Фізика. 7 клас. Сиротюк

Перевірте свої знання. Механічна робота та енергія

Контрольні запитання

1. У яких випадках можна сказати, що тіло має енергію?

2. Від яких величин залежить потенціальна енергія піднятого над Землею тіла?

3. Від яких величин залежить потенціальна енергія пружно деформованого тіла?

4. Від яких величин залежить кінетична енергія тіла?

5. Які зміни енергії відбуваються під час падіння води з греблі?

6. Для яких фізичних величин одиницею в СІ є 1 джоуль?

7. Що таке машина і механізм? Чим вони різняться? Наведіть приклади використання простих механізмів на будівельному майданчику.

8. Про що свідчить правило рівноваги важеля або правило моментів сил?

9. У чому програють, користуючись важелем, рухомим блоком, похилою площиною, які дають виграш у силі?

10. У чому полягає «золоте правило» механіки?

11. Чому при застосуванні механізмів для піднімання вантажів і подолання інших опорів корисна робота не дорівнює повній (затраченій)?

12. Що таке коефіцієнт корисної дії (ККД)? Чи може він бути більшим за одиницю?

Що я знаю і вмію робити

Я знаю, які є одиниці фізичних величин.

1. Замість крапок вставте відповідні значення фізичних величин:

Я вмію визначати механічну роботу, яку виконує тіло, і потужність механізму.

2. Два хлопці масою 40 кг кожен піднялися на гору заввишки 50 м. Один піднімався прямо вгору, а другий ішов угору по спіралі. Який з хлопців виконав більшу роботу? Обчисліть її.

3. Обчисліть «у ватах» потужність серця спортсмена під час змагань, знаючи, що за одне скорочення воно виконує роботу 16 Дж і за одну хвилину робить 240 скорочень.

4. Вітрові електростанції є екологічно чистими й дешевими. Потужність вітродвигуна дорівнює 2 500 000 Вт. Яку роботу може виконати такий двигун за 1 добу?

Я знаю, які є види енергії.

5. За рахунок якої енергії іде годинник, рухається снаряд у стволі гармати, піднімається ракета, тече вода в річці, обертаються крила вітрової електростанції?

Я вмію визначати енергію тіла.

6. Пружину жорсткістю 200 Н/м стиснули на 5 см за допомогою тіла масою 200 г. Якої потенціальної енергії надали пружині? Якої найбільшої швидкості набуде тіло, коли пружина розпрямиться? Якою буде кінетична енергія цього тіла?

Мал. 297

Я знаю, які є прості механізми.

7. Які частини тіл живих організмів можна розглядати як прості механізми?

8. Які прості механізми зображено на малюнку 297? Яке їх призначення?

Я вмію визначати, який виграш у силі дають прості механізми.

9. Визначте виграш у силі під час використання ножиць.

10. Який виграш у силі можна отримати за допомогою важеля завдовжки 2 м, якщо вісь обертання розташована на відстані 20 см від вантажу?

11. Який виграш у силі можна отримати за допомогою системи блоків, яка складається з трьох рухомих і трьох нерухомих блоків?

12. До пружини, закріпленої у штативі, підвісили гирю масою 1 кг (мал. 298). Використовуючи малюнок, визначте: а) видовження пружини; б) які сили діють на гирю; пружину. Зобразіть їх на малюнку; в) значення сили тяжіння, яка діє на гирю; г) коефіцієнт жорсткості пружини; д) значення сили пружності, яка діє на пружину; е) потенціальну енергію гирі; є) потенціальну енергію пружини. Порівняйте потенціальну енергію гирі та потенціальну енергію пружини. Зробіть висновки.

Я знаю умову рівноваги важеля.

13. До коромисла терезів підвісили два циліндри однакової маси: свинцевий та алюмінієвий. Терези перебувають у рівновазі. Чи порушиться рівновага, якщо обидва циліндри опустити у воду? У гас?

Я вмію визначати ККД простого механізму.

14. У нагнітальному водяному насосі ручка під дією сили 15 Н переміщується на відстань 40 см за один рух поршня. Поршень насоса створює опір 50 Н і піднімається на висоту 10 см. Визначте ККД насоса.

Я вмію конструювати і винаходити.

15. «Бампер». Спереду та позаду легкових автомобілів (мал. 299) встановлюються бампери, які в разі зіткнення транспортних засобів з перешкодами, деформуючись, хоча б частково беруть удар на себе і таким чином «гасять» енергію удару. Для кращого поглинання енергії оболонки бамперів можуть наповнюватися пінополіуретаном або іншою пористою речовиною.

Мал. 298

В окремих випадках конструкції бамперів містять у собі пластмасові вставки, пружинні або гідравлічні амортизатори, які пом'якшують удар під час зіткнення автомобіля з перешкодою. Запропонуйте пристрій (бампер, приставку до нього тощо) або ж інші пристрої чи способи, які б максимально убезпечували від травм пасажирів під час зіткнення автомобіля з перешкодою.

16. «ГЕС без греблі». Греблі ГЕС створюють велику кількість екологічних, економічних та інших проблем. Наприклад, підняття греблею рівня води в річці призводить до затоплення значних територій, перешкоджає проходу риби у верхів'я річки під час нересту, створює проблеми для річкового транспорту тощо. Запропонуйте пристрій, який би достатньо ефективно перетворював енергію руху води в інші види енергії, а принцип його дії не потребував би створення гребель.

Мал. 299

17. «Енергія вітру». Одним з недоліків вітрових двигунів є шум, що виникає під час обертання їх лопатей, - такої частоти, що дуже негативно впливає на тварин. Запропонуйте свій варіант вітрового двигуна, який би не мав цього недоліку.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

Варіант 1

1. У яких з перелічених випадків виконується механічна робота?

  • А сталева кулька котиться по горизонтальному столу
  • Б цегла лежить на землі
  • В кран піднімає вантаж
  • Г вантаж висить на нитці

2. Повітряний потік підняв яструба масою 400 г на висоту 70 м. Яку роботу виконала сила, що підняла птаха?

  • А 280 Дж
  • Б 28 Дж
  • В 2,8 Дж
  • Г 300 Дж

3. Яку потужність розвиває людина, яка за 15 с піднімає відро води вагою 120 Н з колодязя завглибшки 20 м?

  • А 160 Вт
  • Б 90 Вт
  • В 360 Вт
  • Г 120 Вт

4. Яку роботу може виконати двигун мопеда потужністю 600 Вт за 5 хв?

  • А 180 кДж
  • Б 3000 Дж
  • В 1800 Дж
  • Г правильної відповіді немає

5. Якої маси тіло підняли на висоту 10 м над Землею, якщо його потенціальна енергія дорівнює 1200 Дж?

  • А 120 кг
  • Б 1,2 кг
  • В 12 кг
  • Г 1200 кг

6. Якої потенціальної енергії надали пружині жорсткістю 100 Н/м, якщо її розтягнули на 10 см?

  • А 10 Дж
  • Б 1 Дж
  • В 0,1 Дж
  • Г 0,5 Дж

7. Автомобіль масою 2 т рухається зі швидкістю 20 м/с. Яка його кінетична енергія?

  • А 80 кДж
  • Б 800 кДж
  • В 40 кДж
  • Г 400 кДж

8. Яку силу треба прикласти до важеля завдовжки 2 м, щоб підняти камінь масою 100 кг, якщо точка опори розташована на відстані 40 см від каменя?

  • А 25 Н
  • Б 250 Н
  • В 2500 Н
  • Г правильної відповіді немає

9. Який вантаж можна підняти, використавши рухомий і нерухомий блоки й приклавши силу 200 Н?

  • А 20 кг
  • Б 200 кг
  • В 100 кг
  • Г 40 кг

10. Який з простих механізмів належить до похилої площини?

  • А блок
  • Б кпин
  • В важіль
  • Г немає таких

11. Яку корисну роботу треба виконати, щоб підняти на висоту 2 м по похилій площині бочку масою 200 кг?

  • А 200 Дж
  • Б 400 Дж
  • В 4000 Дж
  • Г 40 кДж

12. Висота похилої площини дорівнює 1 м, а довжина - 10 м. Щоб підняти по цій площині вантаж масою 150 кг, потрібна сила 250 Н. Визначте ККД похилої площини.

  • А 56 %
  • Б 60 %
  • В 75 %
  • Г правильної відповіді немає

Варіант 2

1. У яких з наведених випадків виконується механічна робота?

  • А сталева кулька, випущена з рук, падає на землю
  • Б на столі стоїть гиря
  • В по гладенькій горизонтальній поверхні скла котиться металева кулька
  • Г людина, яка стоїть на місці, тримає на плечах мішок із цукром

2. Робітник за допомогою рухомого блока підняв вантаж на висоту 1 м, приклавши до вільного кінця мотузки силу 160 Н. Яку роботу він виконав?

  • А 80 Дж
  • Б 160 Дж
  • В 240 Дж
  • Г 320 Дж

3. Яку потужність розвиває трактор, рівномірно рухаючись на першій швидкості (v = 3,6 км/год), якщо сила тяги трактора дорівнює 12 кН?

  • А 12 кВт
  • Б 43,2 кВт
  • В 120 кВт
  • Г 1,2 кВт

4. Яку роботу виконує серце людини потужністю 1 Вт за 10 хв?

  • А 1,6 Дж
  • Б 0,0016 Дж
  • В 0,016 Дж
  • Г правильної відповіді немає

5. На яку висоту підняли тіло масою 2 кг над Землею, якщо його потенціальна енергія дорівнює 600 Дж?

  • А 300 м
  • Б 30 м
  • В 3 м
  • Г 3000 м

6. Пружину жорсткістю 40 Н/м стиснули на 5 см. Яка її потенціальна енергія?

  • А 2 Дж
  • Б 1 Дж
  • В 0,05 Дж
  • Г 0,9 Дж

7. Трактор масою 10 т рухається зі швидкістю 5 м/с. Яка його кінетична енергія?

  • А 250 кДж
  • Б 25 кДж
  • В 12,5 кДж
  • Г 125 кДж

8. Яку силу треба прикласти до лома завдовжки 1,2 м, щоб підняти бетонний блок масою 250 кг, якщо точка опори розташована на відстані 20 см від блока?

  • А 200 Н
  • Б 2500 Н
  • В 1000 Н
  • Г правильної відповіді немає

9. Який вантаж можна підняти, використавши рухомий і два нерухомих блоки та приклавши силу 100 Н?

  • А 20 кг
  • Б 10 кг
  • В 100 кг
  • Г 40 кг

10. Який із простих механізмів є важелем?

  • А блок
  • Б клин
  • В гвинт

11. Яку корисну роботу треба виконати, щоб підняти на висоту 3 м по похилій площині колоду масою 400 кг?

  • А 1200 ДЖ
  • Б 12 кДж
  • В 4000 Дж
  • Г 120 кДж

12. Висота похилої дороги дорівнює 10 м, а довжина - 100 м. Щоб підняти по цій площині автомобіль масою 1000 кг, потрібно прикласти силу 2500 Н. Визначте ККД похилої дороги.

  • А 50 %
  • Б 60 %
  • В 40 %
  • Г правильної відповіді немає
ГДЗ до підручника можна знайти тут.