Конспект урока решение задач по физике "Законы Ньютона"

Законы Ньютона

1..

Две упругие пружины под действием приложенных к ним сил удлинились на одну и ту же величину. К первой пружи‐ не жёсткостью 8 Н/м была приложена сила величиной F1, а ко второй, жёсткостью 4 Н/м — сила F2. Как соотносятся силы, растягивающие пружины?

1) 2)

3)

4)

Решение..

Упругое растяжение пружины подчиняется закону Гука:

где F — приложенная сила, k — жесткость пружины, Δx — величина растяжения. По условию жесткость первой пружины равна k1 = 8 Н/м, жесткость второй равна k2 = 4 Н/м, и сказано, что величина растяжения у них одинакова, то есть Δx1 = Δx2. Тогда по закону Гука получим, что

Правильный ответ указан под номером 2.

2..

Две упругие пружины под действием приложенных к ним сил удлинились на одну и ту же величину. К первой пружине, жёсткостью k1, была приложена сила 100 H а ко второй, жёсткостью k2 — 50 Н. Как соотносятся жёсткости пружин?

1) 2)

3)

4)

Решение..

Упругое растяжение пружины подчиняется закону Гука:

где F — приложенная сила, k — жесткость пружины, Δx — величина растяжения. Выразим жёсткость пружины через силу и величину растяжения:

По условию сила, приложенная к первой пружине, равна F1 = 100 Н, ко второй — F2 = 50 Н и сказано, что величина растяжения у них одинакова, то есть Δx1 = Δx2 = Δx. Таким образом:

Поэтому жесткость первой пружины вдвое больше жесткости второй.

Правильный ответ указан под номером 2.

3..

В инерциальной системе отсчёта брусок из состояния покоя начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости. Равнодействующая всех сил, действующих на брусок, сонаправлена вектору

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Решение..

Равнодействующая всех сил есть векторная сумма всех сил, приложенных к телу. На брусок действуют следующие силы: сила тяжести, сонаправленная вектору 1, сила реакции опоры, сонаправленная вектору 3 и сила трения, сонаправленная вектору 4. Их векторная сумма совпадает с направлением вектора 2.

Правильный ответ указан под номером 2.

4..

В инерциальной системе отсчёта брусок массой m начинает скользить с ускорением вниз по на‐ клонной плоскости (см. рисунок). Модуль равнодействующей сил, действующих на брусок, равен

1) ma 2) N 3) mg 4) Fтр

Решение..

Равнодействующая всех сил есть векторная сумма всех сил, приложенных к телу. По второму закону Ньютона равнодействующая всех сил равна произведению массы тела на его ускорение.

Правильный ответ указан под номером 1.

5..

Масса Луны примерно в 81 раз меньше массы Земли. Если Земля притягивает Луну с силой, равной по модулю F, то Луна притягивает Землю с силой

1)

2)

3) 4)

Решение..

По третьему закону Ньютона тела взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направ‐ ленными вдоль прямой, соединяющей эти тела, равными по модулю и противоположными по направлению. Следовательно, луна притягивает Землю с силой F.

Правильный ответ указан под номером 4.

6..

Сила тяготения между двумя однородными шарами уменьшится в 4 раза, если расстояние между центрами шаров

1) увеличить в 2 раза 2) уменьшить в 2 раза 3) увеличить в 4 раза 4) уменьшить в 4 раза Решение..

Закон всемирного тяготения:

где F — сила тяготения, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы притягивающихся тел, r — расстояние между телами. Следовательно, чтобы уменьшить силу тяготения междушарами в четыре раза, необходимо расстояние между ними увеличить в два раза.

Правильный ответ указан под номером 1.

7..

Сила тяготения между двумя однородными шарами увеличится в 4 раза, если массу каждого из шаров

1) увеличить в 2 раза 2) уменьшить в 2 раза 3) увеличить в 4 раза 4) уменьшить в 4 раза

Решение..

