Механическая энергия и работа сил
Рассчитайте энергию движения, подъёма и сжатой пружины и определите работу силы трения.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
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?
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.
-
Тело массой 0,5 кг разогналось с 2 до 6 м/с. Какую работу совершила равнодействующая сил?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 8 Дж
Работа равнодействующей равна изменению кинетической энергии: 0,5 × (6² − 2²) ÷ 2 = 8 Дж.
-
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?
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.
-
Пружину жёсткостью 200 Н/м сжали на 10 см. Закон Гука для этой деформации выполняется. Чему равна потенциальная энергия пружины?
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.
-
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?
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.
-
На участке длиной 4 м сила трения 3 Н направлена противоположно перемещению бруска. Какую работу совершает трение?
Ответ и пояснение
Верный ответ: −12 Дж
Модуль работы равен 3 × 4 = 12 Дж. Сила противоположна перемещению, поэтому её работа отрицательна.
-
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?
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.
-
Горизонтальная равнодействующая совершила над телом работу 15 Дж. В начале его кинетическая энергия составляла 20 Дж, движение всё время горизонтальное. Какова конечная кинетическая энергия?
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.