Какой из рычагов изображенных на рисунках потребует приложение наименьшей силы чтобы поднять груз
На выполнение контрольной работы по физике отводится 40 минут. Работа состоит из 3-х частей и включает 10 заданий.
Часть 1 содержит 5 заданий (1–5). К каждому заданию приводится 4 варианта ответа, из которых только 1 верный. При выполнении задания части 1 в тетради для контрольных работ сделайте запись: «Часть 1», проставьте номера заданий и запишите номер выбранного ответа в контрольной работе. Если вы выбрали не тот номер, то зачеркните этот номер крестиком, а рядом поставьте номер правильного ответа.
Часть 2 включает 2 задания с кратким ответом (6–7). При выполнении заданий части 2 ответ записывается в тетради для контрольных работ. При этом делается запись: «Часть 2», проставляются номера заданий и записывается последовательность цифр ответа. В случае записи неверного ответа зачеркните его и запишите рядом новый.
Часть 3 содержит 3 задания (8–10), на которые следует дать развёрнутый ответ. Ответы на задания части 3 записываются в тетради для контрольных работ, после записи: «Часть 3».
При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.
Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. С целью экономии времени пропускайте задание, которое не удаётся выполнить сразу, и переходите к следующему. Если после выполнения всей работы у вас останется время, то можно вернуться к пропущенным заданиям.
Баллы, полученные вами за все выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать как можно большее количество баллов.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.
К каждому из заданий 1-5 даны 4 варианта ответа, из которых только 1 правильный. Номер этого ответа запишите в тетради.
На рисунке показана мензурка с жидкостью. Выберите правильное утверждение.
А) Объем жидкости в мензурке больше 25 мл
Б) Цена деления мензурки равна 2 мл
В) Цена деления мензурки равна 0,5 мл
Г) Мензурка – прибор для измерения объема газообразных тел
Выберите правильное утверждение.
А) твердые вещества сложные, а газы состоят из отдельных частиц
Б) твердые и жидкие вещества сложные, а газы состоят из отдельных частиц, между которыми есть промежутки
В) все вещества состоят из отдельных частиц между которыми есть промежутки
Г) все вещества сложные
На рисунках изображены некоторые из сил, действующих на тело и опору. Выберите правильное утверждение.
А) Сила F 1 – сила тяжести
Б) Сила F 2 – сила реакции опоры
В) Сила F 3 – вес тела
Г) Вес тела – это сила, действующая на это тело
По очень тонкому льду безопаснее не идти, а ползти. Выберите правильное утверждение.
А) У идущего человека площадь опоры больше, чем у ползущего.
Б) Ползущий человек давит на лед с меньшей силой, чем идущий.
В) Вес ползущего человека меньше, чем идущего.
Г) Ползущий человек оказывает на лед меньшее давление, чем идущий.
Какую силу надо приложить к рычагу в точке В, чтобы он остался в равновесии? В точке А приложена сила 4 Н.
При выполнении заданий с кратким ответом (задания 6-7) необходимо записать ответ в указанном в тексте задания месте.
Установите соответствие (логическую пару). К каждой строке, отмеченной буквой, подберите формулу, обозначенную цифрой. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1)
2)
3)
4)
5)
На рисунке представлен график зависимости скорости от времени. Выберите два верных утверждения.
1) Скорость тела 72 км/ч.
2) Тело за 4 с прошло путь 100 м.
3) Скорость тела меньше 54 км/ч.
4) За 1 минуту тело проходит путь, больший 2 км.
5) Тело двигалось равномерно.
Задание 8 представляет собой вопрос, на который необходимо дать письменный ответ. Полный ответ должен включать в себя не только ответ на вопрос, но и его развернутое логически связанное обоснование.
В ведро или бутылку нужно перелить молоко из литровой банки, чтобы его давление на дно стало меньше?
Для заданий 9-10 необходимо записать полное решение, которое включает запись каткого условия задачи (Дано), запись формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования и расчеты, приводящие к числовому ответу.
Какова плотность подвешенного к динамометру бруска, если при полном погружении бруска в керосин показание динамометра уменьшается с 12 Н до 8 Н. Нарисуйте рисунок, на котором укажите силы, действующие на брусок.
По наклонной плоскости перемещают груз весом 3,5 кН на высоту 1,4 м. Вычислить работу, совершаемую при этом, если КПД наклонной плоскости равен 60%. Нарисуйте пояснительный рисунок.