Закон всемирного тяготения:

где F — сила тяготения, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы притягивающихся тел, r — расстояние между телами. Следовательно, чтобы увеличить силу тяготения междушарами в четыре раза, необходимо массу каждого из шаров увеличить в два раза.

Правильный ответ указан под номером 1.

8..

Имеется две абсолютно упругие пружины. К первой пружине приложена сила 4 H, а ко второй — 2 H. При этом удли‐ нения пружин оказались равными. Сравните жёсткость k1 первой пружины с жёсткостью k2 второй пружины.

1) 2) 3)

4)

Решение..

Растяжение упругой пружины подчиняется закону Гука:

где F — приложенная сила, k — жесткость пружины, Δx — величина растяжения. Выразим жёсткость пружины:

Поскольку удлинения пружин равны, k1 = 2k2.

Правильный ответ указан под номером 2.

9..

Два деревянных бруска одинаковой массы скользят по горизонтальной одинаково обработанной поверхности стола. На бруски действует сила трения скольжения F1 и F2 соответственно. При этом известно, что площадь опоры одного брус‐ ка S1 в два раза меньше площади опоры другого бруска S2. Сила F1 равна

1) 2)

3)

4) Решение..

Сила трения пропорциональна силе реакции опоры и не зависит от площади опоры тела. Сила реакции опоры одинако‐ ва для брусков, поскольку они имеют одинаковую массу. Следовательно, на бруски действует одинаковая сила трения.

Правильный ответ указан под номером 1.

Примечание..

Вообще говоря, к брускам могут быть приложены силы, если данные силы имеют различные вертикальные проекции, сила реакции опоры могут и не совпадать.

10..

Расстояние между центрами двух однородных шаров уменьшили в 2 раза. Сила тяготения между ними

1) увеличилась в 4 раза 2) уменьшилась в 4 раза 3) увеличилась в 2 раза 4) уменьшилась в 2 раза

Решение..

Закон всемирного тяготения:

где F — сила тяготения, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы притягивающихся тел, r — расстояние между телами. Таким образом, если расстояние уменьшить в 2 раза, сила тяготения увеличится в 4 раза.

Правильный ответ указан под номером 1.

11..

Столкнулись грузовой автомобиль массой 3 тонны и легковой автомобиль массой 1 тонна. Сила удара, которую испытал легковой автомобиль, равна F. При этом грузовой автомобиль испытал силу удара

1)

2)

3) 4)

Решение..

По третьему закону Ньютона грузовой автомобиль испытал такую же силу удара как и легковой.

Правильный ответ указан под номером 4.

12..

Тяжелый чемодан необходимо передвинуть в купе вагона по направлению к локомотиву. Это легче будет сделать, если поезд в это время

1) стоит на месте

2) движется равномерно прямолинейно 3) ускоряется

4) тормозит Решение..

Чемодан необходимо передвинуть по ходу движения. Это будет сделать легче, когда поезд тормозит, поскольку в этом случае на чемодан будет действовать сила, направленная по ходу движения поезда и равная ma, где m — масса чемодана, a — модуль ускорения поезда.

Правильный ответ указан под номером 4.

13..

В инерциальной системе отсчета брусок начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости. Модуль равнодействующей сил, действующих на брусок, равен

1) mg 2) ma 3) Fтр 4) N

Решение..

По второму закону Ньютона модуль равнодействующей всех сил равен ma.

Правильный ответ указан под номером 2.

14..

На диаграмме представлены результаты экспериментальных измерений удлинения пружин при подвешивании к ним грузов одинаковой массы.

Для жёсткости пружин справедливо соотношение

1) 2) 3) 4)

Решение..

Упругое растяжение пружины подчиняется закону Гука:                      где F — приложенная сила, k — жесткость пружины, Δx — величина растяжения. В данном случае к пружине приложена одинаковая сила тяжести. Удлинение пер‐ вой пружины в четыре раза меньше удлинения второй. Следовательно, коэффициенты жёсткости соотносятся как

k1 = 4k2.

Правильный ответ указан под номером 4.

15..

На диаграмме представлены результаты экспериментальных измерений сил трения при скольжении по горизонтальной поверхности двух брусков, имеющих одинаковые коэффициенты трения скольжения.

Для масс брусков справедливо соотношение

1) 2) 3) 4)

Решение..

Сила трения равна силе реакции опоры, взятой с коэффициентом трения. Из диаграммы видно, что сила трения первого бруска в четыре раза больше чем второго. Поскольку коэффициенты трения равны, массы соотносятся как

m1 = 4m2.

Правильный ответ указан под номером 1.

16..

Какие из величин: скорость, равнодействующая сила, ускорение, перемещение при механическом движении тела — всегда совпадают по направлению?

1) ускорение и перемещение 2) ускорение и скорость

3) сила и скорость 4) сила и ускорение Решение..

По второму закону Ньютона равнодействующая сила и ускорение всегда совпадают.

Правильный ответ указан под номером 4.

17..

На каком рисунке верно изображены силы, действующие между столом и книгой, покоящейся на столе?

1) A 2) B 3) C 4) D

Решение..

По третьему закону Ньютона силы, действующие между столом и покоящейся на столе книгой, равны по модулю и противоположено направлены. Эти силы приложены к разным телам, поэтому они не компенсируют друг друга. Сила ре‐ акции, приложенная к книге, направлена вертикально вверх, а вес книги, приложенный к столу, направлен вертикально вниз. Следовательно, верно силы изображены на рисунке B.

Поясним подробнее. Сила реакции, действующая на книгу, возникает как ответ на то, что книга «пытается» упасть вниз. Сила тяжести тянет книгу вниз, но стол ее не пускает. В результате книга давит на стол, то есть возникает направленная вниз сила, действующая со стороны книги на стол. Под действием этой давящей силы стол немножко прогибается, в нём возникает деформация. В результате со стороны стола на книгу действует направленная вверх сила, ко‐ торая выталкивает книгу вверх, не давай ей упасть сквозь стол.

Правильный ответ указан под номером 2.

Примечание..

Обратите внимание, что для возникновения рассматриваемых в задаче сил необходимо, чтобы стол и книга не находи‐ лись в состоянии невесомости. Например, если они вместе будут свободно падать или кто-то разместит их на борту орби‐ тального спутника, то книга не будет давить на стол, а стол не будет выталкивать книгу.

18..

К двум пружинам подвешены тела одинаковой массы. Удлинение первой пружины l1 = 2l2. Жёсткость второй пружины

1) равна жёсткости первой пружины

2) в 2 раза больше жёсткости первой пружины 3) в 2 раза меньше жёсткости первой пружины

4) в        раз меньше жёсткости первой пружины Решение..

Упругое растяжение пружины подчиняется закону Гука:

где F — приложенная сила, k — жесткость пружины, Δx — величина растяжения. Поскольку удлинение первой пружины l1 = 2l2, жёсткость второй пружины в 2 раза больше жёсткости первой пружины.

Правильный ответ указан под номером 2.

19..

Расстояние между центрами двух однородных шаров уменьшили в 2 раза. Сила тяготения между ними

1) увеличилась в 4 раза 2) уменьшилась в 4 раза 3) увеличилась в 2 раза 4) уменьшилась в 2 раза Решение..

Закон всемирного тяготения:

где F — сила тяготения, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы притягивающихся тел, r — расстояние между телами. Следовательно, если расстояние между центрами двух однородных шаров уменьшили в 2 раза, то сила тяготения между ними увеличилась в 4 раза.

Правильный ответ указан под номером 1.

20..

Какие из утверждений верны?

А. Сила тяготения, действующая на некоторое тело у поверхности Луны, меньше силы тяготения, действующей на это тело у поверхности Земли.

Б. Всемирное тяготение между Землей и Луной проявляется в океанических приливах и отливах.

1) только А 2) только Б

3) оба утверждения верны 4) оба утверждения неверны Решение..

По закону Всемирного тяготения:

,

здесь М — масса планеты, m — масса тела. Чем меньше масса планеты, тем меньше сила тяготения, действующая на не‐ которое тело у поверхности этой планеты. Масса Луны меньше массы Земли, поэтому утверждение А верно.

