6 прыкладаў пытанняў па механічнай энергіі
Тэарэма аб механічнай працы і энергіі
1. Звярніце ўвагу на малюнак зрушэнне блок наступным чынам! Дапусцім, што g = 10 м/с2Калі каэфіцыент кінетычнага трэння паміж блокам і падлогай μk = 0,5, тады значэнне зрушэння аб'екта (s) роўна ….
А. 5,00 м
Б. 4,25 м
Каля 3,00 м
Г. 2,50 м
Усход 2,00 м
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Каэфіцыент кінетычнага трэння (μк) = 0,5
Маса блока (м) = 4 кг
Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/с2
Вага блока (w) = mg = (4)(10) = 40 Ньютанаў
Калі блок ляжыць на роўнай паверхні, то нармальная сіла (Н) = вага (w) = 40 ньютана.
Пачатковая хуткасць (v1) = 5 м/с
Канчатковая хуткасць (v2) = 0 м/с
Спыталі зрушэнне аб'екта (аб'ектаў)?
Джаваб :
Тэарэма аб працы і механічнай энергіі сцвярджае, што праца (Вт), выкананая некансерватыўнай сілай, роўная змене механічнай энергіі аб'екта або канчатковай механічнай энергіі (ЭМ).2) – пачатковая механічная энергія (ЭМ)1Кінетычнае трэнне — гэта некансерватыўная сіла, і адзінай некансерватыўнай сілай, якая дзейнічае на блок, з'яўляецца кінетычнае трэнне.
W= ΔEM
fk s = EM2 – ЭМ1
Работа, выкананая за кошт кінетычнага трэння:
W = fk s = (μk)(N)(с) = (0,5)(40)(с) = 20 с
Змены механічнай энергіі:
ΔЭМ = ЭМ2 – ЭМ1 = (EK + EP)2 – (ЭК + ЭП)1
Аб'екты рухаюцца па роўнай паверхні і не змяняюць вышыню (Δh = 0), таму няма змены гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі (ΔEP = EP2 – EP1 = 0). Такім чынам, змена механічнай энергіі ўключае толькі змену кінетычнай энергіі.
ΔEM = EK2 – Э.К.1 = ½ мВ22 – ½ мВ12 = ½ м (v22 – в12)
ΔЭМ = ½ (4)(02 - 52) = (2)(25) = 50
Зрушэнне блока складае:
W= ΔEM
20 с = 50
s = 50 / 20 = 2,5 метра
Правільны адказ — Д.
Закон захавання механічнай энергіі
2. Аб'екты A і B маюць аднолькавую масу. Аб'ект A падае з вышыні h метраў, а B — з вышыні 2h метраў. Калі A ўдарыцца аб зямлю са хуткасцю vm/s, то аб'ект B ударыцца аб зямлю з кінетычнай энергіяй….
А. 2 мВ2
Б. м.в.2
C. 3/4 мВ2
D. 1/2 мВ2
E. 1/4 мВ2
Абмеркаванне
Канчатковая хуткасць аб'екта B, які свабодна падае з вышыні 2h, роўная:
v2 = 2 г (2 гадзіны) = 4 г
Кінетычная энергія аб'екта B роўная:
EKB = ½ мВ2 = ½ м (4 г/г) = 2 мг/г —– Раўнанне 1
Пачатковая механічная энергія аб'екта B роўная гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі = мг/г. Канчатковая механічная энергія аб'екта B роўная кінетычнай энергіі = ½ мВ.2.
Закон захавання механічнай энергіі :
мгг = ½ мв2.
Таму што мгг = ½ мв2 тады мы можам замяніць mgh у раўнанні 1 на ½ mv2.
Кінетычная энергія аб'екта B = 2 mgh = 2(½ mV2) = mv2
Правільны адказ — Б.
3. Паглядзіце на малюнак ніжэй! Аб'ект свабодна падае з вышыні 20 м. Калі паскарэнне сілы цяжару роўнае 10 м/с, то хуткасць аб'екта, калі ён знаходзіцца на вышыні 15 м над зямлёй, складае…
А. 2 м/с
B. 5 м/с
С. 10 м/с
D. 15 м/с
Усходняя 20 м/с
Абмеркаванне
Канчатковая механічная энергія = пачатковая механічная энергія
Кінетычная энергія аб'екта ў кропцы 2 = зніжэнне гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі на 5 метраў
½ мВ2 = мг
½ аб.2 = (10)(20-15)
½ аб.2 = (10)(5)
½ аб.2 = 50
v2 = (2)(50)
v2 = 100
v = 10 м/с
Правільны адказ — С.
4. Блок утрымліваецца ўверсе нахіленай плоскасці, як паказана на малюнку. Калі блок адпусціць, ён слізгае без трэння па нахільнай плоскасці. Хуткасць блока, калі ён дасягае ніжняй мяжы нахільнай плоскасці, роўная…
B. 8 мс-1
C. 10 мс-1
D. 12 мс-1
E. 16 мс-1
Абмеркаванне
Пачатковая механічная энергія = гравітацыйная патэнцыяльная энергія = mgh = m (10)(5) = 50 м
Канчатковая механічная энергія = кінетычная энергія = 1/2 мВ2
Закон захавання механічнай энергіі сцвярджае, што пачатковая механічная энергія = канчатковая механічная энергія.
EMo = ЭМt
50 м = 1/2 мВ2
50 = 1/2 V2
100 = v2
v = 10 м/с
Правільны адказ — С.
5. Блок масай m кг адпускаецца з вышыні h метраў над зямлёй, як паказана на малюнку. Стаўленне патэнцыяльнай энергіі (EP) і кінетычнай энергіі (EK) у пункце M роўна….
А. 1:3 
Б. 1:2
C. 2:1
Д. 2:5
Э. 3:7
Абмеркаванне
Гравітацыйная патэнцыяльная энергія ў пункце M:
EPM = мг (0,3 г)
Кінетычная энергія ў пункце M = зніжэнне гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі на h-0,3h = 0,7 h
EKM = EP = мг (0,7 г)
Суадносіны гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі і кінетычнай энергіі ў пункце M роўна:
EPM : Э.К.M
мг (0,3 гадзіны) : мг (0,7 гадзіны)
0,3: 0,7
3: 7
Правільны адказ — Э.
6. Паглядзіце на малюнак прадмета А, які свабодна падае з пункта P унізе!
Калі EPQ і Э.К.Q кожная з іх — патэнцыяльная энергія і кінетычная энергія ў пункце Q (g = 10 м/с2), затым EPQ : Э.К.Q ёсць….
А. 16:9
Б. 9:16
C. 3:2
Д. 2:3
Э. 2:1
Абмеркаванне
Гравітацыйная патэнцыяльная энергія ў пункце Q:
EPQ = mgh = (м)(10)(1,8) = 18 м
Кінетычная энергія ў пункце Q = зніжэнне гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі на 5-1,8 = 3,2 метра
EKQ = EP = mgh = м (10)(3,2) = 32 м
Суадносіны гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі і кінетычнай энергіі ў пункце Q роўна:
EPQ : Э.К.Q
18 м : 32 м
18: 32
9: 16
Крыніца пытання:
Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе
