Тест по теме: «Изучение закона сохранения механической энергии» (10 класс)
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Тест по теме: «Изучение закона сохранения механической энергии» (10 класс)
- Какое условие является обязательным для выполнения закона сохранения механической энергии в замкнутой системе тел?
А) Тела должны двигаться только равномерно и прямолинейно
Б) Между телами должны действовать только консервативные силы (сила тяжести и сила упругости), а работа неконсервативных сил (трения, сопротивления) должна быть равна нулю или пренебрежимо мала
В) Кинетическая энергия системы всегда должна быть равна нулю
Г) Суммарная масса тел должна оставаться неизменной
- Если в идеальных условиях (без трения) шарик массой \(m\) скатывается с высоты \(h\), то его скорость \(v\) у основания желоба находится по формуле:
А) \(v = mgh\)
Б) \(v = \sqrt{gh}\)
В) \(v = \sqrt{2gh}\)
Г) \(v = \dfrac{mgh}{2}\)
- Как изменяются потенциальная и кинетическая энергия стального шарика при его скатывании без начальной скорости с наклонного желоба?
А) Потенциальная энергия увеличивается, кинетическая уменьшается
Б) И потенциальная, и кинетическая энергия увеличиваются
В) Потенциальная энергия уменьшается, кинетическая увеличивается
Г) Обе энергии остаются постоянными
- Какие измерения обязательно нужно провести с помощью линейки (измерительной ленты) в описанной лабораторной работе?
А) Только массу шарика и время его падения
Б) Высоту скатывания \(h\), высоту нижней точки желоба \(H\) и дальность полёта шарика \(s\)
В) Диаметр шарика и длину всего желоба
Г) Атмосферное давление и температуру в кабинете
- Почему в реальном эксперименте значение кинетической энергии шарика внизу (\(E_k\)) оказывается немного меньше начального значения потенциальной энергии (\(E_p\))?
А) Из-за погрешности измерительной ленты
Б) Из-за работы сил трения качения и сопротивления воздуха, часть механической энергии переходит во внутреннюю энергию
В) Шарик теряет массу во время движения
Г) Ускорение свободного падения меняется ближе к полу
Краткие ответы
| № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ответ | Б | В | В | Б | Б |
Почему так
1. Условие закона сохранения механической энергии — Б. Полная механическая энергия сохраняется, если внутри системы работают только консервативные силы (тяжести, упругости), а работа неконсервативных сил (трения, сопротивления) равна нулю. Варианты В и Г к энергии вообще не относятся: кинетическая энергия не обязана быть нулём, а постоянство массы — это про другое.
2. Скатывание шарика — В. Пока шарик опускается, высота \(h\) уменьшается, значит \(E_p = mgh\) падает. Скорость растёт, значит \(E_k = \frac{mv^2}{2}\) увеличивается. Сумма при этом остаётся постоянной — убыль потенциальной ровно равна приросту кинетической.
3. Формула скорости — В. Запиши сохранение энергии от вершины до основания желоба: \[ mgh = \frac{mv^2}{2} \] Масса сокращается: \[ v^2 = 2gh \quad\Rightarrow\quad v = \sqrt{2gh} \] Проверка размерности отсекает «ловушки»: \(mgh\) — это джоули (энергия), а не скорость, поэтому А и Г неверны; в Б потерян множитель 2.
4. Реальный эксперимент — Б. Из-за трения качения и сопротивления воздуха часть механической энергии переходит во внутреннюю (нагрев шарика и желоба), поэтому \(E_k\) внизу чуть меньше \(E_p\) наверху. Погрешность линейки (А) даёт разброс в обе стороны, а не систематическое занижение.
5. Измерения в лабораторной работе — Б. Схема опыта: шарик скатывается с высоты \(h\), у нижней точки желоба (высота \(H\) над столом) отрывается и летит по параболе, падая на расстоянии \(s\). Тогда время полёта \(t = \sqrt{\frac{2H}{g}}\), а скорость \[ v = \frac{s}{t} = s\sqrt{\frac{g}{2H}} \] Дальше сравниваешь \(E_k = \frac{mv^2}{2}\) и \(E_p = mgh\). Нужны именно \(h\), \(H\) и \(s\) — их и меряют линейкой. Массу мерить не нужно: она сокращается при сравнении энергий.
Как проверить себя: в идеале должно получиться \(\frac{v^2}{2gh} \approx 1\). Если отношение немного меньше единицы — это как раз работа сил трения (вопрос 4).
