Проверочная работа на 3 закона Ньютона 8 класс вариант 2

Вариант 1В

1. Сформулируйте первый закон Ньютона. Что такое инерциальная система отсчета?
2. Поясните, почему ударный импульс (изменение импульса тела) не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.

1. Тело массой 4 кг движется прямолинейно по закону x(t) = 2 + 3t + t². Чему равна равнодействующая всех сил, приложенных к телу?
2. Мяч массой 0.5 кг ударился о стену со скоростью 10 м/с и отскочил с такой же по модулю скоростью. Определите среднюю силу удара, если его продолжительность составила 0.1 с.
3. Человек массой 70 кг стоит в лифте, который движется вниз с ускорением 2 м/с². Чему равен вес человека?

Вариант 2В

1. Сформулируйте второй закон Ньютона для постоянной массы. В чем его физический смысл?
2. Объясните, почему сила натяжения нити в невесомом и нерастяжимом блоке одинакова по обе его стороны, если трением в блоке можно пренебречь.

1. Под действием силы 30 Н тело движется с ускорением 1.5 м/с². Чему равна масса тела?
2. Два человека тянут шнур в противоположные стороны с силами по 100 Н каждый. Разорвётся ли шнур, если он выдерживает нагрузку 190 Н?
3. Груз массой 200 г подвешен на пружине. Чему равен вес груза? Изобразите силы, действующие на груз.

Вариант 3В

1. Сформулируйте третий закон Ньютона. Всегда ли силы действия и противодействия уравновешивают друг друга?
2. В чем различие между силой тяжести и весом тела? В каких случаях эти силы равны по модулю?

1. С каким ускорением движется автомобиль массой 1.2 т, если сила тяги двигателя равна 3 кН, а сила сопротивления движению 1.2 кН?
2. Мяч массой 400 г свободно падает с ускорением 9.8 м/с². Чему равна сила тяжести, действующая на него? Чему равен его вес в состоянии свободного падения?
3. На тело массой 5 кг действуют две силы: 12 Н и 8 Н, направленные в одну сторону. Чему равна равнодействующая сила и ускорение тела?

Вариант 4В

1. Что такое сила? Является ли сила причиной скорости или причиной ускорения тела?
2. Мяч, брошенный горизонтально, движется под действием силы тяжести по параболической траектории. Является ли система отсчета, связанная с Землей, строго инерциальной для этого движения? Ответ поясните.

1. Тело массой 2 кг под действием некоторой силы увеличило свою скорость с 2 м/с до 6 м/с за 4 с. Чему равен модуль этой силы?
2. Книга лежит на столе. Масса книги 0.3 кг. Чему равен вес книги? Почему книга покоится?
3. Лошадь тянет телегу. Почему, согласно третьему закону Ньютона, телега тянет лошадь с такой же силой? Объясните, почему система при этом приходит в движение.

Вариант 5В

1. Что такое инертность тела? Какая физическая величина является мерой инертности?
2. Может ли тело двигаться с постоянной скоростью под действием единственной силы? Ответ обоснуйте.

1. Равнодействующая сил, действующих на тело массой 800 г, равна 4 Н. Чему равно ускорение тела?
2. Спортсмен массой 60 кг прыгает с высоты 5 метров и при приземлении сгибает колени, благодаря чему останавливается за 0.5 с. Какова средняя сила, действующая на ноги спортсмена при торможении?
3. Шарик висит на нити. Изобразите все силы, действующие на шарик. К чему приложена каждая из этих сил?

Вариант 6В

1. В чем заключается принцип относительности Галилея?
2. Почему при расчете ускорения системы связанных тел их можно рассматривать как одно целое?

1. Вагонетка массой 500 кг движется с ускорением 0.2 м/с². Чему равна сила, сообщающая вагонетке это ускорение, если сила сопротивления движению равна 50 Н?
2. Ящик массой 20 кг равномерно тянут по полу за верёвку, направленную горизонтально. Сила натяжения верёвки 60 Н. Чему равен модуль силы трения?
3. Ракета, масса которой в процессе движения уменьшается, движется вверх с постоянным ускорением. Сравните силу тяги реактивного двигателя с силой тяжести, действующей на ракету.

Вариант 7В

1. Сформулируйте закон сохранения импульса для замкнутой системы тел. Приведите пример его проявления.
2. Почему человек, спрыгивая с лодки на берег, должен отталкиваться от лодки как можно сильнее?

1. Тело массой 1 кг изменило свою скорость на 4 м/с за 2 с. Чему равна равнодействующая сил, приложенных к телу?
2. Человек массой 80 кг стоит на полу. Чему равен его вес? Чему равна сила реакции опоры?
3. Два мальчика на коньках отталкиваются друг от друга. Масса первого 40 кг, он приобрел скорость 0.8 м/с. С какой скоростью откатился второй мальчик, если его масса 50 кг?