Итоговая контрольная работа
Инструкция по выполнению работы
На выполнение контрольной работы по физике отводится 40 минут. Работа состоит из 3-х частей и включает 10 заданий.
Часть 1 содержит 5 заданий (1–5). К каждому заданию приводится 4 варианта ответа, из которых только 1 верный. При выполнении задания части 1 в тетради для контрольных работ сделайте запись: «Часть 1», проставьте номера заданий и запишите номер выбранного ответа в контрольной работе. Если вы выбрали не тот номер, то зачеркните этот номер крестиком, а рядом поставьте номер правильного ответа.
Часть 2 включает 2 задания с кратким ответом (6–7). При выполнении заданий части 2 ответ записывается в тетради для контрольных работ. При этом делается запись: «Часть 2», проставляются номера заданий и записывается последовательность цифр ответа. В случае записи неверного ответа зачеркните его и запишите рядом новый.
Часть 3 содержит 3 задания (8–10), на которые следует дать развёрнутый ответ. Ответы на задания части 3 записываются в тетради для контрольных работ, после записи: «Часть 3».
При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.
Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. С целью экономии времени пропускайте задание, которое не удаётся выполнить сразу, и переходите к следующему. Если после выполнения всей работы у вас останется время, то можно вернуться к пропущенным заданиям.
Баллы, полученные вами за все выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать как можно большее количество баллов.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.
Однородный горизонтальный брус опирается левым концом A на подставку. Для того, чтобы брус находился в равновесии, к его правому концу B нужно приложить вертикально направленную силу F = 800 Н. Чему равна масса M бруса?
Брус находится в равновесии при условии равенства нулю суммы моментов всех действующих на него сил. Согласно правилу рычага, записанному относительно точки : Отсюда
Не понимаю, почему L для Mg равно L/2
Точка приложение силы тяжести — центр масс, который находится в середине бруса.
Правый груз массой m отцепляют от груза массой 3m и прикрепляют его к левому грузу массой m . Затем, перемещая точку приложения силы опять уравновешивают рейку (модуль силы при этом не меняется).
Определите, как в результате этого изменятся следующие физические величины: момент силы суммарный момент сил, действующих на левую половину рейки.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Рассмотрим, какой момент сил действует на левую половину рейки в первом и во втором случаях. Пусть расстояние от точки опоры до точки крепления груза массой 3m равно 2l. Подвижный блок действует как рычаг, у которого одно плечо вдвое больше другого, то есть на точку, которая находится на расстоянии 4l от точки опоры действует сила вдвое меньшая силы тяжести, действующей на блок. Момент сил, действующих на левую половину рейки равен в первом и во втором случае равны:
Суммарный момент сил, действующих на левую половину рейки уменьшился. Рейка находится в равновесии, когда сумма моментов всех сил, действующих на рейку равна нулю. В первом и во втором случае рейка находится в положении равновесия, значит, суммарный момент сил, действующих на неё не изменится. Момент сил, действующих на левую половину рейки должен быть равен моменту сил, действующих на правую половину рейки, следовательно, момент силы также уменьшился.
Правый груз массой m отцепляют от груза массой 3m и прикрепляют его к левому грузу массой m . Затем, перемещая точку приложения силы опять уравновешивают рейку (модуль силы при этом не меняется).
Определите, как в результате этого изменятся следующие физические величины: момент силы суммарный момент сил, действующих на левую половину рейки.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Рассмотрим, какой момент сил действует на левую половину рейки в первом и во втором случаях. Пусть расстояние от точки опоры до точки крепления груза массой 3m равно 2l. Подвижный блок действует как рычаг, у которого одно плечо вдвое больше другого, то есть на точку, которая находится на расстоянии 4l от точки опоры действует сила вдвое меньшая силы тяжести, действующей на блок. Момент сил, действующих на левую половину рейки равен в первом и во втором случае равны:
Суммарный момент сил, действующих на левую половину рейки уменьшился. Рейка находится в равновесии, когда сумма моментов всех сил, действующих на рейку равна нулю. В первом и во втором случае рейка находится в положении равновесия, значит, суммарный момент сил, действующих на неё не изменится. Момент сил, действующих на левую половину рейки должен быть равен моменту сил, действующих на правую половину рейки, следовательно, момент силы также уменьшился.
