Энергия, мощность и КПД механизмов

Вариант 1.

1. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. На какой высоте его кинетическая энергия будет равна потенциальной?

 

2. Тело массой 0,5 кг свободно  падает с высоты 60 м. Найдите потенциальную  и кинетическую энергии тела  на высоте 20 м от земли.

 

3. Какую мощность развивает подъемный кран, равномерно поднимая груз массой 2,5 т на высоту 15 м за 2 мин?

 

4.Подъемный кран с двигателем мощностью 5 кВт равномерно поднимает груз со скоростью 0,1 м/с. Какова масса груза?

 

5.Двигатель насоса, развивая некоторую мощность, поднимает 200 м3 воды на высоту 10 м за 5 мин. КПД двигателя 40%. Найдите мощность двигателя.

 

Вариант 2.

1. Тело брошено вертикально  вверх со скоростью 15 м/с. На какой высоте его кинетическая энергия будет равна потенциальной?

 

2. Камень массой 0,4 кг бросили вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равны кинетическая и потенциальная энергии камня на высоте 15 м?

 

3. Какую среднюю мощность развивает  человек, поднимающий ведро воды  массой 12 кг из колодца глубиной 20 м за 15 с?

 

4. Насос, двигатель которого развивает мощность 25 кВт, поднимает 100 м3 нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найдите КПД установки.

 

5. Электровоз при движении со скоростью 54 км/ч потребляет мощность 600 кВт. Определите силу тяги электровоза, если его КПД равен 75%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механика / Работа. Мощность. Энергия. 
 
1. Работа, совершаемая при подъеме тела массой 2 кг на высоту 1 м с ускорением 3 м/с2, равна 
А) 26 Дж.В) 25 Дж.С) 29 Дж.D) 27 Дж.Е) 28 Дж. 
2. Тело массой 10 кг соскользнуло по наклонной плоскости длиной 1,4 м. Угол наклона плоскости к горизонту 30о. Работа силы тяжести 
А) 64 Дж.В) 61 Дж.С) 67 Дж.D) 73 Дж.Е) 70 Дж. 
3. Векторы и сонаправлены. Формула работы 
А) A = Fs•sinα.В) A = -Fs.С) A = -Fs•sinα.D) A = Fs.Е) A = -Fs•cosα. 
4. Груз перемещают равномерно по горизонтальной поверхности, прилагая силу F под углом α к горизонту. При перемещении груза на расстояние S совершается работа 
А) A = FS•sinα.В) .С) A = 2FS.D) A = FS.Е) A = FS•cosα. 
5. Лежащий на земле однородный стержень длиной 2 м и массой 10 кг поставили вертикально, поднимая его за один конец. Другой конец закреплен. При этом совершена работа (g = 10 м/с2) 
А) 25 Дж.В) 200 Дж.С) 100Дж.D) 50 Дж.Е) 0 Дж. 
6. Отрицательная работа силы

. 
7. Работа силы равна нулю, если 
А) и перпендикулярны.В) и направлены вниз.С) и противоположны. 
D) и направлены вверх.Е) и сонаправлены. 
8. Единицей измерения механической работы в системе СИ является 
А) Дж.В) Вт.С) Н.D) Па.Е) кг. 
9. С плотины ежеминутно падает 1800 м3 воды с высоты 20 м. При этом работа силы тяжести равна 
А) 36000 МДж.В) 3,6 МДж.С) 360 МДж.D) 3600 МДж.Е) 36 МДж. 
10. На тело, движущееся со скоростью , действует сила на участке пути длиной ℓ. Угол между и равен α. Работа силы отрицательна, если 
А) 0о < α < 90о.В) 90о < α ≤ 180о.С) α 90о.Е) α υ2.В) υ1 < υ2.С) υ1 = υ2.D) υ1 ≥ υ2.Е) υ1 ≤ υ2. 
48. Кинетическая энергия автомобиля массой 1000 кг, движущегося со скоростью 36 км/ч, равна 
А) 5 • 104 Дж.В) 36 • 103 Дж.С) 18 • 103 Дж.D) 648 • 103 Дж.Е) 104 Дж. 
49. Кинетическая энергия пули массой 20 г при скорости 900 м/с 
А) 81 кДж.В) 8100 кДж.С) 810 кДж.D) 32,4 кДж.Е) 8,1 кДж. 
50. Физические величины, имеющие одинаковые единицы измерения 
А) Работа и энергия.В) Сила и давление.С) Энергия и мощность. 
D) Работа и мощность.Е) Сила и работа. 
51. Выражение для определения кинетической энергии тела 
А) .В) .С) .D) .Е) . 
52. Кинетическая энергия тела массой 2 кг, движущегося со скоростью 4 м/с, 
А) 4 Дж.В) 16 Дж.С) 6,4 Дж.D) 32 Дж.Е) 8 Дж. 
53. Кинетическая энергия тела массой 10 кг, имеющего скорость 36 км/ч 
А) 12960 Дж.В) 5000 Дж.С) 360 Дж.D) 500 Дж.Е) 180 Дж. 
54. Масса второго автомобиля в 2 раза больше первого. Кинетическая энергия ранее покоящихся автомобилей при движении изменилась на одно и то же число. Отношение скорости второго автомобиля к скорости первого равно 
А) .В) 1,5.С) .D) .Е) 1. 
55. При движении со скоростью 72 км/ч тело имеет кинетическую энергию 600 Дж. Масса тела 
А) 0,2 кг.В) 5,4 кг.С) 4 кг.D) 3 кг.Е) 0,4 кг. 
56. Для сжатия пружины на 3 см приложена сила в 20 Н. Потенциальная энергия деформированной пружины равна 
А) 0,36 Дж.В) 0,3 Дж.С) 0,32 Дж.D) 0,38 Дж.Е) 0,34 Дж. 
57. Потенциальная энергия тела массой 2 кг, поднятого над Землей на высоту 3 м, равна 
А) 60 Дж.В) 0,6 Дж.С) 30 Дж.D) 50 Дж.Е) 110 Дж. 
58. Потенциальная энергия тела, находящегося на высоте 2 м от нулевого уровня, равна 25 Дж. Ей соответствует масса тела 
А) 1,25 кг.В) 1,55 кг.С) 1,45 кг.D) 1,15 кг.Е) 1,35 кг. 
59. При поднятии тела, находящегося на высоте h относительно нулевого уровня, его потенциальная энергия увеличилась в два раза. Изменение высоты тела равно 
А) 0,6h.В) 0,4h.С) 0,8h.D) 0,2h.Е) h. 
60. График зависимости потенциальной энергии от высоты 
 
