Работа, мощность, энергия

Рабочая тетрадь по физике 7 класс Т.А. Ханнанова (к учебнику А.В. Перышкина)

Задание 55.1 Заполните пропуски в тексте, используя слова: тело; сила; работа.

Задание 55.2 Штангист совершает различные действия. Поставьте знак «+», если в описанной ситуации штангист совершает над штангой положительную работу, знак «–» – если отрицательную, и число «0», если работа над штангой не совершается.

Задание 55.3 При помощи механизма равномерно поднимают груз вертикально вверх на высоту 2 м, прикладывая силу 500 Н. какую работу при этом совершает приложенная к грузу сила?

Задание 55.4 Мраморную плиту объёмом 2 м3 равномерно поднимают вверх на высоту 4 м с помощью троса. Какую работу при этом совершает сила тяжести, действующая на плиту?

Задание 55.5 Запишите значения работы в указанных единицах.

Задание 55.6 Какую работу совершит мальчик, равномерно переместив санки на расстояние 5 м, прикладывая в горизонтальном направлении силу 3 Н? какую работу при этом совершит сила трения, действующая на санки?

Задание 56.1 Какова средняя мощность силы, если:

Задание 56.2 Выберите правильное утверждение.

Задание 56.3. Сравните мощности двух механизмов, выразив вначале их значения в единицах СИ, а затем поставив между ними подходящие по смыслу знаки.

Задание 56.4. Мощность ракетного двигателя 15 000 кВт. Какую работу он совершает за 10 с полёта?

Задание 56.5. Какую мощность развивает сила при равномерном поднятии груза массой 100 кг на высоту 0,5 м за 0,4 с?

Задание 56.6. Рабочие равномерно тянут тележки разной массы, прикладывая к ним разные силы тяги F1 и F2. На рисунке изображены в масштабе силы, действующие на тележки со стороны рабочих, и скорости тележек. Сравните мощности сил F1 и F2. Ответ поясните.

Задание 56.7. Докажите, что если направление приложенной к телу силы совпадает с направлением скорости этого тела при равномерном движении, мощность этой силы равна

Задание 57.1. Заполните пропуски в тексте.
В быту, строительстве и других видах своей деятельности человек использует различные приспособления, которые позволяют получить выигрыш в силе или просто изменить направление действия силы. Приспособления, служащие для преобразования силы, называются механизмами.

Задание 57.2. Перечислите три простых механизма и приведите примеры их использования.

Задание 58.1. а)Отметьте на рисунках точкой О неподвижную точку рычага (точку опоры). б) Изобразите силы, действующие на рычаг со стороны человека и груза.

Задание 58.2. На каждом рисунке точкой О обозначена точка опоры. покажите плечо каждой силы, действующей на рычаг, и обозначьте его соответственно l1 или l2.

Задание 58.3. На рычаг, находящийся в равновесии, действуют две силы F1 и F2, имеющие плечи l1 и l2 соответственно. Зачеркните все ошибочные алгебраические выражения.

Задание 58.4. В точке А к рычагу подвешено два груза массой по 102 г. Груз какой массы надо подвесить в точке В для того, чтобы рычаг сохранил равновесие?

Задание 58.5. Какую силу показывает динамометр в каждом случае, если рычаг находится в равновесии? Масса каждого груза 102 г.

Задание 59.1. Выберите правильное окончание определения момента силы. Момент силы – это…
произведение модуля силы на плечо этой силы

Задание 59.2. На рисунке показаны рычаги, к которым приложены силы.

Задание 59.3. Выберите правильное утверждение.
Единицей момента силы в СИ является … .

Задание 59.4. Определите момент силы, равной по модулю 40 Н, плечо которой 4 см.

Задание 59.5. На рычаг действуют две силы: 10 Н и 6 Н. плечо каждой силы соответственно равно 24 см и 40 см. первая силы вращает рычаг по ходу часовой стрелки, вторая – против хода часовой стрелки. Находится ли рычаг в равновесии? Ответ обоснуйте.

Задание 60.1. Рабочий удерживает рычаг малой массы в равновесии, прикладывая силу F. На рисунке схематично показаны силы, действующие на рычаг со стороны руки, опоры и груза. Силу тяжести, действующую на рычаг, не учитываем, так как его масса мала. Выполните задания.

