Меню

Мощность численно равна работе совершенной ответ

Тест по физике Механическая работа, мощность, энергия 9 класс

Тест по физике Механическая работа, мощность, энергия. Простые механизмы 9 класс с ответами. Тест включает 2 варианта. В каждом варианте 3 части. В части А — 6 заданий, в части В — 2 задания, в части С — 2 задания.

Вариант 1

A1. Когда работа силы считается положительной?

1) когда сила и перемещение со направлены
2) когда сила и перемещение направлены в противоположные стороны
3) когда сила и перемещение перпендикулярны
4) среди предложенных ответов нет верного

А2. При помощи крана груз весом 25 кН подняли на вы­соту 20 м. Какую работу при этом совершили? (Сопротив­лением воздуха пренебречь.)

1) 1,25 кДж
2) 12,5 кДж
3) 50 кДж
4) 500 кДж

А3. Сила тяги лодочного мотора равна 400 Н. Какую мощ­ность развивает мотор при перемещении лодки на 20 м по направлению действия силы тяги за 2 с движения?

1) 10 Вт
2) 1 кВт
3) 4 кВт
4) 16 кВт

А4. На рычаг АВ в точке А действует сила F, равная 30 Н. Какую силу надо приложить к рычагу в точке В, чтобы он находился в равновесии?

Рычаг АВ 1 вариант

1) 10 Н
2) 20 Н
3) 40 Н
4) 60 н

A5. Кинетической энергией Ek называется энергия:

1) которой обладает тело вследствие своего движения
2) которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела
3) которая зависит и от взаимного положения взаимодействующих тел, и от скорости их движения
4) ответы 1 и 2

А6. Груз равномерно опустили на 12 м, а затем равномер­но подняли на ту же высоту. Одинаковая ли по численно­му значению работа при этом совершена?

1) нет, при спуске совершена большая работа
2) нет, при подъеме совершена большая работа
3) да, совершена одинаковая работа
4) невозможно ответить

В1. Кинетическая энергия тела, движущегося со скоро­стью 5 м/с, равна 300 Дж. Чему равна масса этого тела?

В2. Давление воды в цилиндре нагнетательного насо­са равно 1200 кПа. Вычислите работу по перемещению поршня площадью 400 см 2 на расстояние 50 см.

C1. Сила тяги тепловоза равна 245 кН. Мощность двигателей 3000 кВт. За какое время поезд при равномерном движении пройдет путь, равный 15 км?

С2. Оконную штору массой 1,4 кг и длиной 2 м намотали на тонкий валик наверху окна. Какую при этом соверши­ли работу? (Трением и весом пренебречь.)

Вариант 2

A1. Когда работа силы считается отрицательной?

1) когда сила и перемещение сонаправлены
2) когда сила и перемещение направлены в противоположные стороны
3) когда сила и перемещение перпендикулярны
4) среди предложенных ответов нет верного

А2. Тело под действием горизонтальной силы 200 Н перемещается в направлении действия силы на 4 м. Вычислите работу, совершаемую этой силой.

1) 50 Дж
2) 80 Дж
3) 0,8 кДж
4) 8 кДж

А3. Подъемник за 10 мин поднимает груз весом 200 кН на высоту 12 м. Определите мощность двигателя, необ­ходимую для совершения этой работы.

1) 4 кВт
2) 14,4 кВт
3) 40 кВт
4) 144 кВт

А4. На рычаг АВ в точке В действует сила F, равная 60 Н. Какую силу надо приложить к рычагу в точке А, чтобы он находился в равновесии?

Рычаг АВ 2 вариант

1) 10 H
2) 20 Н
3) 40 Н
4) 90 Н

А5. Потенциальной энергией Еp называется энергия:

1) которой обладает тело вследствие своего движения
2) которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела
3) которая зависит от взаимного положения взаимодействующих тел, и скорости их движения
4) ответы 1 и 2

А6. Какое из приведенных утверждений является опреде­лением КПД механизма?

1) произведение полезной работы на полную работу
2) отношение полезной работы к полной работе
3) отношение полной работы к полезной работе
4) отношение работы ко времени, за которое она была совершена

В1. Кинетическая энергия тела, движущегося со скоро­стью 5 м/с, равна 100 Дж. Чему равна масса этого тела?