 
 
61. Потенциальная энергия тела массой 1,25 кг равна 25 Дж. Соответствующая ей высота от нулевого уровня равна 
А) 2,5 м.В) 2 м.С) 1,5 м.D) 1 м.Е) 0,5 м. 
62. Высота (от нулевого уровня) тела массой 2 т с потенциальной энергией 10 кДж равна 
А) 5 м.В) 0,05 км.С) 0,05 м.D) 0,5 км.Е) 0,5 м. 
63. Масса книги 500 г, высота стола 80 см. Потенциальная энергия книги на столе относительно уровня пола равна 
А) 4 • 10-2 Дж.В) 4 Дж.С) 4 • 103 Дж.D) 4 • 105 Дж.Е) 4 • 102 Дж. 
64. Выберите выражение, соответствующее определению потенциальной энергии сжатой пружины. 
А) .В) .С) .D) .Е) . 
65. Потенциальные энергии первого тела массой 5 кг и второго тела массой 1 кг, стоящего на высоте 2,5 м, одинаковы. Высота первого тела от нулевого уровня 
А) 0,54 м.В) 0,58 м.С) 0,52 м.D) 0,56 м.Е) 0,5 м. 
66. Пружина жесткостью 103 Н/м растянута на 4 см. Потенциальная энергия упруго деформированной пружины равна 
А) 40 Дж.В) 80 Дж.С) 4 • 103 Дж.D) 1,6 Дж.Е) 0,8 Дж. 
67. Подсчитав произведение массы тела m на ускорение свободного падения g и на расстояние h от тела до поверхности Земли, можно определить 
А) полную энергию тела.В) кинетическую энергию.С) импульс тела. 
D) потенциальную энергию.Е) импульс силы. 
68. Потенциальная энергия пружины жесткостью 104 Н/м при ее сжатии на 3 см 
А) 6 Дж.В) 4,5 Дж.С) 4 Дж.D) 5,5 Дж.Е) 5 Дж. 
69. Физическая величина, равная произведению массы тела m на ускорение свободного падения g и на расстояние h от тела до поверхности Земли, называется 
А) кинетической энергией.В) импульсом силы.С) импульсом тела.D) потенциальной энергией. 
Е) силой тяжести. 
70. Потенциальной энергией тела называют 
А) энергию, связанную с движением тела.В) энергию, связанную со скоростью тела. 
С) энергию упруго деформированного тела.D) энергию горячего тела, переданную более холодному. 
Е) энергию, связанную с молекулами тела. 
71. Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту h от нулевого уровня, равна 
А) .В) .С) .D) .Е) . 
72. Потенциальные энергии тел массами 1,25 кг и 2,5 кг равны 25 Дж. Соответствующие им высоты от нулевого уровня равны 
А) 1,5 м; 0,5 м.В) 2 м; 1 м.С) 2,5 м; 0,5 м.D) 0,5 м; 1,5 м.Е) 1 м; 2,5 м. 
73. Человек массой 50 кг поднялся по лестнице длиной 5 м на высоту 4 м от поверхности Земли. При этом его потенциальная энергия увеличилась на 
А) 450 Дж.В) 200 Дж.С) 250 Дж.D) 2000 Дж.Е) 4500 Дж. 
74. Тело массой 100 кг на высоте 10 м над Землей обладает потенциальной энергией 
А) 100 Дж.В) 10 Дж.С) 1 кДж.D) 10 кДж.Е) 50 Дж. 
75. Для сжатия пружины на 1 см нужно приложить силу 30 кН. Энергия пружины при сжатии ее на 5 см равна 
А) 1500 Дж.В) 3750 Дж.С) 15 Дж.D) 7500 Дж.Е) 150 Дж. 
76. Тело свободно падает с высоты h. Сравнить потенциальные энергии тела в точках 1 и 2, лежащих соответственно на высоте 0,8h и 0,2h над поверхностью Земли. 
А) .В) .С) .D) .Е) . 
77. Камень брошен вертикально вверх. Если на пути 1 м его кинетическая энергия уменьшилась на 16 Дж, то сила тяжести на этом пути совершила работу, равную 
А) –16 Дж.В) 0.С) 16 Дж.D) –4 Дж.Е) 4 Дж. 
78. Для удлинения пружины на 4 мм нужно совершить работу 0,02 Дж. Для удлинения этой же пружины на 4 см нужно совершить работу 
А) 2 Дж.В) 2,8 Дж.С) 2,2 Дж.D) 2,6 Дж.Е) 2,4 Дж. 
79. Тело массой 10 кг, движущееся со скоростью υ1 = 20 м/с, увеличило свою скорость до значения υ2 = = 30 м/с. При этом совершена работа 
А) 2500 Дж.В) 1500 Дж.С) 3500 Дж.D) 3000 Дж.Е) 100 Дж. 
80. Определите связь между работой А силы и изменением кинетической энергии тела 
А) .В) .С) .D) .   Е) . 
