2 × 10 × 3 = 60 Дж.

  4. Пружину жёсткостью 200 Н/м сжали на 10 см. Закон Гука для этой деформации выполняется. Чему равна потенциальная энергия пружины?

    • 0,1 Дж
    • 1 Дж
    • 10 Дж
    • 20 Дж
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 1 Дж

    Сжатие 10 см равно 0,10 м. Энергия пружины kx²/2 равна 200 × 0,10² ÷ 2 = 1 Дж.

  5. Брусок начинает скользить без начальной скорости с высоты 7,2 м над нижней точкой. Механическая энергия сохраняется. С какой скоростью брусок достигнет нижней точки, если g = 10 м/с²?

    • 7,2 м/с
    • 10 м/с
    • 14,4 м/с
    • 12 м/с
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 12 м/с

    Внизу начальная энергия mgh целиком превращается в кинетическую mv²/2. После сокращения массы получается v² = 144 м²/с², значит, v = 12 м/с.

  6. На участке длиной 4 м сила трения 3 Н направлена противоположно перемещению бруска. Какую работу совершает трение?

    • 12 Дж
    • −12 Дж
    • −1 Дж
    • 0 Дж
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: −12 Дж

    Модуль работы равен 3 × 4 = 12 Дж. Сила противоположна перемещению, поэтому её работа отрицательна.

  7. Два бруска разной массы без начальной скорости съезжают по гладким дорожкам с одинаковой высоты. Сопротивлением и трением пренебрегаем. Как соотносятся их скорости в нижней точке?

    • Скорости по модулю равны
    • Тяжёлый брусок быстрее
    • Лёгкий брусок быстрее
    • Нужна масса каждого бруска
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Скорости по модулю равны

    При спуске mgh переходит в mv²/2. Масса сокращается, поэтому модуль скорости зависит только от высоты и g.

  8. Горизонтальная равнодействующая совершила над телом работу 15 Дж. В начале его кинетическая энергия составляла 20 Дж, движение всё время горизонтальное. Какова конечная кинетическая энергия?

    • 5 Дж
    • 15 Дж
    • 35 Дж
    • 300 Дж
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 35 Дж

    Работа равнодействующей равна приращению кинетической энергии. Прибавляем 15 Дж к исходным 20 Дж и получаем 35 Дж.

Этот тест по физике для 9 класса посвящён связи работы с изменением энергии. В задачах встречаются движущаяся тележка, сжатая пружина и спуск по гладкой дорожке.

Отметьте, где выбран нулевой уровень высоты, и проверьте, можно ли пренебречь трением. Если в выражении есть квадрат скорости или удлинения, выполните возведение в квадрат до умножения на остальные величины.