Задание 60.2. Человек удерживает на палке груз массой 5 кг. Определите силу давления F палки на плечо. Массой палки пренебречь.

Задание 60.3. Рабочий поднимает груз одинаковой массы с помощью веревки (рис. а) и рычага малой массы (рис. б). Оцените по рисунку, во сколько раз меньшую силу прикладывает рабочий во втором случае, чем в первом.

Задание 60.4. Легкий рычаг находится в равновесии под действием веса груза массой 500 г и силы давления штока АВ поршня, с помощью которого газ удерживается в закрытом сосуде.

Задание 61.1. Заполните пропуски в тексте.


Задание 61.2. Груз какой максимальной массы можно поднять с помощью подвижного лёгкого блока, прикладывая к верёвке силу 200 Н? массой блока пренебречь. Ответ обоснуйте.

Задание 61.3. На рисунке показан подвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз.
а) На рисунке отметьте точку опоры рычага, соответствующего этому блоку, изобразите действующие на него силы и покажите плечи этих сил.
б) Определите массу груза. Массой блока пренебречь. Ответ обоснуйте.

Задание 61.4. На рисунке показана система из двух блоков, которая часто используется на практике.

Задание 62.1. Рабочий использует неподвижный блок для подъема груза массой 12 кг на высоту 2 м, держа веревку так, что она образует с вертикалью угол 0 0С (рис. а), 45 0С (рис. б) и 60 0С (рис. в). Какую работу совершает рабочий в каждом случае? Ответ поясните.

Задание 62.2. Груз массой 204 г поднимают на высоту 50 см вначале только с помощью нити, а затем с помощью нити и подвижного блока.

Задание 62.3. Двое рабочих равномерно поднимают ведра с раствором, массой 14 кг каждое, с земли на высоту 4 м: первый – стоя на земле, при помощи системы блоков, второй – высунувшись из окна и подтягивая ведро только с помощью веревки.

Задание 63.1. Заполните пропуски в тексте.

Задание 63.2. На рисунке отметьте центр тяжести каждой плоской фигуры, находящийся в точке пересечения диагоналей (рис. а, б), диаметров ( рис. в) или медиан (рис. г).

Задание 63.3. 
Проделайте опыт по определению положения центра тяжести треугольника, вырезанного из картона. Подвесьте треугольник на нити за одну из вершин и прикрепите к той же вершине отвес. Проведите вдоль отвеса вертикальную линию на треугольнике. Затем подвесьте фигуру вместе с отвесом за другую вершину, проведите ещё вертикальную линию и обозначьте точку пересечения этих линий (см. рис.). Точка С является центром тяжести картонного треугольника.
Ответьте на вопросы.
Задание 63.4. На рисунках изображены плоские металлические фигуры и отмечены силы тяжести, действующие на их отдельные части.
а) отметьте положение центра тяжести всей фигуры;
б) нарисуйте равнодействующую указанных на рисунке сил — силу тяжести, действующую на всю фигуру, в масштабных единицах.
Задание 63.5. а) Заполните пропуски в тексте.
Задание 64.1. Заполните пропуски в тексте.
Задание 64.2. Обозначьте на каждом рисунке положение центра тяжести тела (точка С) и ось вращения этого тела (точка О). Напишите вид равновесия, в котором находится каждое тело.
Задание 64.3. На рисунке изображён металлический брусок в форме параллелепипеда в двух различных положениях.
а) Определите положение центра тяжести бруска в каждом случае.
б) Нарисуйте положение бруска и его центра тяжести, если брусок привести в неустойчивое равновесие.
в) С помощью транспортира измерьте величину угла поворота, необходимого для приведения бруска в неустойчивое равновесие, и результат запишите около рисунка.
Какое положение бруска является наиболее устойчивым? Ответ объясните.
Задание 64.4.1
Компьютерная модель «Устойчивость тел на плоскости» (см. раздел «Механика» в электронном пособии) позволяет изучить условия устойчивости составного тела из двух поставленных друг на друга кубиков разной плотности.
Проведите два виртуальных эксперимента. В первом опыте сверху расположите кубик плотностью 1 ед. (высотой 30 ед.), а снизу — кубик плотностью 5 ед. (высотой 30 ед.). Во втором опыте кубики разной плотности поменяйте местами. В каждом эксперименте выполните следующие действия.
1. Определите положение центра тяжести составного тела. На рисунке в тетради в масштабе изобразите силы тяжести, действующие на отдельные кубики, и равнодействующую этих сил.