81. При подвешивании груза массой 2 кг пружина удлиняется на 4 см. Работа, совершенная при удлинении ее от 2 до 12 см, равна 
А) 3,5 Дж.В) 3,8 Дж.С) 3,6 Дж.D) 3 Дж.Е) 2,5 Дж. 
82. Пуля массой 25 г, летящая со скоростью 400 м/с, попадает в препятствие и проходит до остановки 0,5 м. Сила сопротивления движению пули 
А) 1,25 кН.В) 4 кН.С) 2 кН.D) 5 кН.Е) 4,5 кН. 
83. При свободном падении скорость тела массой 3 кг увеличилась от 2 м/с до 8 м/с. Работа силы тяжести на этом пути равна 
А) 9 Дж.В) 90 Дж.С) 180 Дж.D) 15 Дж.Е) 9,5 Дж. 
84. Тележка массой 4 кг движется со скоростью 1 м/с. Чтобы увеличить ее скорость в 2 раза нужно совершить работу 
А) 3 Дж.В) 8 Дж.С) 2 Дж.D) 4 Дж.Е) 6 Дж. 
85. Если скорость поезда массой 1000 т изменяется от υ1 = 3,6 км/ч до υ2 = 7,2 км/ч, то при этом совершается работа 
А) 3 • 105 Дж.В) 1,5 • 105 Дж.С) 1,9 • 106 Дж.D) 3 • 107 Дж.Е) 1,5 • 106 Дж. 
86. Подъемный кран поднял груз весом 1000 Н на высоту 20 м за 10 с. При этом совершена работа 
А) 100000 Дж.В) 10000 Дж.С) 200000 Дж.D) 2000 Дж.Е) 20000 Дж. 
87. Формула мощности 
А) .В) .С) .D) .Е) . 
88. Подъемный кран с КПД 80%, мощностью 20 кВт поднимет груз массой 2 т в течение 0,5 мин на высоту 
А) 2,4 м.В) 24 м.С) 0,4 км.D) 40 см.Е) 40 м. 
89. Единица измерения мощности 
А) В.В) Вт•с.С) Дж•с.D) Вт.Е) с/Дж. 
90. Определите силу сопротивления резанию строгального станка при скорости резания 0,75 м/с, если мощность станка 10 кВт, а КПД – 75%. 
А) 50 Н.В) 10 Н.С) 100 Н.D) 5 кН.Е) 10 кН. 
91. Механическая лопата, приведенная в движение электродвигателем мощностью 5 кВт, поднимает 144 т песка на высоту 10 м за 2 ч. КПД установки равен 
А) 60%.В) 20%.С) 40%.D) 50%.Е) 10%. 
92. При скорости 36 км/ч и силе тяги 80 кН мощность электровоза равна 
А) 800 кВт.В) 8000 Вт.С) 2880 Вт.D) 80 кВт.Е) 2880 кВт. 
93. При постоянной силе трения скорость автомобиля и мощность двигателя связаны зависимостью 
А) N = F/υ.В) N = F•υ.С) N = Ft/S.D) N = 1/Fυ.Е) N = t/FS. 
94. Мощность двигателя автобуса 70 кВт. При силе тяги двигателя 7 кН он поднимается в гору со скоростью 
А) 36 м/с.В) 10 м/час.С) 36 км/час.D) 10 м/мин.Е) 3,6 км/час. 
95. Единица мощности через основные величины международной системы выражается 
А) кг•м2/с.В) кг/м2•с3.С) кг•с3/м.D) кг•м/с.Е) кг•м2/с3. 
96. Электровоз при движении со скоростью 54 км/ч потребляет мощность 600 кВт. Если его КПД равен 75%, то сила тяги электровоза 
А) F = 3 • 102 Н.В) F = 19 • 105 Н.С) F = 19 • 10-5 Н.D) F = 30 кН. 
Е) F = 3 • 103 Н. 
97. Если при постоянной мощности двигателя автомобиля его скорость увеличивается, то 
А) работа увеличивается.В) сила тяги неизменна.С) сила тяги уменьшается. 
D) сила тяги увеличивается.Е) работа неизменна. 
98. Мощность двигателя автомобиля 70 кВт. Если автомобиль движется со скоростью 72 км/ч, то сила тяги его двигателя 
А) 972 Н.В) 5040 Н.С) 3500 Н.D) 35 кН.Е) 1400 Н. 
99. Подъемный кран с двигателем мощностью 8 кВт поднимает груз с постоянной скоростью 6 м/мин. Определите массу груза. 
А) 8000 кг.В) 80 кг.С) 4800 кг.D) 1333 кг.Е) 800 кг. 
100.Вычислите мощность сердца спортсмена, зная, что при одном ударе оно совершает работу 16 Дж, а ежеминутно делает 240 ударов. 
А) 300 Вт.В) 3 кВт.С) 7,5 Вт.D) 150 Вт.Е) 64 Вт. 
101.Сила тяги сверхзвукового самолета при скорости 1800 км/ч составляет 200 кН. При этом режиме полета двигатели самолета вырабатывают мощность 
А) 1 МВт.В) 100 МВт.С) 5 МВт.D) 10 МВт.Е) 2 МВт. 
102.Насос, развивающий мощность 2 • 103 кВт может поднять 400 м3 воды за минуту. Высота поднятия воды 
А) 25 м.В) 25,5 м.С) 35 м.D) 30 м.Е) 50 м. 
 