Вариант 8В

1. Что такое неинерциальная система отсчета? Приведите пример.
2. Объясните, почему в лифте, движущемся с ускорением, направленным вверх, вес тела увеличивается (возникает перегрузка).

1. Под действием силы 15 Н тело за 5 с прошло путь 25 м. Какова масса тела, если начальная скорость была равна нулю?
2. Грузовик буксирует легковой автомобиль с постоянной скоростью. Сравните силу натяжения буксировочного троса с силой сопротивления, действующей на легковой автомобиль.
3. Гиря массой 1 кг лежит на ладони. Чему равен вес гири? Что произойдет с весом, если ладонь начать двигать вверх с ускорением?

Решения и ответы В

1. Вариант 1 В Первый закон Ньютона (Закон инерции): Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно или покоится, если равнодействующая всех сил, приложенных к нему, равна нулю.
   Инерциальная система отсчета (ИСО) — это система, в которой выполняются все три закона Ньютона. Например, система отсчета, связанная с Землей, считается ИСО с хорошим приближением.

Изменение импульса тела Δp = F_ср * Δt определяется силой и временем ее действия. Сила и время являются инвариантными величинами (не зависят от выбора ИСО) в классической механике, следовательно, и ударный импульс не зависит от

1. Решение: Второй закон Ньютона: F = ma. Найдем ускорение как вторую производную от координаты: v(t) = x'(t) = 3 + 2t, a(t) = v'(t) = 2 м/с². Ускорение постоянно. F = 4 кг * 2 м/с² = 8 Н.    Ответ: 8 Н.
2. Решение: Изменение импульса мяча: Δp = m*v - m*(-v) = m*v + m*v = 2m*v. Δp = 2 * 0.5 кг * 10 м/с = 10 кг*м/с. Сила F = Δp / Δt = 10 / 0.1 = 100 Н.    Ответ: 100 Н.
3. Решение: Вес P – это сила, с которой человек давит на опору (пол лифта). В лифте, движущемся вниз с ускорением a, вес P = m(g - a). P = 70 кг * (10 - 2) м/с² = 70 * 8 = 560 Н.
   Ответ: 560 Н.

1. Вариант 2В Второй закон Ньютона: Ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе (a = F/m). Физический смысл: Закон устанавливает количественную связь между причиной (силой) и следствием (ускорением), а масса выступает мерой инертности тела.
2. Если блок невесом (m=0), то по второму закону Ньютона для блока T₁ - T₂ = ma = 0, следовательно, T₁ = T₂. Если трением можно пренебречь, то нет других сил, которые могли бы изменить натяжение.

1. Решение: Из второго закона Ньютона: F = ma, следовательно m = F / a = 30 Н / 1.5 м/с² = 20 кг. Ответ: 20 кг.
2. Решение: Согласно третьему закону Ньютона, сила натяжения шнура равна силе, с которой его тянут, т.е. 100 Н. Шнур испытывает нагрузку в 100 Н, а не 200 Н (сумма сил), так как силы приложены к разным концам и не складываются.
   Ответ: Нет, не разорвется, так как сила натяжения шнура равна 100 Н.
3. Решение: Вес груза P = mg = 0.2 кг * 10 м/с² = 2 Н. На груз действуют: сила тяжести mg (вниз, приложена к грузу) и сила упругости пружины Fупр (вверх, приложена к грузу). По первому закону Ньютона Fупр = P = mg.Ответ: 2 Н.

1. Вариант 3В Третий закон Ньютона: Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль одной прямой. Эти силы не уравновешивают друг друга, так как приложены к разным телам.
2. Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело. Она приложена к телу. Вес — это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Он приложен к опоре или подвесу. Эти силы равны по модулю, когда тело и его опора (подвес) покоятся или движутся равномерно и прямолинейно.

1. Решение: Равнодействующая сила F = Fтяги - Fсопр = 3000 Н - 1200 Н = 1800 Н. Масса m = 1200 кг. Ускорение a = F/m = 1800 Н / 1200 кг = 1.5 м/с².Ответ: 1.5 м/с².
2. Решение: Сила тяжести Fтяж = mg = 0.4 кг * 9.8 м/с² ≈ 3.92 Н. Вес – это сила, с которой тело действует на опору. При свободном падении опоры нет, поэтому вес равен нулю.
   Ответ: Сила тяжести ≈ 3.92 Н, вес равен 0.
3. Решение: Равнодействующая сила F = F1 + F2 = 12 Н + 8 Н = 20 Н. Ускорение a = F/m = 20 Н / 5 кг = 4 м/с².Ответ: 20 Н, 4 м/с².