2. На экране монитора постепенно увеличивайте угол наклона плоскости, на которой стоят кубики, до тех пор, пока прямая, вдоль которой направлена равнодействующая сил тяжести, не выйдет за пределы площади опоры и тело не упадёт.

3. Запишите в тетради величину угла поворота, необходимого для приведения составного тела в неустойчивое равновесие, и изобразите это положение тела на рисунке.
Сделайте вывод, в каком случае составное тело из двух кубиков находится в более устойчивом положении.
Задание 64.5. На машине нужно перевезти деревянные и железные бруски одних и тех же размеров. Как следует эти бруски расположить в кузове, чтобы устойчивость машины была наибольшей? Ответ обоснуйте.
Задание 64.6. Какая из приведённых на рисунке конструкций детских ходунков более устойчива? Ответ обоснуйте.
Задание 65.1. Рабочий закатывает тележку массой т = 50 кг на платформу высотой h = 80 см, прикладывая силу F = 125 Н. Длина наклонной плоскости I = 4 м. Определите КПД механизма.
Задание 65.2. По наклонной плоскости длиной I = 80 см поднимают равномерно брусок массой 102 г. При этом измеряют силу F, приложенную к бруску вдоль наклонной плоскости, и меняют высоту h наклонной плоскости. Полученные результаты измерений занесены в таблицу.
Задание 65.3. Допишите текст.
Задание 66.1. Заполните пропуски в тексте.
Задание 66.2. Выразите значения энергии в указанных единицах.
Задание 67.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова и формулы: положение; mgh; работа; mg(H + h).
Задание 67.2. Поставьте знак «+» в ячейки таблицы, если тело обладает соответствующей энергией.
Задание 67.3. Обозначьте на рисунке точки, где потенциальная энергия воланчика имеет максимальное (max) и минимальное (min) значения.
Задание 67.4. Определите потенциальную энергию гири относительно поверхности стола Еп1 и пола Еп2.
Задание 67.5. Шмель массой 10 г летит со скоростью 2 — на высоте 80 см над поверхностью земли. Рассчитайте кинетическую и потенциальную энергию шмеля относительно поверхности земли.
Задание 68.1. Заполните пропуски в тексте.
Задание 68.2. Мяч падает с балкона (точка 1), расположенного на высоте Н относительно поверхности земли. Во время падения мяч пролетает точку 2 (на высоте h/4) и касается поверхности земли в точке 3. Потенциальная энергия мяча в точке 1 равна 40 Дж.
б)Постройте диаграмму, характеризующую соотношение между потенциальной, кинетической и механической энергией мяча в точках 1, 2 и 3 траектории. Для этого на рисунке закрасьте столбики нужной высоты, используя для потенциальной энергии синий цвет, для кинетической — зелёный, для механической — чёрный.
Задание 68.3.
Камешек массой 50 г, подброшенный с поверхности земли вертикально вверх со скоростью 6,3 м/с- , достиг максимальной высоты hmах = 2 м.
б) Постройте диаграмму, характеризующую соотношение между кинетической, потенциальной и механической энергией камешка в разных точках траектории, используя для потенциальной энергии синий цвет, для кинетической — зелёный, для механической — чёрный.
Задание 68.4. Ребёнок подбросил мяч вверх. На рисунке показаны: пунктиром траектория мяча (рис. а) и график зависимости модуля скорости v мяча от времени t во время полёта (рис. б). Отметьте на графике точки, которые соответствуют положениям мяча 1,2 и 3.
Задание 68.5. Шарик колеблется на нити, перемещаясь между крайними точками 1 и 3.
а) Запишите по образцу участки траектории, на которых происходит изменение энергии шарика.
б) Поставьте знак «+» в нужные ячейки таблицы.