07. 01. Задания 3 Закон сохранения импульса и энергии
.docxРешение.
Все указанные силы, кроме силы притяжения тел к Земле действуют только при непосредственном воздействии других сил, при контакте поверхностей тел: плотность молекул вещества на участке воздействия других сил изменяется и меняются силы взамодействия. Сила притяжения тел к Земле носит гравитационный характер и действует на расстоянии независимо от воздействия других тел (сил).
Правильный ответ указан под номером 3.
Ответ: 3
705
3
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 08.10.2012 вариант 1.
25. Груз массой 1 кг подняли с высоты 1 м над полом на высоту 3 м. Работа силы тяжести при поднятии груза равна
1) −20 Дж
2) −10 Дж
3) 20 Дж
4) 30 Дж
Решение.
Работа силы равна произведению модуля этой силы на модуль перемещения тела и на косинус угла между направлениями силы и перемещения.
Сила тяжести F = mg, где m — масса тела и g — ускорение свободного падения, действует против перемещения, поэтому cosα = −1. Тогда работа силы тяжести составит
Правильный ответ указан под номером 1.
Ответ: 1
732
1
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 14.03.2013 вариант 1.
26. Тело массой 5 кг движется вдоль оси Ox. На рисунке представлен график зависимости проекции px импульса этого тела от времени t. Из графика следует, что
1) проекция начальной скорости тела на ось Ox равна –20 м/с.
2) проекция начальной скорости тела на ось Ox равна 4 м/с.
3) проекция ускорения тела на ось Ox равна –5 м/с2.
4) проекция ускорения тела на ось Ox равна 1 м/с2.
Решение.
Импульс есть произведение массы на скорость. Найдём проекцию начальной скорости тела на ось Ox:
.
Такого ответа нет среди предложенных.
На графике зависимости проекции импульса от времени тангенс угла наклона прямой есть проекция силы. По второму закону Ньютона ускорение есть отношение силы к массе. Определим из графика проекцию силы:
Правильный ответ указан под номером 4.
Ответ: 4
786
4
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 08.10.2012 вариант 1.
27. Тело массой 5 кг движется вдоль оси Ox. На рисунке представлен график зависимости проекции Ox импульса этого тела от времени t. Из графика следует, что
1) проекция начальной скорости тела на ось Ox равна 40 м/с
2) проекция начальной скорости тела на ось Ox равна −8 м/с
3) проекция ускорения тела на ось Ox равна −2 м/с2
4) проекция ускорения тела на ось Ox равна 10 м/с2
Решение.
Импульс есть произведение массы на скорость. Найдём проекцию начальной скорости тела на ось Ox:
.
Такого ответа нет среди предложенных.
На графике зависимости проекции импульса от времени тангенс угла наклона прямой есть проекция силы. По второму закону Ньютона ускорение есть отношение силы к массе. Определим из графика проекцию силы:
.
Знак «минус» возникает из-за того, что угол наклона графика тупой. Зная массу, находим проекцию ускорения:
Правильный ответ указан под номером 3.
Ответ: 3
813
3
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 08.10.2012 вариант 2.
28. По гладкой горизонтальной поверхности во взаимно перпендикулярных направлениях движутся две шайбы массами m1 = 2 кг и m2 = 1 кг со скоростями v1 = 1 м/с и v2 = 2 м/с соответственно, как показано на рисунке. Общая величина кинетической энергии этих двух шайб равна
1) 1 Дж
2) Дж
3) З Дж
4) 6 Дж
Решение.
Кинетическая энергия — скалярная физическая величина, не зависящая от направления движения, поэтому общая кинетическая энергия есть сумма кинетических энергий каждой шайбы:
и равна
Правильный ответ указан под номером 3.
Ответ: 3
840
3
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 16.01.2013 вариант 1.
29. Автомобиль массой 1000 кг, двигающийся вдоль оси Ox в положительном направлении со скоростью 72 км/ч, остановился. Изменение проекции импульса автомобиля на ось Ox равно
1) −72 000 кг·м/с
2) −20 000 кг·м/с
3) 20 000 кг·м/с
4) 72 000 кг·м/с
Решение.
Чтобы найти изменение проекции импульса Δp, нужно из значения конечного импульса p2 вычесть значение начального импульса p1. Автомобиль остановился, значит, p2 = 0. Импульс по определению равен произведению массы на скорость:
В данном случае v = 72 км/ч = 20 м/с, поэтому
Правильный ответ указан под номером 2.
Ответ: 2
867
2
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 20.02.2013 вариант ФИ9401.
30. Тело движется в положительном направлении оси Ox. На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции силы Fx, действующей на тело.
В интервале времени от 0 до 5 с проекция импульса тела на ось Ох
1) не изменяется
2) увеличивается на 5 кг·м/с
3) увеличивается на 10 кг·м/с
4) уменьшается на 5 кг·м/с
Решение.
По второму закону Ньютона произведение силы на время действия силы равно изменению импульса тела. Таким образом, импульс тела увеличивается на 10 кг·м/с.
Правильный ответ указан под номером 3.
Ответ: 3
904
3
Источник: Демонстрационная версия ГИА—2014 по физике.
31. С высоты h без начальной скорости на кучу с песком падает тело массой m и застревает в песке. Чему равен модуль изменения импульса тела за время, в течение которого происходит его застревание в песке?
1) 0
2)
3)
4)
Решение.
Найдем время t, через которое тело упадет в песок. Составим уравнение движения:
Далее найдем скорость в момент падения тела с песком:
Подставим, найденное ранее, время t:
Зная скорость, найдем импульс:
Правильный ответ указан под номером 2.
Ответ: 2
965
2
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 07.10.2013 вариант ФИ90101.
32.. С высоты h без начальной скорости на гладкую горизонтальную поверхность падает тело массой m. После абсолютно упругого удара о поверхность тело отскакивает от неё. Чему равен модуль изменения импульса тела за время, в течение которого происходит соударение тела с поверхностью и отскок от неё?
1) 0
2)
3)
4)
Решение.
Импульс тела определяется как произведение его массы на его скорость:
Определим скорость тела при столкновении с поверхность, используя закон сохранения энергии . Т.к. тело начало падать с высотыh без начальной скорости - оно имело только потенциальную энергию . В момент падения мы считаем, что h=0, а значит вся потенциальная энергия перешла кинетическую . Составим уравнение и найдем скорость в момент столкновении с поверхностью:
Так как удар абсолютно упругий - скорость тела не меняется по модулю, но меняется по знаку, значит, модуль изменения импульса
Правильный ответ расположен под номером 4.
Ответ: 4
992
4
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 07.10.2013 вариант ФИ90102.
33. Свинцовый шар свободно падает вдоль вертикали на тележку с песком, равномерно движущуюся без трения по горизонтальной поверхности, и застревает в песке. Скорость тележки после падения в неё шара
1) уменьшится
2) не изменится
3) увеличится
4) станет равной нулю
Решение.
Пусть — соответственно масса и скорость тележки, а — соответственно масса и скорость шара. Вертикальная составляющая импульса шара поглощается песком, а горизонтальной проекции импульса он не имеет, следовательно по закону сохранения импульса:
=
Заметим, что эта величина меньше начальной скорости , следовательно скорость тележки уменьшилась.
Правильный ответ указан под номером: 1.
Ответ: 1
1055
1
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 11.03.2014 вариант ФИ90501.
34. Свинцовый шар свободно падает вдоль вертикали на тележку с песком, равномерно движущуюся без трения по горизонтальной поверхности вдоль оси OX, и застревает в песке. Проекция на ось OX импульса системы тел «тележка + шар» после падения шара в тележку
1) уменьшится
2) не изменится
3) увеличится
4) станет равной нулю
Решение.
При падении в тележку с песком шар теряет свой импульс, но он обладает только вертикально составляющей импульса, поэтому как до, так и после падения его проекция импульса на ось OX остаётся равной нулю. Проекция на ось OX импульса тележки не изменяется, следовательно и проекция на ось OX импульса системы тел «тележка + шар» после падения шара в тележку не изменяется.
Правильный ответ указан под номером: 2.
Ответ: 2
1082
2
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 11.03.2014 вариант ФИ90502.
35. Свинцовый шар падает с высоты 5 м на землю. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Механическая энергия шара была
1) минимальной на высоте 5 м
2) минимальной на высоте 2,5 м
3) максимальной на высоте 0 м, непосредственно перед ударом о землю
4) одинаковой на всех высотах в течение процесса падения
Решение.
В силу закона сохранения энергии, механическая энергия шара сохраняется до того момента, как он упадёт на землю и эта энергия передёт в тепло. Поэтому механическая энергия шара одинакова на всех высотах в течение процесса падения.
Правильный ответ указан под номером: 4.
Ответ: 4
1139
4
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 22.12.2013 вариант ФИ90201.
36. Брусок соскальзывает с гладкой наклонной плоскости высотой 2 м, которая плавно переходит в гладкую горизонтальную поверхность. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Механическая энергия бруска была
1) максимальной на высоте 2 м
2) максимальной на высоте м
3) минимальной во время движения по горизонтальной поверхности, на высоте 0 м
4) одинаковой в течение всего времени движения
Решение.
В силу закона сохранения энергии, механическая энергия бруска сохраняется, поэтому она одинакова в течение всего времени движения.
Правильный ответ указан под номером: 4.
Ответ: 4
1166
4
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 22.12.2013 вариант ФИ90202.
37. Две тележки массами m и 3m движутся по инерции навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями v (см. рисунок). После столкновения тележки сцепляются и начинают двигаться
1) вправо со скоростью 2v
2) вправо со скоростью v
3) влево со скоростью v/2
4) влево со скоростью v
Решение.
Воспользуемся законом сохранения импульса:
Рассмотрим это уравнение в проекции на горизонтальную ось и выразим скорость Поскольку импульс правой тележки больше импульса левой, можно заключить, что после сцепления тележки будут двигаться влево, то есть скорость будет направлена влево.
Правильный ответ указан под номером: 3.
Ответ: 3
1193
3
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 29.04.2014 вариант ФИ90601.