В2. Среднее давление газов на поршень в цилиндре дви­гателя трактора равно 5 · 10 5 Па, ход поршня 15,2 см, пло­щадь 120 см 2 . Чему равна работа за один ход поршня?

Читайте также:  Как определить оптическую мощность

C1. По льду озера санки весом 20 Н были перемещены на 10 м. Чему равна работа силы тяжести на этом пути?

С2. Какую мощность необходимо развить, чтобы сжать пружину на 4 см в течение 5 с, если для ее сжатия на 1 см требуется сила 24,5 Н?

Ответы на тест по физике Механическая работа, мощность, энергия. Простые механизмы 9 класс
Вариант 1
А1-1
А2-4
А3-3
А4-2
А5-1
А6-3
В1. 24 кг
В2. 24 кДж
С1. за 20,4 мин
С2. 14 Дж
Вариант 2
А1-2
А2-3
А3-1
А4-3
А5-2
А6-2
В1. 8 кг
В2. 912 Дж
С1. 0
С2. 360 Вт

Источник



§ 20. Механическая работа и мощность (окончание)

6. Работа силы тяжести и силы упругости на замкнутой траектории равна нулю.

Силы, работа которых на любой замкнутой траектории равна нулю (или не зависит от формы траектории), называют консервативными.

Рис. 71

Неконсервативной является сила трения. Например, тело перемещается из точки 1 в точку 2 сначала по прямой 12 (рис. 71), а затем по ломаной линии 132. На каждом участке траектории сила трения одинакова. В первом случае работа силы трения

7. Из курса физики 7 класса вы знаете, что важной устройств, которые совершают работу, является мощность.

Мощностью называют физическую величину, равную отношению работы к промежутку времени, за который она совершена.

Мощность характеризует быстроту выполнения работы. Единица мощности в СИ — ватт (1 Вт):

ватт

За единицу мощности принимают такую мощность, при которой работа 1 Дж совершается за 1 с.

Вопросы для самопроверки

1. Что называют работой? Какова единица работы в СИ?

2. В каком случае сила совершает отрицательную работу; положительную работу?

3. По какой формуле вычисляют работу силы тяжести; силы упругости?

4. Как рассчитать работу, используя график зависимости F(s)?

5. Какие силы называют консервативными; неконсервативными?

6*. Докажите, что работа силы тяжести и силы упругости не зависит от формы траектории.

7. Что называют мощностью? Какова единица мощности в СИ?

1. Мальчика везут на санках, прикладывая силу 20 Н. Верёвка, за которую тянут санки, составляет угол 30° с горизонтом. Чему равна работа силы упругости, возникающей в верёвке, если санки переместились на 100 м?

2. Спортсмен массой 65 кг прыгает в воду с вышки, находящейся на высоте 3 м над поверхностью воды. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на спортсмена, при его движении до поверхности воды?

3. Под действием силы упругости длина деформированной пружины жёсткостью 200 Н/м уменьшилась на 4 см. Чему равна работа силы упругости?

4*. Докажите, что работа переменной силы численно равна площади фигуры, ограниченной графиком зависимости силы от координаты и координатными осями.

5. Чему равна сила тяги двигателя автомобиля, если при постоянной скорости 108 км/ч он развивает мощность 54 кВт?

Источник

Механическая работа. Мощность

1. Механическая работа ​ \( A \) ​ — физическая величина, равная произведению вектора силы, действующей на тело, и вектора его перемещения: ​ \( A=\vec\vec \) ​. Работа — скалярная величина, характеризуется числовым значением и единицей.

За единицу работы принимают 1 джоуль (1 Дж). Это такая работа, которую совершает сила 1 Н на пути 1 м.

2. Если сила, действующая на тело, составляет некоторый угол ​ \( \alpha \) ​ с перемещением, то проекция силы ​ \( F \) ​ на ось X равна ​ \( F_x \) ​ (рис. 42).

Поскольку ​ \( F_x=F\cdot\cos\alpha \) ​, то \( A=FS\cos\alpha \) .

Таким образом, работа постоянной силы равна произведению модулей векторов силы и перемещения и косинуса угла между этими векторами.

3. Если сила ​ \( F \) ​ = 0 или перемещение ​ \( S \) ​ = 0, то механическая работа равна нулю ​ \( A \) ​ = 0. Работа равна нулю, если вектор силы перпендикулярен вектору перемещения, т.е. ​ \( \cos90^\circ \) ​ = 0. Так, нулю равна работа силы, сообщающей телу центростремительное ускорение при его равномерном движении по окружности, так как эта сила перпендикулярна направлению движения тела в любой точке траектории.

Читайте также:  Определить производственная мощность цеха составляла

4. Работа силы можетбыть как положительной, так и отрицательной. Работа положительная ​ \( A \) ​ > 0, если угол 90° > ​ \( \alpha \) ​ ≥ 0°; если угол 180° > ​ \( \alpha \) ​ ≥ 90°, то работа отрицательная ​ \( A \) ​ \( \alpha \) ​ = 0°, то ​ \( \cos\alpha \) ​ = 1, ​ \( A=FS \) ​. Если угол ​ \( \alpha \) ​ = 180°, то ​ \( \cos\alpha \) ​ = -1, ​ \( A=-FS \) ​.

5. При свободном падении с высоты ​ \( h \) ​ тело массой ​ \( m \) ​ перемещается из положения 1 в положение 2 (рис. 43). При этом сила тяжести совершает работу, равную:

​При движении тела вертикально вниз сила и перемещение направлены в одну сторону, и сила тяжести совершает положительную работу.

Если тело поднимается вверх, то сила тяжести направлена вниз, а перемещение вверх, то сила тяжести совершает отрицательную работу, т.е.

6. Работу можно представить графически. На рисунке изображён график зависимости силы тяжести от высоты тела относительно поверхности Земли (рис. 44). Графически работа силы тяжести равна площади фигуры (прямоугольника), ограниченного графиком, координатными осями и перпендикуляром, восставленным к оси абсцисс
в точке ​ \( h \) ​.

Графиком зависимости силы упругости от удлинения пружины является прямая, проходящая через начало координат (рис. 45). По аналогии с работой силы тяжести работа силы упругости равна площади треугольника, ограниченного графиком, координатными осями и перпендикуляром, восставленным к оси абсцисс в точке ​ \( x \) ​.
​ \( A=Fx/2=kx\cdot x/2 \) ​.

7. Работа силы тяжести не зависит от формы траектории, по которой перемещается тело; она зависит от начального и конечного положений тела. Пусть тело сначала перемещается из точки А в точку В по траектории АВ (рис. 46). Работа силы тяжести в этом случае

Пусть теперь тело движется из точки А в точку В сначала вдоль наклонной плоскости АС, затем вдоль основания наклонной плоскости ВС. Работа силы тяжести при перемещении по ВС равна нулю. Работа силы тяжести при перемещении по АС равна произведению проекции силы тяжести на наклонную плоскость ​ \( mg\sin\alpha \) ​ и длины наклонной плоскости, т.е. ​ \( A_=mg\sin\alpha\cdot l \) ​. Произведение ​ \( l\cdot\sin\alpha=h \) ​. Тогда \( A_=mgh \) . Работа силы тяжести при перемещении тела по двум различным траекториям не зависит от формы траектории, а зависит от начального и конечного положений тела.

Работа силы упругости также не зависит от формы траектории.

Предположим, что тело перемещается из точки А в точку В по траектории АСВ, а затем из точки В в точку А по траектории ВА. При движении по траектории АСВ сила тяжести совершает положительную работу, при движении по траектории В А работа силы тяжести отрицательна, равная по модулю работе при движении по траектории АСВ. Следовательно работа силы тяжести по замкнутой траектории равна нулю. То же относится и к работе силы упругости.

Силы, работа которых не зависит от формы траектории и по замкнутой траектории равна нулю, называют консервативными. К консервативным силам относятся сила тяжести и сила упругости.

8. Силы, работа которых зависит от формы пути, называют неконсервативными. Неконсервативной является сила трения. Если тело перемещается из точки А в точку В (рис. 47) сначала по прямой, а затем по ломаной линии АСВ, то в первом случае работа силы трения ​ \( A_=-Fl_ \) ​, а во втором ​ \( A_=A_+A_ \) ​, \( A_=-Fl_-Fl_ \) .

Следовательно, работа ​ \( A_ \) ​ не равна работе ​ \( A_ \) ​.

9. Мощностью называется физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена. Мощность характеризует быстроту совершения работы.

Мощность обозначается буквой ​ \( N \) ​.

