Вариант 1, страница 183 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Вариант 1

1. Механическая работа выполняется, если:

А) Тело остается в покое под действием приложенной силы.

В) Тело перемещается без воздействия силы.

С) Тело перемещается под воздействием силы.

D) Сила, приложенная к телу, направлена перпендикулярно перемещению.

2. Если сила, приложенная к телу, направлена в сторону противоположную перемещению, то совершенная работа:

А) Положительная.

В) Отрицательная.

С) Равна 0.

D) Меняет свое значение с отрицательного на положительное.

3. Бочка наполнена водой. Пользуясь ведром, половину воды из бочки вычерпала девочка, остальную часть - мальчик. Сравните работы, совершенные девочкой и мальчиком.

А) Работы равные.

В) Мальчик совершил большую работу, чем девочка.

С) Девочка совершила большую работу.

D) Сравнить невозможно, не дана высота бочки.

4. Брусок массой 0,5 кг приводят в движение, прилагая силу 2 Н в горизонтальном направлении. Определите работу силы тяжести, если тело переместили на 0,8 м.

A) 0.

В) 0,8 Дж.

С) 1,6 Дж.

D) 4,0 Дж.

5. Физическая величина, характеризующая быстроту выполнения работы.

А) Скорость.

В) Ускорение.

С) Единичная работа.

D) Мощность.

6. Основная единица измерения мощности:

А) Дж.

В) Вт.

С) H.

D) кВт · ч.

7. Определите мощность двигателя при подъеме тела массой 100 кг на высоту 10 м за 5 с.

А) 2 Вт.

В) 5 Вт.

С) 2 кВт.

D) 5 кВт.

1. Механическая работа по определению выполняется тогда, когда на тело действует сила, и под действием этой силы тело перемещается. Формула работы $A = F s \cos(\alpha)$. Для того чтобы работа не была равна нулю, необходимо, чтобы одновременно существовали и сила ($F \neq 0$), и перемещение ($s \neq 0$), и чтобы сила не была перпендикулярна перемещению ($\cos(\alpha) \neq 0$). Вариант C) "Тело перемещается под воздействием силы" является единственным правильным утверждением, описывающим это условие.

Ответ: C

2. Работа силы определяется формулой $A = F s \cos(\alpha)$, где $\alpha$ - угол между направлением силы и направлением перемещения. Если сила направлена в сторону, противоположную перемещению, то угол $\alpha$ между ними составляет $180^\circ$. Косинус этого угла равен $-1$ ($\cos(180^\circ) = -1$). Следовательно, работа будет отрицательной: $A = F s \cdot (-1) = -Fs$. Такая работа, например, совершается силой трения.

Ответ: B

3. Работа по поднятию воды из бочки совершается против силы тяжести и зависит от массы поднятой воды и высоты подъема ($A = mgh$). Девочка и мальчик вычерпали одинаковое количество воды по объему и, следовательно, по массе. Однако девочка вычерпывала верхнюю половину воды, а мальчик — нижнюю. Это означает, что средняя высота, с которой мальчику приходилось поднимать воду, была больше, чем средняя высота для девочки. Чтобы вычерпать воду, ее нужно поднять до края бочки. Мальчик поднимал воду с большей глубины. Таким образом, при одинаковой массе воды, мальчик совершил большую работу.

Ответ: B

4. Дано:

Масса бруска, $m = 0,5$ кг
Приложенная сила, $F = 2$ Н
Перемещение, $s = 0,8$ м

Найти:

Работу силы тяжести, $A_{тяж}$

Решение:

Работа, совершаемая силой, определяется по формуле $A = F s \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ - модуль силы, $\text{s}$ - модуль перемещения, а $\alpha$ - угол между вектором силы и вектором перемещения.
Сила тяжести ($F_{тяж}$) всегда направлена вертикально вниз.
Перемещение бруска, согласно условию, происходит в горизонтальном направлении.
Следовательно, угол $\alpha$ между вектором силы тяжести и вектором перемещения составляет $90^\circ$.
Косинус угла $90^\circ$ равен нулю: $\cos(90^\circ) = 0$.
Тогда работа силы тяжести равна: $A_{тяж} = F_{тяж} s \cos(90^\circ) = m g s \cdot 0 = 0$.

Ответ: A

5. Физическая величина, которая характеризует скорость выполнения работы, называется мощностью. Мощность ($\text{P}$) равна отношению работы ($\text{A}$) ко времени ($\text{t}$), за которое эта работа была совершена: $P = \frac{A}{t}$.

Ответ: D

6. Основной единицей измерения мощности в Международной системе единиц (СИ) является ватт (Вт). 1 Ватт - это такая мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 джоуль ($1 \text{ Вт} = 1 \text{ Дж/с}$). Джоуль (Дж) - единица работы, Ньютон (Н) - единица силы, а киловатт-час (кВт⋅ч) - внесистемная единица работы или энергии.

Ответ: B

7. Дано:

Масса тела, $m = 100$ кг
Высота подъема, $h = 10$ м
Время, $t = 5$ с
Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \frac{м}{с^2}$ (стандартное допущение в школьных задачах)

Найти:

Мощность двигателя, $\text{P}$

Решение:

1. Сначала найдем работу, которую совершает двигатель. Работа при подъеме тела на высоту $\text{h}$ равна изменению его потенциальной энергии:
$A = mgh$
$A = 100 \text{ кг} \cdot 10 \frac{м}{с^2} \cdot 10 \text{ м} = 10000 \text{ Дж}$
2. Теперь определим мощность. Мощность - это работа, деленная на время, за которое она была совершена:
$P = \frac{A}{t}$
$P = \frac{10000 \text{ Дж}}{5 \text{ с}} = 2000 \text{ Вт}$
3. Переведем ватты в киловатты, зная, что 1 кВт = 1000 Вт:
$2000 \text{ Вт} = 2 \text{ кВт}$

Ответ: C