38. Две тележки массами 2m и m движутся по инерции навстречу друг другу со скоростями 2v и v соответственно(см. рисунок). После столкновения тележки сцепляются и начинают двигаться
1) вправо со скоростью 2v
2) вправо со скоростью v
3) влево со скоростью v
4) влево со скоростью 2v
Решение.
Воспользуемся законом сохранения импульса:
Рассмотрим это уравнение в проекции на горизонтальную ось и выразим скорость Поскольку импульс правой тележки меньше импульса левой, можно заключить, что после сцепления тележки будут двигаться вправо, то есть скорость будет направлена вправо.
Правильный ответ указан под номером: 2.
Ответ: 2
1220
2
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 29.04.2014 вариант ФИ90602.
39. Тело движется в положительном направлении оси ОX. В таблице представлена зависимость проекции действующей на тело силы Fx от времени t.
t, с |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Fx, Н |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
В интервале времени от 0 c до 4 с проекция импульса тела на ось OX
1) не изменяется
2) увеличивается на 4 кг·м/c
3) увеличивается на 12 кг·м/c
4) уменьшается на 3 кг·м/c
Решение.
Если на систему действует постоянная сила, то изменение импульса этой системы равно произведению этой силы на время действия силы. Таким образом, в интервале времени от 0 с до 4 с проекция импульса тела на ось OX возрастёт на 3 · 4 = 12 кг·м/c.
Правильный ответ указан под номером: 3.
Ответ: 3
1247
3
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 16.05.2014 вариант ФИ90701.
40. Тело движется в положительном направлении оси ОX. В таблице представлена зависимость проекции действующей на тело силы Fx от времени t.
t, с |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Fx, Н |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
В интервале времени от 0 c до 3 с проекция импульса тела на ось OX
1) не изменяется
2) увеличивается на 6 кг·м/c
3) увеличивается на 2 кг·м/c
4) уменьшается на 1 кг·м/c
Решение.
Если на систему действует постоянная сила, то изменение импульса этой системы равно произведению этой силы на время действия силы. Таким образом, в интервале времени от 0 с до 3 с проекция импульса тела на ось OX возрастёт на 3 · 2 = 6 кг·м/c.
Правильный ответ указан под номером: 2.
Ответ: 2
1274
2
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 16.05.2014 вариант ФИ90702.
41. Два сплошных шара одинакового объёма, алюминиевый (1) и медный (2), падают с одинаковой высоты из состояния покоя. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Сравните кинетические энергии Е1 и E2 и скорости шаров v1 и v2 непосредственно перед ударом о землю.
1) Е1 = Е2 ; v1 = v2
2) Е1 = Е2 ; v1 < v2
3) Е1 < Е2 ; v1 = v2
4) Е1 < Е2 ; v1 < v2
Решение.
Плотность меди больше плотности алюминия, поэтому при одинаковом объёме шаров медный шар имеет бо́льшую массу. При падении в поле силы тяжести без учёта сопротивления ускорение тела не зависит от его массы, шары падают с одинаковой высоты, поэтому их скорость непосредственно перед падением на землю одинакова. Кинетическая энергия тела следовательно, при одинаковой скорости, бо́льшую кинетическую энергию будет иметь шар бо́льшей массы, в данном случае медный шар.
Правильный ответ указан под номером: 3.
Ответ: 3
1310
3
Источник: Демонстрационная версия ГИА—2015 по физике.
42. Тело движется равномерно и прямолинейно, при этом модуль импульса тела равен 1 кг·м/c. На тело в направлении его движения начинает действовать постоянная сила, модуль которой равен 2 Н. Через 5 секунд действия этой силы модуль импульса тела будет равен
1) 1 кг·м/c |
2) 5 кг·м/c |
3) 10 кг·м/c |
4) 11 кг·м/c |
Решение.
Сила действует в направлении движения тела, следовательно, импульс тела возрастает. Импульс, переданный телу постоянной силой за время можно вычислить по формуле: Значит, импульс тела будет равен
Ответ: 4.
Ответ: 4
1374
4
Источник: СтатГрад: Тренировочная работа по физике 19.12.2014 вариант ФИ90101.
43. Задание 3 № 1401. Тело движется равномерно и прямолинейно, при этом модуль импульса тела равен 4 кг·м/c. На тело в направлении, противоположном направлению его движения, начинает действовать постоянная сила, модуль которой равен 1 Н. Через 2 секунды действия этой силы модуль импульса тела будет равен
1) 4 кг·м/c |
2) 2 кг·м/c |
3) 6 кг·м/c |
4) 8 кг·м/c |
Решение.
Сила действует против направления движения тела, следовательно, импульс тела уменьшается. Импульс, переданный телу постоянной силой за время можно вычислить по формуле: Значит, импульс тела будет равен
Ответ: 2.
Ответ: 2
1401
2
Источник: СтатГрад: Тренировочная работа по физике 19.12.2014 вариант ФИ90102.
44. Снаряд массой m, летящий со скоростью u, разрывается на высоте h на три осколка, разлетающихся в разные стороны. Полный импульс осколков сразу после разрыва равен по модулю