103.Тело массой 10 кг движется по прямой траектории так, что его скорость меняется со временем по закону υ = 2t. Его кинетическая энергия в момент времени t = 5 с равна 
А) 1000 Дж.В) 50 Дж.С) 500 Дж.D) 10 Дж.Е) 100 Дж. 
104.Масса первого тела в 3 раза больше массы второго, а скорость – в 3 раза меньше. Отношение кинетической энергии второго тела к кинетической энергии первого равно 
А) .В) 3С) 2D) .E) 9. 
105.Тело массой 200 г брошено с высоты 10 м горизонтально со скоростью 1 м/с. Потенциальная энергия этого тела через 1 с после броска равна (сопротивлением воздуха пренебречь) 
А) 10 Дж.В) 6 кДж.С) 3 Дж.D) 120 Дж.Е) 60 Дж. 
 
 
Коды правильных ответов 
 
Механика / Работа. Мощность. Энергия. 
 
 
№ вопроса Ответ № вопроса Ответ № вопроса Ответ № вопроса Ответ 
1 A        31 A     61 B     91 C 
2 E       32 A      62 A     92 A 
3 D       33 A     63 B     93 B 
4 E        34 C     64 A     94 C 
5 C        35 E     65 E     95 E 
6 C        36 C     66 E     96 D 
7 A       37 C     67 D     97 C 
8 A       38 B     68 B     98 C 
9 C       39 D     69 D    99 A 
10B      40 B     70 C    100 E 
11 A     41 D     71 D    101 B 
12 A     42 A    72 B     102 D 
13 B     43 B    73 D     103 С 
14 C     44 D    74 D       
15 E     45 B     75 B      
16 C     46 D    76 C   
17 D    47 B    77 A   
18 D    48 A    78 A  
19 C    49 E    79 A  
20 B    50 A    80 D  
21 E    51 B     81 A  
22 B    52 B    82 B  
23 A   53 D     83 B  
24 A   54 D     84 E  
25 E   55 D     85 E  
26 B   56 B     86 E  
27 D   57 A     87 B  
28 D   58 A     88 B  
29 D   59 E     89 D  
30 C   60 C     90 E