Единица мощности: ​ \( [N]=[A]/[t] \) ​. ​ \( [N] \) ​ = 1 Дж/1 с = 1 Дж/с. Эта единица называется ватт (Вт). Один ватт — такая мощность, при которой работа 1 Дж совершается за 1 с.

Читайте также:  Формула расчета спектральной мощности

10. Мощность, развиваемая двигателем, равна: ​ \( N = A/t \) ​, ​ \( A=F\cdot S \) ​, откуда ​ \( N=FS/t \) ​. Отношение перемещения ко времени представляет собой скорость движения: ​ \( S/t = v \) ​. Откуда ​ \( N = Fv \) ​.

Из полученной формулы видно, что при постоянной силе сопротивления скорость движения прямо пропорциональна мощности двигателя.

В различных машинах и механизмах происходит преобразование механической энергии. За счёт энергии при её преобразовании совершается работа. При этом на совершение полезной работы расходуется только часть энергии. Некоторая часть энергии тратится на совершение работы против сил трения. Таким образом, любая машина характеризуется величиной, показывающей, какая часть передаваемой ей энергии используется полезно. Эта величина называется коэффициентом полезного действия (КПД).

Коэффициентом полезного действия называют величину, равную отношению полезной работы ​ \( (A_п) \) ​ ко всей совершённой работе \( (A_с) \) : ​ \( \eta=A_п/A_с \) ​. Выражают КПД в процентах.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Работа определяется по формуле

1) ​ \( A=Fv \) ​
2) \( A=N/t \) ​
3) \( A=mv \) ​
4) \( A=FS \) ​

2. Груз равномерно поднимают вертикально вверх за привязанную к нему верёвку. Работа силы тяжести в этом случае

1) равна нулю
2) положительная
3) отрицательная
4) больше работы силы упругости

3. Ящик тянут за привязанную к нему верёвку, составляющую угол 60° с горизонтом, прикладывая силу 30 Н. Какова работа этой силы, если модуль перемещения равен 10 м?

1) 300 Дж
2) 150 Дж
3) 3 Дж
4) 1,5 Дж

4. Искусственный спутник Земли, масса которого равна ​ \( m \) ​, равномерно движется по круговой орбите радиусом ​ \( R \) ​. Работа, совершаемая силой тяжести за время, равное периоду обращения, равна

1) ​ \( mgR \) ​
2) ​ \( \pi mgR \) ​
3) \( 2\pi mgR \) ​
4) ​ \( 0 \) ​

5. Автомобиль массой 1,2 т проехал 800 м по горизонтальной дороге. Какая работа была совершена при этом силой трения, если коэффициент трения 0,1?

1) -960 кДж
2) -96 кДж
3) 960 кДж
4) 96 кДж

6. Пружину жёсткостью 200 Н/м растянули на 5 см. Какую работу совершит сила упругости при возвращении пружины в состояние равновесия?

1) 0,25 Дж
2) 5 Дж
3) 250 Дж
4) 500 Дж

7. Шарики одинаковой массы скатываются с горки по трём разным желобам, как показано на рисунке. В каком случае работа силы тяжести будет наибольшей?

1) 1
2) 2
3) 3
4) работа во всех случаях одинакова

8. Работа по замкнутой траектории равна нулю

А. Силы трения
Б. Силы упругости

Верным является ответ

1) и А, и Б
2) только А
3) только Б
4) ни А, ни Б

9. Единицей мощности в СИ является

10. Чему равна полезная работа, если совершённая работа составляет 1000 Дж, а КПД двигателя 40 %?

1) 40000 Дж
2) 1000 Дж
3) 400 Дж
4) 25 Дж

11. Установите соответствие между работой силы (в левом столбце таблицы) и знаком работы (в правом столбце таблицы). В ответе запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

РАБОТА СИЛЫ
A. Работа силы упругости при растяжении пружины
Б. Работа силы трения
B. Работа силы тяжести при падении тела

ЗНАК РАБОТЫ
1) положительная
2) отрицательная
3) равна нулю

12. Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Работа силы тяжести не зависит от формы траектории.
2) Работа совершается при любом перемещении тела.
3) Работа силы трения скольжения всегда отрицательна.
4) Работа силы упругости по замкнутому контуру не равна нулю.
5) Работа силы трения не зависит от формы траектории.

Часть 2

13. Лебёдка равномерно поднимает груз массой 300 кг на высоту 3 м за 10 с. Какова мощность лебёдки?

Источник

Adblock
detector