Рычаг, блок и наклонная плоскость — 7 класс

Найдите плечо силы, уравновесьте рычаг и сравните механизмы по силе и работе.

  • 8 вопросов
  • ≈ 8 мин
  • Средний
  • физика
  • 7 класс
  • простые механизмы
  • рычаг

Вопросы и ответы

Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.

  1. Что называют плечом силы относительно оси вращения рычага?

    • Длину всего рычага от края до края
    • Расстояние от оси до любого края рычага
    • Кратчайшее расстояние от оси до линии действия силы
    • Величину силы, делённую на длину рычага
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Кратчайшее расстояние от оси до линии действия силы

    Плечо силы измеряют по перпендикуляру от оси до линии, вдоль которой действует сила. Эта длина определяет, насколько эффективно сила поворачивает рычаг.

  2. Горизонтальный рычаг уравновешен двумя вертикальными силами, которые поворачивают его в разные стороны. Одна сила 20 Н действует с плечом 15 см. Какова вторая сила, если её плечо 10 см? Массой рычага пренебрегаем.

    • Около 13 Н
    • 20 Н
    • 45 Н
    • 30 Н
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 30 Н

    Моменты сил равны. У первой силы произведение силы и плеча равно 20 × 15 = 300 Н·см. Делим на 10 см и получаем 30 Н.

  3. Силу прикладывают к краю рычага так, что её линия действия проходит через ось. Каков её момент относительно оси?

    • Равен силе, умноженной на длину рычага
    • Равен нулю
    • Равен силе, делённой на длину рычага
    • Всегда больше момента любой другой силы
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Равен нулю

    Линия действия проходит через ось, поэтому плечо силы равно нулю. При нулевом плече сила не поворачивает рычаг вокруг оси.

  4. Дверь толкают перпендикулярно её полотну с одинаковой силой. Где нужно нажать, чтобы момент силы относительно петель был больше?

    • У края, противоположного петлям
    • Посередине полотна
    • Рядом с петлями
    • Место не влияет на момент
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: У края, противоположного петлям

    При той же силе момент больше, когда её плечо больше. Самое большое плечо в этом случае получается у края, удалённого от петель.

  5. Через один неподвижный блок перекинули лёгкую верёвку, чтобы равномерно поднять груз. Трением пренебрегаем. Что даёт такой блок?

    • Уменьшает нужную силу вдвое
    • Позволяет тянуть вниз с силой, равной весу груза
    • Уменьшает путь свободного конца верёвки вдвое
    • Позволяет поднимать груз без усилия
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Позволяет тянуть вниз с силой, равной весу груза

    Один неподвижный блок меняет направление действия силы. В идеальном случае натяжение верёвки с обеих сторон одинаково, поэтому выигрыша в силе нет.

  6. Груз можно равномерно поднять на одну и ту же высоту двумя способами: напрямую или с помощью идеального механизма. С механизмом постоянная сила в 3 раза меньше. Во сколько раз путь точки приложения силы отличается от пути при прямом подъёме?

    • Стал в 3 раза больше
    • Стал в 3 раза меньше
    • Остался прежним
    • Стал в 9 раз больше
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Стал в 3 раза больше

    Без потерь выигрыш в силе оплачивается проигрышем в пути. Чтобы работа осталась той же при силе втрое меньше, путь должен стать втрое больше.

  7. При подъёме груза по наклонной плоскости затратили 300 Дж. Полезная работа подъёма равна 240 Дж. Каков КПД?

    • 20%
    • 60%
    • 125%
    • 80%
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 80%

    КПД равен отношению полезной работы к затраченной. Делим 240 на 300 и переводим в проценты: 0,8 = 80%.

  8. Две гладкие наклонные плоскости поднимаются на одинаковую высоту, но одна из них длиннее. По какой при равномерном подъёме одинакового груза нужна меньшая сила вдоль плоскости?

    • По более короткой
    • По обеим нужна одинаковая сила
    • По более длинной
    • Это зависит только от ширины плоскости
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: По более длинной

    При отсутствии трения работа подъёма на ту же высоту одинакова. На длинной плоскости путь больше, поэтому для той же работы нужна меньшая сила.

Тест по простым механизмам для 7 класса начинается с рычага и заканчивается расчётом КПД наклонной плоскости. В заданиях нужно найти ось вращения, сравнить плечи сил и понять, что меняется при использовании неподвижного блока.

На черновике отметьте, где находится опора и в какую сторону каждая сила поворачивает рычаг. В задачах на КПД отдельно запишите полезную и затраченную работу. Их отношение покажет, какая доля затраченной работы была полезной.