Тест по физике 10 класс: механическая работа и мощность

Что нужно знать

Механическая работа — это физическая величина, характеризующая действие силы при перемещении тела. Если сила направлена вдоль движения тела, работа вычисляется по формуле A = F · s, где A — работа (Дж), F — сила (Н), s — перемещение (м). Если сила направлена против движения, её работа отрицательна, а если перпендикулярна перемещению — равна нулю. Работа измеряется в джоулях (Дж): 1 Дж = 1 Н · 1 м. Мощность — это физическая величина, показывающая, какую работу совершает сила за единицу времени, и определяется формулой N = A / t, где N — мощность (Вт), A — работа (Дж), t — время (с). Один ватт равен одному джоулю работы за одну секунду: 1 Вт = 1 Дж/с. Например, если два человека поднимают одинаковые грузы на одну высоту, но один делает это быстрее, его мощность больше. Важно не путать работу и мощность: работа характеризует переданную энергию, а мощность — скорость совершения работы; также нельзя считать, что сила всегда совершает положительную работу.

Тест: 12 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что называют механической работой?

    • Произведение массы тела на его ускорение
    • Физическую величину, характеризующую скорость движения тела
    • Физическую величину, характеризующую действие силы при перемещении тела
    • Изменение положения тела за единицу времени
    Механическая работа характеризует действие силы при перемещении тела. При постоянной силе, направленной вдоль перемещения, она равна произведению силы на перемещение.
  2. 2. В каких единицах СИ измеряется механическая работа?

    • В метрах (м)
    • В ньютонах (Н)
    • В ваттах (Вт)
    • В джоулях (Дж)
    Единица механической работы в СИ — джоуль. Один джоуль равен работе силы 1 Н при перемещении тела на 1 м вдоль направления силы.
  3. 3. Какая формула используется для расчёта мощности?

    • N = A / t
    • N = t / A
    • N = A · t
    • N = F · s
    Мощность равна отношению совершённой работы к промежутку времени, за который она выполнена. Здесь N — мощность, A — работа, t — время.
  4. 4. Какую работу совершает сила тяжести при равномерном перемещении тела по горизонтальной поверхности?

    • Работа всегда равна силе тяжести
    • Работа равна нулю
    • Положительную работу
    • Отрицательную работу
    Сила тяжести направлена вертикально вниз, а перемещение тела — горизонтально. Поскольку сила перпендикулярна перемещению, её работа равна нулю.
  5. 5. Два ученика подняли одинаковые грузы на одинаковую высоту. Первый затратил 4 секунды, второй — 8 секунд. Кто развил большую мощность?

    • Второй ученик
    • Оба развили одинаковую мощность
    • Первый ученик
    • Определить невозможно, поскольку неизвестна масса грузов
    При одинаковых грузах и высоте работа одинакова. Мощность N = A / t, поэтому ученик, выполнивший ту же работу за меньшее время, развил большую мощность.
  6. 6. Какую работу совершает сила 20 Н при перемещении тела на 5 м вдоль направления силы?

    • 4 Дж
    • 25 Дж
    • 200 Дж
    • 100 Дж
    Используем формулу A = F · s. A = 20 · 5 = 100 Дж.
  7. 7. Двигатель совершил работу 600 Дж за 3 секунды. Какова его мощность?

    • 200 Вт
    • 1800 Вт
    • 300 Вт
    • 600 Вт
    Мощность вычисляется по формуле N = A / t. N = 600 / 3 = 200 Вт.
  8. 8. Под действием силы 40 Н тело переместилось на 3 м в направлении, противоположном силе. Какую работу совершила эта сила?

    • 0 Дж
    • -120 Дж
    • 120 Дж
    • 43 Дж
    Сила направлена противоположно перемещению, поэтому работа отрицательна. A = -F · s = -40 · 3 = -120 Дж.
  9. 9. Как изменится мощность двигателя, если он выполняет одну и ту же работу за время, уменьшенное в два раза?

    • Не изменится
    • Увеличится в четыре раза
    • Увеличится в два раза
    • Уменьшится в два раза
    По формуле N = A / t мощность обратно пропорциональна времени при постоянной работе. Если время уменьшить в два раза, мощность увеличится в два раза.
  10. 10. Человек толкает неподвижную стену с силой 150 Н, но стена не перемещается. Какую механическую работу совершает сила человека над стеной?

    • 150 Дж
    • Значение зависит от продолжительности толкания
    • 75 Дж
    • 0 Дж
    Механическая работа определяется формулой A = F · s. Поскольку стена не перемещается, s = 0, следовательно, работа равна нулю.
  11. 11. Подъёмный механизм поднимает груз на высоту 4 м, совершая работу 2000 Дж. Какова сила, с которой механизм действует на груз, если она направлена вертикально вверх и постоянна?

    • 500 Н
    • 2004 Н
    • 800 Н
    • 400 Н
    Используем формулу A = F · s. Выразим силу: F = A / s = 2000 / 4 = 500 Н.
  12. 12. Какой из перечисленных примеров соответствует отрицательной механической работе силы?

    • Сила реакции опоры действует на тело, движущееся горизонтально по ровной дороге
    • Сила трения тормозит движущийся автомобиль
    • Сила тяжести действует на падающий камень
    • Сила тяги двигателя разгоняет автомобиль
    При торможении сила трения направлена противоположно перемещению автомобиля, поэтому её механическая работа отрицательна. Она уменьшает механическую энергию движения автомобиля.