примеры решения типовых задач физика 7 класс
Простые механизмы. КПД механизмов
Пример 1. Плечи рычага, находящегося в равновесии, рав ны 40 см и 10 см. Большая сила, действующая на рычаг, равна 20 Н. Определите меньшую силу.
Дано: СИ Решение:
l1 = 40 см 0,4 м По правилу равновесия рычага:
l2 = 10 см 0,1 м
F2 = 20 Н F1 l2 l2
––– = –––. Откуда F1 = F2 –––.
F2 l1 l1
F1 – ?
0,1 м
Тогда F1 = 20 Н ( –––––– = 5 Н.
0,4 м
Ответ: F1 = 5 Н.
Пример 2. Груз массой 15 кг равномерно перемещают по наклонной плоскости, прикладывая при этом силу в 40 Н. Чему равно КПД наклонной плоскости, если длина ее 1,8 м, а высота 30 см?
Дано: СИ Решение:
m = 15 кг Апол
g = 0,8 Н/кг ( = –––– 100%.
F = 40 Н Аз
l = 1,8 м Полная (затраченная) работа Аз = Fl.
h = 30 см 0,3 м
Полезная работа Ап = Fтяж. h.
( – ? Fтяж = gm; Fтяж = 9,8 Н/кг ( 15 кг ( 150 Н.
Ап = 150 Н ( 0,3 м = 45 Дж; Аз = 40 Н ( 1,8 м = 72 Дж.
45 Дж
( = ––––––– 100% = 62,5 %.
72 Дж
Ответ: ( = 62,5 %.
Примеры решения типовых задач
Механическое движение
Пример 1. За какое время плывущий по течению реки плот пройдет 200 м, если скорость течения 0,5 м/с?
Дано: Решение:
s = 200 м Время движения плота равно:
( = 0,5 м/с s 200 м
t = ––– ; t = –––––– = 400 c.
t - ? ( 0,5 м/с
Ответ: t = 400 с.
Пример 2. Первые 10 с мотоциклист двигался со скоростью 15 м/с, а следующие 50 с со скоростью 25 м/с. Определите среднюю скорость мотоциклиста за все время движения.
Дано: Решение:
t 1 = 10 c Чтобы найти среднюю скорость, надо знать весь
( 1 = 15 м/с пройденный путь и время движения:
t 2 = 10 c
( 2 = 15 м/с
s
( ср = –––.
( ср – ? t
Определим путь, пройденный за 10 с:
s1 = ( 1 t1; s1 = 15 м/с ( 10 с = 150 м.
Найдем путь, пройденный за 50 с:
s1 = ( 1 t1; s1 = 25 м/с ( 50 с = 1250 м.
Весь путь, пройденный мотоциклистом, равен:
s = 150 м + 1250 м = 1400 м.
Время, затраченное на прохождение всего пути:
t = 10с + 50 с = 60 с.
Следовательно, средняя скорость равна:
1400 м
( ср = –––––– = 23 м/с
60 с
Ответ: ( ср = 23 м/с
Взаимодействие тел. Масса тела. Плотность вещества
Пример 1. При выстреле из орудия снаряд массой 20 кг вы летает со скоростью 800 м/с. Чему равна скорость отката ствола орудия, если его масса 2000 кг? Начальная скорость орудия равна нулю.
Дано: Решение:
m1 = 20 кг Скорости, приобретенные телами при взаимодействии,
(1 = 800 м/с обратно пропорциональны их массам. Определим, во сколько
m2 = 2000 кг раз масса ствола орудия больше массы снаряда:
m2 2000 кг
––– = ––––––– = 100 (раз).
(2 – ? m1 20 кг
Скорость ствола орудия должна быть меньше скорости снаряда в 100 раз:
800 м/с
(2 = ––––––– = 8 м/с.
100
Ответ: (2 = 8 м/с.
Пример 2.
Определите массу бетонной плиты, размеры ко торой 120 х 50 х 10 см.
Дано: Решение:
m
V = 120 ( 50 ( 10 см3 Из формулы плотности ( = –––
V
(бетон = 2200 кг/м3 определим массу:
m – ? m = ( ( V.
Объем плиты равен:
V = 120 ( 50 ( 10 см3 = 60 000 см3 = 0,06 м3.
Определим массу плиты:
m = 2200 кг/м3 ( 0,06 м3 = 132 кг.
Ответ: m = 132 кг.
Пример 2. Какую мощность развивает подъемник, подни мающий груз весом 24 кН на высоту 20 м за 2 мин?
Дано: СИ Решение:
P = 24 кН 24 000 Н Мощность определим по формуле:
h = 20 м
t = 2 мин 120 с A
N = –––;
t
N – ? При подъеме груза работа равна:
A = Ph; A = 2400 Н ( 20 м = 480 000 Дж.
Найдем значение мощности:
480 000 Дж
N = –––––––––––– = 4000 Вт = 4 кВт.
120 с
Ответ: N = 4 кВт.
Пример 3. Чему равна мощность трактора, если при ско рости 3,6 км/ч его сила тяги 60 000 Н?
Дано: СИ Решение:
Fтяги = 60 000 Н Мощность равна
( = 3,6 км/ч 1 м/с A
N = –––;
t
N – ? Так как А = Fs, то мощность можно определить
по формуле:
А Fs
N = ––– = –––– = F( .
t t
Рассчитаем мощность:
N = 60 000 Н ( 1 м/с = 60 000 Вт = 60 кВт.
Ответ: N = 60 кВт.
Пример 3. Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой бетонную плиту, масса которой 720 кг?