Частицы, которые находятся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие — слабее, в результате этого и возникают приливы и отливы.

Правильный ответ указан под номером 3.

21..

Массивный груз подвешен на тонкой нити 1. К грузу прикреплена такая же нить 2. Если медленно тянуть за нить 2, то оборвётся

1) только нить 1 2) только нить 2

3) нить 1 и нить 2 одновременно

4) либо нить 1, либо нить 2 в зависимости от массы груза Решение..

На груз действуют сила тяжести, сила натяжения нити 1 — T1 и сила натяжения нити 2 — T2. По второму закону Нью‐ тона             при       равномерном        движении       или       в      покое       силы,       действующие       на       тело       скомпенсированы:

поэтому при увеличении силы T2 сила T1 будет расти до тех пор, пока не достиг‐ нет предельного значения натяжения. После этого нить 1 оборвётся.

Правильный ответ указан под номером 1.

22..

Мальчик и девочка тянут верёвку за противоположные концы. Девочка может тянуть с силой не более 50 Н, а мальчик — с силой 150 Н. С какой силой они могут натянуть верёвку, не сдвигаясь, стоя на одном месте?

1) 50 Н 2) 100 Н 3) 150 Н 4) 200 Н Решение..

Так как они не должны двигаться, по третьему закону Ньютона они должны тянуть за верёвку с одинаковой силой.

Правильный ответ указан под номером 1.

23..

Одна и та же горизонтальная сила F действует вначале на тело 1 массой 0,5 кг, а затем на тело 2 массой 3 кг. Оба тела до начала действия силы покоились на гладком горизонтальном столе. С каким по модулю ускорением будет двигаться тело 2 под действием силы F, если тело 1 движется с ускорением, модуль которого равен 1,8 м/с 2?

1) 0

2) 0,3 м/с2 3) 0,6 м/с2 4) 0,9 м/с2 Решение..

По второму закону Ньютона ускорение тела связано с равнодействующей силой соотношением F = ma, а т. к. на тела действует одинаковая сила, и масса второго тела в                        раз больше массы первого, ускорение второго тела в 6 раз меньше ускорения первого тела и равно 0,3 м/с2.

Правильный ответ указан под номером 2.

24..

Между двумя одинаковыми однородными шарами массой m, центры которых находятся на расстоянии R друг от

друга, действует сила гравитационного притяжения F. Эта сила уменьшится в 3 раза, если расстояние между центрами шаров изменить до значения

1)

2)

3) 4)

Решение..

Согласно закону Всемирного тяготения

,

поэтому сила уменьшится в 3 раза, если увеличить расстояние R в         раз.

Правильный ответ указан под номером 3.

25..

Аэростат летит равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, на которой находится неподвижный автомобиль. Выберите правильное утверждение.

1) Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инерциальной не является.

2) Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инерциальной не является.

3) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.

4) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной. Решение..

Система отсчёта, связанная с землёй, инерциальна, поэтому любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится, по первому закону Ньютона тоже инерциальна.

Правильный ответ указан под номером 3.

26..

Аэростат движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускоренно дви‐ жется автомобиль. Выберите правильное утверждение.

1) Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инер‐ циальной не является.

2) Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инер‐ циальной не является.

3) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.

4) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной. Решение..

Система отсчёта, связанная с землёй инерциальна, поэтому любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится по первому закону Ньютона тоже инерциальна. Движение аэростата удовлетворяет этому условию, а движение автомобиля — нет. Аэростат — инерциальная система отсчёта, а автомобиль — неинерциальная.

Правильный ответ указан под номером 1.

27..

К пружине динамометра подвесили груз массой m = 0,5 кг, под действием которого пружина растянулась на 4 см. Ка‐ кова жёсткость пружины?

1) 2 Н/м

2) 1,25 Н/м 3) 50 Н/м 4) 125 Н/м

Решение..

Удлинение пружины описывается законом Гука:

где F — сила, действующая на пружину, k — коэффициент жесткости пружины и Δ x — удлинение пружины. Т. к. после растяжения груз остановился, то по первому закону Ньютона растягивающая сила равна силе тяжести, действующей на груз: Fтяж = mg, где g — ускорение свободного падения. Объединив два выражения, найдем коэффициент жесткости пружины:

Подставляем данные, учитывая, что 4 см = 0,04 м:

Правильный ответ указан под номером 4.

28..

Спутник летит по круговой орбите вокруг Земли с выключенными двигателями (см. рисунок). Влияние атмосферы пренебрежимо мало. С каким из указанных на рисунке векторов совпадает направление равнодействующей всех сил, приложенных к спутнику?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Решение..

Поскольку спутник летит с выключенными двигателями, а влиянием атмосферы на него, по условию, можно пренебречь, заключаем, что спутник двигается только под действием силы притяжения со стороны Земли. Согласно закону Всемирного тяготения

           ,

эта сила направлена к центру планеты. Следовательно,направление равнодействующей всех сил, приложенных к спутни‐ ку совпадает с вектором 1.

Правильный ответ указан под номером 1.

29..

Шарик массой 400 г подвешен на невесомой нити к потолку лифта. Сила натяжения нити больше 4 Н в момент, когда лифт

1) движется равномерно вверх 2) покоится

3) начинает подъём 4) начинает спуск Решение..

По второму закону Ньютона шарик тянет нить с силой

,

где g — ускорение свободного падения, a — ускорение лифта, m — масса шарика. Таким образом, сила натяжения нити больше 4 Н в момент, когда лифт начинает подъём.

Правильный ответ указан под номером 3.

30..

Металлический брусок подвешен к пружине и целиком погружён в сосуд с водой, находясь в состоянии покоя. На рисунке показаны действующие на брусок сила тяжести       и сила Архимеда

, а также сила упругости            пружины. Какая из записанных ниже формул является правильной?

1) 2) 3) 4)

Решение..

Сила упругости и сила Архимеда сонаправлены, а сила тяжести направлена в противоположную сторону, значит, по второму закону Ньютона:

или

Правильный ответ указан под номером 3.

31..

Металлический брусок подвешен к пружине и целиком погружён в сосуд с водой, находясь в состоянии покоя. На рисунке показаны действующие на брусок сила тяжести             и сила Архи‐

меда           , а также сила упругости           пружины. Какое из записанных ниже соотношений явля‐ ется правильным?

1) 2) 3) 4)

Решение..

По второму закону Ньютона:                                                и           с минусом, так как они противонаправлены силе тяже‐ сти        .

Правильный ответ указан под номером 3.

32..

На горизонтальную шероховатую поверхность кладут брусок массой m = 1 кг. В первом случае к бруску прикладывают горизонтально направленную силу F1 так, чтобы он двигался равномерно. Во втором случае на брусок кладут гирю массойM = 0,5 кг и снова прикладывают горизонтально направленную силу, добиваясь равномер‐

ного движения бруска (см. рисунки). Максимальная сила трения покоя во втором случае по сравнению с первым

1) уменьшится в 2 раза 2) не изменится

3) увеличится в 1,5 раза 4) увеличится в 2 раза Решение..

Сила трения прямо пропорциональна весу тела. Вес тела во втором случае больше, чем в первом в полтора раза, следо‐ вательно и сила трения возрастёт на такую же величину.

Правильный ответ указан под номером 3.

33..

На горизонтальную шероховатую поверхность кладут брусок массой m = 1 кг. В первом случае к бруску прикладывают горизонтально направленную силу F1 так, чтобы он двигался равномерно. Во втором случае на брусок кладут гирю массойM = 1,5 кг и снова прикладывают горизонтально направленную силу, добиваясь равномер‐

ного движения бруска (см. рисунки). Максимальная сила трения покоя во втором случае по сравнению с первым

1) уменьшится в 1,5 раза 2) не изменится

3) увеличится в 1,5 раза 4) увеличится в 2,5 раза Решение..