С древних времен люди используют различные устройства для совершения механической работы. Эти устройства позволяют поднимать груза большой массы или перемещать их. Они называются простыми механизмами.
Например, еще в Древнем Египте (около трех тысяч лет назад) использовали рычаги (рисунок 1). С их помощью передвигали и поднимали на большую высоту огромные каменные плиты.
Рисунок 1. Строительство пирамид по Геродоту (гравюра XVIII века).
В данном уроке мы рассмотрим этот механизм и его устройство. Именно рычаг дает возможность приложить меньшую силу, чем потребовалось бы без него. По этой причине рычаги присутствуют в составе сложных машин и устройств и в современном мире.
Устройство рычага
Взгляните на рисунок 2. В данном случае Образавр использует в качестве рычага обычную палку, чтобы поднять тяжелый камень.
Сила, с которой Образавр действует на палку (рычаг) меньше веса камня, но, тем не менее, у него получается сдвинуть этот камень. Это говорит о том, что с помощью рычага человек получает выигрыш в силе.
Таким образом, рычаги бывают двух видов (рисунок 3):
Рисунок 3 является схематическим изображением рычагов, показанных на рисунке 2.
Условие равновесия рычага
Рисунок 4. Рычаг.
А теперь взгляните на схему этого рычага (рисунок 4). Силы $F_1$ и $F_2$ направлены в одну сторону.
Рисунок 5. Схематическое изображение рычага.
Чтобы найти плечо силы, надо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы. Длина этого перпендикуляра и есть плечо данной силы.
Чтобы получить условие равновесия рычага, нужно провести опыты. К рычагу по обе стороны от точки опоры подвешиваются разные груза так, чтобы каждый раз рычаг оставался в равновесии. В каждом случае измеряются модули сил и их плечи. В нашем случае (рисунок 4) видно, что сила $2 \space Н$ уравновешивает силу $4 \space Н$. А плечо меньшей силы в 2 раза больше плеча большей силы.
С помощью таких опытов было установлено правило равновесия рычага:
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил
Из правила равновесия следует, что меньшей силой можно уравновесить большую силу при помощи рычага.
Например, возьмем рычаг, у которого одно плечо будет в 2 раза больше другого (как на рисунке 4). Приложим к точке A силу в $100 \space Н$. Тогда в точке B мы сможем уравновесить силу в $200 \space Н$ (в 2 раза большую). Если нам нужно поднять более тяжелый груз, то можно увеличить плечо рычага $l_1$, к которому мы прикладываем силу.
Примеры задач
Показать решение и ответ
Решение:
Запишем правило равновесия рычага:
Выразим отсюда силу $F_1$, которую прикладывает к рычагу рабочий:
$F_1 = F_2 \cdot \frac = gm \cdot \frac = 9.8 \frac \cdot 300 \space кг \cdot \frac = 2940 \space Н \cdot 0.2 = 588 \space Н$.
Ответ: $F_1 = 588 \space Н$.
- На рисунке 6 схематически изображен рычаг. Точка опоры находится в точке O. Одно деление на шкале рычага равно $10 \space см$. Какую массу должен иметь груз, подвешенный в точке A, чтобы рычаг находился в равновесии?
СИ:
$0.1 \space кг$
$0.2 \space кг$
$0.5 \space м$
$0.2 \space м$
Показать решение и ответ
Решение:
Найдем силу, которая будет действовать на рычаг в точке B. Эта сила будет равна весу $P_2$, с которым груза массой $m_1$ и $m_2$ действуют на подвес. Обозначим эту силу $F_2$.
$F_2 = P_2 = gm = g(m_1 + m_2) = 9.8 \frac \cdot (0.1 \space кг + 0.2 \space кг) = 9.8 \frac \cdot 0.3 \space кг \approx 3 \space Н$.
Запишем правило равновесия рычага:
Выразим отсюда и рассчитаем силу $F_1$, с которой будет действовать на рычаг груз неизвестной массы:
Сила $F_1$ будет равна весу $P_1$, с которым груз массой $m_3$ действуют на подвес:
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 61.2. 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).
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.
а) отметьте положение центра тяжести всей фигуры;
б) нарисуйте равнодействующую указанных на рисунке сил — силу тяжести, действующую на всю фигуру, в масштабных единицах.
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.
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.
Читайте также: