ФИЗИКА, 8 класс, решения 1.

ФИЗИКА, 8 класс, решения
1.
Масса груза равна 10 кг. А) Какую силу надо приложить к веревке в
точке А, чтобы равномерно поднять груз на некоторую высоту (трение и
вес блоков не учитывать)? Б) Какую силу надо приложить в точке А,
если сила трения в каждом из блоков одинакова и равна 0,25 Н? В) На
какую высоту поднимается груз, если блок 3 поднялся на высоту 1 м? Г)
Какую мощность должна развить сила, действующая в точке А, чтобы
поднять груз на высоту 0,25 м в течении 1 с (без учета трения)? Д) Чему
равен КПД установки?
Решение:
А. Поскольку в системе три подвижных блока, а
каждый из них дает выигрыш в силе в два раза, то в
точке А нужно приложить силу F =
Pгруза
2
3
=
100H
= 12,5 H .
8
Б. С учетом трения, так как блоков 4 штуки, то
F = 12,5H + 4 ⋅ 0,25H = 13,5H .
В. Каждый подвижный блок дает проигрыш в
перемещении в два раза. Так как третий блок поднялся
на один метр, то первый блок с грузом поднялся на
h=
2.
1м
= 0,25м .
22
A P h 100H ⋅ 0,25м
Г. N = = груза =
= 25Вт .
t
t
1c
P h
A
100H
Д.η = полезная = груза3 =
= 0,92 .
A соверш
F ⋅ 2 h 13,5H ⋅ 8
Автомобиль проехал половину пути со скоростью 60 км/ч. Следующий
отрезок пути он ехал со скоростью 15 км/ч, а последний отрезок пути –
со скоростью 45 км/ч. Какова средняя скорость автомобиля, если второй
и третий отрезки пройдены за одинаковое время?
Решение:
S
2V1
S
V
15 1
Т.к. t 2 =t 3 , то 2 = 2 = =
S 3 V3 45 3
По условию t1 =
Получим S 3 =3S 2 , а S 2 +S 3 =4S 2 =S/2, отсюда S 2 =S/8, а S 3 =3S/8
Тогда t 2 =
3S
S
, а t3 =
8V3
8V2
По определению средняя скорость V =
3.
S
S
= 40км / ч
=
S
S
3S
t1 + t 2 + t 3
+
+
2V1 8V2 8V3
Тело массой 3 кг и объемом 2 дм3 находится в воде на глубине 3 м.
Какую работу необходимо совершить при медленном плавном подъеме
тела на высоту 5 м над поверхностью воды?
Решение:
Чтобы поднимать в воде тело без ускорения с малой скоростью (то есть в
отсутствие силы сопротивления) к нему необходимо приложить силу:
F = mg − ρ воды gV . Для дальнейшего подъема в воздухе необходимо
прикладывать силу mg .
Полная работа A = Fh + mgH = mg (h + H ) − ρ воды gVh = 180 Дж
4. В школе, где учился Коля, был очень длинный коридор. При входе в него
располагался выключатель света, который включал и выключал 10
лампочек для освещения этого коридора. Когда все дети рано утром
приходили в школу, то последнему ученику, выключив свет, приходилось
идти в темноте, что очень неудобно. На одном из уроков по физике Коля
предложил поставить второй выключатель в конец коридора таким
образом, чтобы при помощи него можно было тоже отключать и включать
свет. Какую схему подключения предложил Коля?
Решение:
Вначале и в конце коридора необходимо поставить переключатели (1 и 2), а между ними
протянуть две линии. Лампы 3 включаются в цепь параллельно (смотри рисунок).
5. Свинцовая пуля ударяется о стальную плиту и отскакивает от нее. На
нагревание пули расходуется 60% потерянной ею механической энергии.
Температура пули перед ударом 50°С, ее скорость 400 м/с, скорость пули
после удара 100 м/с. Какая часть пули расплавилась?
Решение: по закону сохранения энергии
Решение:
Qнагр.пули + Qплавл.пули = η (E кин1 − Е кин 2 )
 mv 2
(m − m распл )v22
mcсв (t плавл − t 0 ) + λm распл = η  1 −
 2
2





Отсюда выражаем m распл и находим отношение mраспл /m
m распл
m
m распл
m
=
η (v12 − v 22 ) − 2c(t плавл − t 0 )
2λ − ηv 22
= 0,4
6. Самородок золота вместе с кварцем, в который он заключен, растягивает
пружину динамометра с силой 2,26 Н. При погружении самородка в воду
на него действует выталкивающая сила 0,2 Н. Найдите массу золота в
самородке. Плотность золота 19,3 г/см3, кварца 3,3 г/см3.
Решение:
Вес самородка в воздухе
P = (m1 + m2 ) g = ( ρ1V1 + ρ 2V2 ) g
Выталкивающая сила равна FA = ρgV , где V = V1 + V2
F
0,2
Отсюда V = A =
= 2 ⋅ 10 −5 м 3
ρg 1000 ⋅ 10
Тогда V1 = V − V2
Подставим в формулу для веса P = ( ρ1 (V − V2 ) + ρ 2V2 ) g
Получим
ρ1V − ρ1V2 + ρ 2V2 =
V2 ( ρ 2 − ρ 1 ) =
P
g
P
− ρ1V
g
P
− ρ1V
g
V2 =
ρ 2 − ρ1
Тогда масса золота
P
2,26
− ρ1V
− 3300 ⋅ 2 ⋅ 10 −5
g
m2 = ρ 2V2 =
ρ 2 = 10
19300 = 0,193 кг
ρ 2 − ρ1
19300 − 3300
7.
Когда куску льда, находящемуся в калориметре при 0°С, сообщили 200
кДж теплоты, он расплавился и образовавшаяся из него вода нагрелась до
10°С. Какая температура установится в калориметре, если ему сообщить
120 кДж теплоты. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Удельная
теплоемкость льда 2100 Дж/кг°С, воды 4200 Дж/кг°С, удельная теплота
плавления льда 330 кДж/кг.
Решение:
Q1 = λm + cm∆t1
m=
Q1
200000
=
= 0,54 кг
λ + c∆t1 330000 + 4200 ⋅ 10
Найдем количество теплоты необходимое для плавления всего льда.
Qпл = λm = 330000 ⋅ 0,54 = 177000 Дж
Так как Qпл < Q2 , то расплавиться не весь лед и температура будет 0 0С.