Сила трения прямо пропорциональна весу тела. Вес тела во втором случае (2,5 кг) больше, чем в первом случае (1 кг) в два с половиной раза, следовательно, и сила трения возрастёт в то же количество раз.

Правильный ответ указан под номером 4.

34..

На брусок действуют силы с модулями 1 Н и 2 Н, направленные так, как показано на рисунке. Равнодействующая этих сил равна по модулю

1) 1 Н 2) 3 Н

3)        Н 4) 5 Н

Решение..

Найдём равнодействующую данных сил по теореме Пифагора:

Правильный ответ указан под номером 3.

35..

На брусок действуют силы с модулями 2 Н и 3 Н, направленные так, как показано на рисунке. Равнодействующая этих сил равна по модулю

1) 1 Н

2)          Н 3) 5 Н

4) 13 Н Решение..

Найдём равнодействующую данных сил по теореме Пифагора:

Правильный ответ указан под номером 2.

36..

Между двумя однородными шарами массами m и 3m, расстояние между центрами которых равно R, действует сила гравитационного притяжения, равная по модулю F. Расстояние между центрами шаров увеличили до 3 R. В результате мо‐ дуль силы гравитационного взаимодействия шаров

1) уменьшился в 9 раз 2) уменьшился в 3 раза 3) увеличился в 3 раза 4) не изменился Решение..

Сила гравитационного притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния, то есть при увеличении расстоя‐ ния в 3 раза сила притяжения уменьшится в 9 раз.

Правильный ответ указан под номером 1.

37..

Между двумя однородными шарами массами m и 4m, расстояние между центрами которых равно R, действует сила гравитационного притяжения, равная по модулю F. Расстояние между центрами шаров увеличили до 2 R. В результате мо‐ дуль силы гравитационного взаимодействия шаров

1) увеличился в 2 раза 2) не изменился

3) уменьшился в 2 раза 4) уменьшился в 4 раза Решение..

Сила гравитационного притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния, то есть при увеличении расстоя‐ ния в 2 раза сила приятжения уменьшится в 4 раз.

Правильный ответ указан под номером 4.

38..

Человек массой 70 кг стоит на напольных пружинных весах в лифте. Лифт начинает двигаться с ускорением 0,5 м/с 2, направленным вверх. В этот момент весы покажут массу

1) 70 кг

2) больше 70 кг 3) меньше 70 кг 4) 0

Решение..

Движущийся с ускорением лифт — неинерциальная система отсчёта, следовательно, на человека в лифте помимо силы тяжести будет действовать сила инерции, направленная противоположно ускорению лифта, то есть вниз, значит, весы по‐ кажут массу более 70 кг.

Правильный ответ указан под номером 2.

39..

Человек массой 70 кг стоит на напольных пружинных весах в лифте. Лифт начинает двигаться с ускорением 0,5 м/с 2, направленным вниз. В этот момент весы покажут массу

1) 70 кг

2) больше 70 кг 3) меньше 70 кг 4) 0

Решение..

Движущийся с ускорением лифт — неинерциальная система отсчёта, следовательно, на человека в лифте помимо силы тяжести будет действовать сила инерции, направленная противоположно ускорению лифта, то есть вверх, значит, весы по‐ кажут массу менее 70 кг.

Правильный ответ указан под номером 3.

40..

В инерциальной системе отсчёта брусок из состояния покоя начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости (см. рисунок). Равнодействующая всех сил, действующих на брусок, сонаправлена вектору

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Решение..

Брусок скользит вниз с ускорением. Равнодействующая всех сил сонаправлена ускорению тела, следовательно, равнодействующая всех сил сонаправлена вектору 2.

Правильный ответ указан под номером 2.

41..

Школьник решил провести эксперименты с двумя разными пронумерованными пружинами — № 1 и № 2. К свободно висящей пружине № 1 длиной 20 см школьник подвесил гирьку массой 100 г, в результате чего пружина растянулась до длины 22 см. К пружине №2, имеющей в нерастянутом состоянии длину 30 см, школьник подвесил ту же самую гирьку, в результате чего эта пружина растянулась до длины 34 см. Сравните жёсткости пружин k1 и k2.

1) k1 = k2 2) k1 > k2 3) k1 < k2

4) Жёсткости пружин нельзя сравнить, так как они в нерастянутом состоянии имеют различные длины. Решение..

Найдём жёсткости обеих пружин:

Таким образом, жёсткость первой пружины больше, чем жёсткость второй.

Правильный ответ указан под номером 2.

42..

Школьник решил провести эксперименты с двумя разными пронумерованными пружинами — № 1 и № 2. К свободно висящей пружине № 1 длиной 10 см школьник подвесил гирьку массой 100 г, в результате чего пружина растянулась до длины 15 см. К пружине №2, имеющей в нерастянутом состоянии длину 15 см, школьник подвесил гирьку массой 200 г, в результате чего эта пружина растянулась до длины 20 см. Сравните жёсткости пружин k1 и k2.

1) k1 = k2 2) k1 > k2 3) k1 < k2

4) Жёсткости пружин нельзя сравнить, так как они в нерастянутом состоянии имеют различные длины. Решение..

Найдём жёсткости обеих пружин:

Таким образом, жёсткость второй пружины больше, чем жёсткость первой.

Правильный ответ указан под номером 3.

43..

Два мальчика растягивают динамометр в противоположные стороны. Каждый прикладывает силу 100 Н. Какое значе‐ ние покажет динамометр?

1) 0

2) 50 Н 3) 100 Н 4) 200 Н Решение..

Рассмотрим, для начала, другую ситуацию: пусть на вертикально висящий динамометр подвешен груз в 10 кг, то есть вес груза 100 Н. Тогда динамометр покажет показание в 100 Н. Теперь рассмотрим силы, действующие на динамометр: на него действует сила тяжести груза и сила реакции опоры, которая тянет его вверх. Поскольку динамометр находится в покое, то сила реакции опоры также равна 100 Н, но направлена в сторону, противоположную силе тяжести.

В случае, описанном в задаче один мальчик создаёт силу, аналогичную силе тяжести груза, а второй — силу, аналогич‐ ную силе реакции опоры, следовательно, динамометр покажет значение 100 Н.

Правильный ответ указан под номером 3.

44..

Между двумя небесными телами одинаковой массы, находящимися на расстоянии r друг от друга, действуют силы притяжения величиной F1. Если расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то величина силы притяжения F2 будет свя‐ зана с F1 соотношением

1) F1 = 4F2 2) F2 = 4F1 3) F1 = F2 4) F1 = 2F2 Решение..

Между небесными телами действуют гравитационные силы. Модуль силы гравитационного взаимодействия пропор‐

ционален           Следовательно, при уменьшении расстояния между телами сила взаимодействия возрастёт в 4 раза.

Правильный ответ указан под номером 2.

45..

На рисунке изображены четыре пары сферически симметричных тел, расположенных друг относительно друга на раз‐ ных расстояниях между центрами этих тел.

Сила взаимодействия двух тел одинаковых масс M, находящихся на расстоянии R друг от друга, равна F0. Для какой пары тел сила гравитационного взаимодействия равна 4F0?

1) для пары А 2) для пары Б 3) для пары В 4) для пары Г

Решение..

По закону всемирного тяготения,                       Найдём чему равна сила гравитацинного взаимодействия для каждой из представленных пар:

Таким образом, сила гравитационного приближения составляет          для пары тел В.

Правильный ответ указан под номером 3.

46..

Между двумя небесными телами одинаковой массы, находящимися на расстоянии r друг от друга, действует гравита‐ ционная сила F1. Какой будет сила F2 взаимодействия между этими телами, если расстояние между ними станет равным 2r?

1)

2)

3) 4)

Решение..

Сила гравитационного приближения прямо пропорциональна произведению масс гравитирующих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Значит, при увеличении расстояния между телами в два раза сила при‐ тяжения между ними уменьшится в четыре раза.

Правильный ответ указан под номером 1.

47..

Между двумя небесными телами одинаковой массы, находящимися на расстоянии r друг от друга, действуют силы притяжения величиной F1. Если расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то величины сил F2 и F1 будут связаны соотношением

1) F1 = F2 2) F1 = 4F2 3) F2 = 4F1 4) F2 = 2F1 Решение..

Сила гравитационного притяжения прямо пропорциональна произведению масс гравитирующих тел и обратно про‐ порциональна квадрату расстояния между ними. Следовательно, при уменьшении расстояния между телами в два раза сила притяжения увеличится в четыре раза.

Правильный ответ указан под номером 3.

48..

На рис. А показаны направления скорости      и ускорения      тела относительно Земли в определённый момент времени. Какая из стрелок (1–4) на рис. Б соответствует направлению равнодействующей всех сил, действующих на тело в этот мо‐ мент времени?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Решение..

Равнодействующая всех сил всегда сонаправлена с ускорением тела. Таким образом, направление равнодействующей силы указано под номером 2.

Правильный ответ указан под номером 2.

49..

При измерении коэффициента трения брусок перемещали по горизонтальной поверхности стола и получили значение силы трения F1. Затем брусок стали перемещать, положив его на стол гранью, площадь которой в 3 раза больше, чем в пер‐ вом случае, и получили значение силы трения F2. При этом сила трения F2

1) равна F1

2) в 3 раза больше F1 3) в 3 раза меньше F1 4) в 9 раз больше F1 Решение..

Сила трения вычисляется по формуле:                            . Отсюда видно, что она будет зависеть только от массы груза, а не от площади его поверхности. Таким образом, сила трения останется прежней.

Правильный ответ указан под номером 1.

50..

Имеются две абсолютно упругие пружины. Под действием одной и той же силы первая пружина удлинилась на 6 см, а вторая — на 3 см. Сравните жёсткость k1 первой пружины с жёсткостью k2 второй.

1) k1 = k2 2) 4k1 = k2 3) 2k1 = k2 4) k1 = 2k2 Решение..

Сила упругости вычисляется по формуле:                    . Так как на обе пружины действует одна и та же сила, то можем приравнять силы упругости в первом и во втором случае:                                 . Таким образом,

Правильный ответ указан под номером 3.

51..

На рисунке приведён график зависимости модуля скорости прямолинейно движущегося тела от времени (относительно Земли).

На каком(-их) участке(-ах) сумма сил, действующих на тело, равна нулю?

1) на участках ОА и ВС 2) только на участке АВ 3) на участках АВ и СD 4) только на участке CD Решение..

Сумма сил, действующих на тело равна нулю, если тело движется равномерно и прямолинейно или покоится. Это вы‐ полняется на участках АВ и СD.

Правильный ответ указан под номером 3.

52..

На рисунке представлены графики зависимости изменения давления воздуха Δp от времени t для звуковых волн, издаваемых двумя камертонами. Сравните амплитуду изменения давления и высоту тона волн.

1) Амплитуда изменения давления одинакова; высота тона первого звука больше, чем второго.

2) Высота тона одинакова; амплитуда изменения давления в первой волне меньше, чем во второй. 3) Амплитуда изменения давления и высота тона одинаковы.

4) Амплитуда изменения давления и высота тона различны. Решение..

Амплитуда изменения давления – это максимальное отклонение давления от равновесного состояния (в данном случае уровня 0). Высота тона определяется частотой колебания звуковой волны: чем выше частота, тем более высокий звук мы слышим.

Из графика видно, что амплитуда изменения первого камертона больше, чем у второго. Высота тона первого камертона выше, чем у второго, так как частота (скорость повторения) волны от первого камертона выше, чем у второго.

Ответ: 4.

Краткое описание документа:

Конспект, содержащий задачи с пояснениями в помощь педагогам для составления контрольных работ и тренировочных работ при подготовке к ОГЭ по физике в 9 классе по теме «Законы Ньютона». Можно составить вариант из необходимого количества заданий по данной теме.Задания и рисунки к заданиям легко копируются, что облегчит работу в подготовке к урокам и дополнительным занятиям по физике