Дано: Решение:
m = 720 кг На плиту в воде действуют сила тяжести и архимедова
(воды = 1000 кг/м3 сила. Чтобы удержать плиту, надо приложить силу,
(бетона= 2400 кг/м3 равную разности этих
·сил:
F – ? F = Fтяж – FA.
Зная массу плиты, находим ее силу тяжести:
Fтяж = gm; Fтяж = 9,8 Н/кг ( 720 кг ( 7200 Н.
Архимедова сила равна весу вытесненной плитой воды. Находим объем плиты: m 720 кг
V = ––––––––; V = –––––––––– = 0,3 м3.
(бетона 2400 кг/м3
Так как объем вытесненной воды равен объему тела, нахо дим массу воды:
m = (воды ( V; m = 1000 кг/м3 ( 0,3 м3 = 300 кг.
Вес воды равен:
P = gm; P = 9,8 Н/кг ( 300 кг ( 3000 Н.
Таким образом, выталкивающая сила равна 3000 Н. Следовательно,
F = 7200 Н – 3000 Н = 4200 Н
Ответ: F = 4200 Н
Механическая работа и мощность
Пример 1. Какая совершается работа при равномерном пе ремещении ящика на 25 м, если сила трения 450 Н?
Дано: Решение:
s = 25 м Чтобы найти величину работы, на до знать силу, которая
Fтр. = 450 Н перемещает ящик. Эта сила (сила тяги) при рав номерном
движении равна силе тре ния. Откуда работа равна:
А – ?
А = Fs; А = 460 Н ( 25 м = 11 500 Дж.
Ответ: А = 11 500 Дж.
Вес тела. Давление твердых тел
Пример 1. Чему равна сила тяжести тела, масса которого 4 кг?
Дано: Решение:
m = 4 кг Сила тяжести рассчитывается по формуле
g = 9,8 H/кг Fтяж = gm.
Fтяж – ? Подставив значение массы в эту фор мулу, получим:
Fтяж = 9,8 H/кг ( 4 кг ( 40 Н.
Ответ: Fтяж = 40 Н.
Пример 2. Какое давление производит гранитная плита массой 400 кг, имеющая площадь опоры 20 дм2?
Дано: СИ Решение:
m = 400 кг Сила давления плиты на опору равна весу плиты:
S = 20 дм2 0,2 м2 F = P; P = 9,8 Н/кг ( 400 кг ( 4000 Н.
Определим давление:
р – ? F 4000 Н
p = –––; p = ––––––– = 20 000 Па = 20 кПа.
S 0,2 м2
Ответ: p = 20 кПа
Пример 3. Колонна массой 6 т производит на опору давле ние 400 кПа. Определите площадь опоры колонны.
Дано: СИ Решение:
m = 6 т 6000 кг
F
р = 400 кПа 400 000 Па Из формулы р = –– определим площадь опоры:
S
S – ? F
S = –––.
p
Сила давления равна весу колонны:
F = P; P = 9,8 Н/кг ( 6000 кг = 60 000 Н.
Вычислим площадь опоры: 60 000 Н
S = –––––––––– = 0,15 м2.
400 000 Па
Ответ: S = 0,15 м2.
Давление жидкостей и газов
Пример 1. В цилиндре с маслом на поршень действует сила 40 Н. Чему равна сила давления на внутреннюю поверх ность цилиндра площадью 8 дм2? Площадь поршня 2,5 см2. Вес масла не учитывайте.
Дано: СИ Решение:
F1 = 40 Н Определим давление поршня на мас ло:
S1 = 2,5 см2 0,00025 м2
S2 = 8 дм2 0,08 м2 F1 40 Н
p = –––; p = ––––––––– = 160 000 Па.
F2 – ? S1 0,00025 м2
По закону Паскаля такое же давление оказывает поршень на внутреннюю поверхность цилиндра. Находим силу давления:
F2 = pS; F2 = 160 000 Па ( 0,08 м2 = 12 800 Н = 12,8 кН.
Ответ: F2 = 12,8 кН.
Пример 2. Вычислите давление и силу давления керосина на дно бака площадью 50 дм2, если высота столба керосина в баке 40 см.
Дано: СИ Решение:
S = 50 дм2 0,5 м2 Определим давление керосина на дно бака:
h = 40 см 0,4 м
(кер. = 800 кг/м3 p = (керgh;
p – ? p = 9,8 Н/кг ( 800 кг/м3 ( 0,4 м = 3200 Па.
F – ?
Вычислим силу давления керосина на дно бака:
F
p = –––; откуда F = pS.
S
F = 3200 Н/м ( 0,5 м2 = 1600 Н.
Ответ: F = 1600 Н.
Атмосферное давление. Архимедова сила
Пример 1. Выразите давление 450 мм рт. ст. в Па.
Дано: Решение:
p = 450 мм рт. ст. Воспользуемся формулой для определения давления
h = 0,45 м столба жидкости:
(рт. = 13 600 кг/м3 p = (ртgh;
p = Па p = 9,8 Н/кг ( 13 600 кг/м3 ( 0,45 м ( 61 000 Па.
Ответ: p = 61 000 Па.
Пример 2. Тело объемом 2 м3 погружено в воду. Найдите архимедову силу, действующую на тело.
Дано: Решение:
V = 2 м3 Архимедова сила равна весу жид кости в объеме тела.
(воды = 1000 кг/м3 Определим массу вытесненной телом воды:
m = (водыV;
FA – ?
m = 1000 кг/м3 ( 2 м3 = 2000 кг.
Вес вытесненной воды:
P = gm;
P = 9,8 Н/кг ( 2000 кг ( 20 000 Н ( 20 кН.
Итак, выталкивающая сила равна 20 кН.
Ответ: FA = 20 кН.
Примеры решения задач
по физике
7 класс
Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 315