1. Вариант 4В   Сила — это векторная физическая величина, являющаяся мерой взаимодействия тел. Сила является причиной ускорения (изменения скорости) тела, а не причины самой скорости.

Нет, не является строго инерциальной, так как Земля вращается вокруг своей оси, и это вращение создает центростремительное ускорение. Однако для большинства земных задач, включая движение мяча, этим ускорением пренебрежимо мало, и систему отсчета, связанную с Землей, считают инерциальной

1. Решение: Найдем ускорение: a = (v - v0) / t = (6 - 2) / 4 = 1 м/с². Сила F = ma = 2 кг * 1 м/с² = 2 Н.Ответ: 2 Н.
2. Решение: Вес книги P = mg = 0.3 кг * 10 м/с² = 3 Н. Книга покоится, потому что равнодействующая всех сил, приложенных к ней, равна нулю (сила тяжести компенсируется силой реакции опоры).Ответ: 3 Н.
3. Решение: Согласно третьему закону Ньютона, сила действия лошади на телегу равна по модулю и противоположна по направлению силе реакции телеги на лошадь. Эти силы приложены к разным телам: сила действия – к телеге, сила реакции – к лошади. Лошадь приходит в движение, потому что она отталкивается от земли, и сила трения копыт о землю, направленная вперед, превышает силу сопротивления со стороны телеги.
   Ответ: Силы приложены к разным телам.

1. Вариант 5В  Инертность — это свойство тел по-разному изменять свою скорость под действием одной и той же силы. Мерой инертности является масса тела.
2. Нет, не может. Согласно первому закону Ньютона, для движения с постоянной скоростью равнодействующая всех сил, приложенных к телу, должна быть равна нулю. Если на тело действует только одна сила, то равнодействующая не равна нулю, и тело будет двигаться с ускорением.

1. Решение: F = ma, следовательно a = F/m = 4 Н / 0.8 кг = 5 м/с².Ответ: 5 м/с².
2. Решение: Скорость при приземлении v = sqrt(2gh) = sqrt(2*10*5) = 10 м/с. Импульс силы при торможении равен изменению импульса: FΔt = mΔv. F * 0.5 с = 60 кг * 10 м/с. F = (60 * 10) / 0.5 = 1200 Н. Это сила, действующая на спортсмена со стороны пола. Она больше силы тяжести (mg = 600 Н), поэтому наблюдается перегрузка.Ответ: 1200 Н.
3. Решение: На шарик действуют: сила тяжести mg (вниз, приложена к шарику) и сила натяжения нити T (вверх, приложена к шарику).Ответ: Сила тяжести и сила натяжения нити.

1. Вариант 6В  Принцип относительности Галилея: Во всех инерциальных системах отсчета все механические процессы протекают одинаково, никакими механическими опытами внутри ИСО нельзя установить, покоится ли она или движется равномерно и прямолинейно.

Потому что все тела системы движутся с одинаковым по модулю и направлению ускорением. Поэтому их можно мысленно "объединить" в одно тело с общей массой, к которому приложена равнодействующая внешних

1. Решение: По второму закону Ньютона: Fтяги - Fсопр = ma. Fтяги = ma + Fсопр = 500 кг * 0.2 м/с² + 50 Н = 100 Н + 50 Н = 150 Н.Ответ: 150 Н.
2. Решение: Так как движение равномерное, равнодействующая сил равна нулю. Сила трения равна по модулю силе натяжения верёвки.Ответ: 60 Н.
3. Решение: По второму закону Ньютона: Fтяги - mg = ma. Так как ускорение a > 0, то Fтяги - mg > 0, следовательно, Fтяги > mg.Ответ: Сила тяги больше силы тяжести.

1. Вариант 7В Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов всех тел замкнутой системы остается постоянной. Пример: отдача при выстреле из ружья, реактивное движение, столкновение бильярдных шаров.

Чтобы сообщить себе больший импульс (p = m_чел * v_чел). Согласно закону сохранения импульса, этот импульс будет равен импульсу, который получит лодка (m_лодки * v_лодки). Чем сильнее отталкивание, тем больше скорость человека относительно берега и меньше скорость отплывающей лодки

1. Решение: Ускорение a = Δv / Δt = 4 м/с / 2 с = 2 м/с². Сила F = ma = 1 кг * 2 м/с² = 2 Н.
   Ответ: 2 Н.
2. Решение: Вес человека P = mg = 80 кг * 10 м/с² = 800 Н. По третьему закону Ньютона, сила реакции опоры N равна по модулю весу тела, если пол горизонтален и покоится. N = P = 800 Н.Ответ: Вес = 800 Н, сила реакции опоры = 800 Н.
3. Решение: Используем закон сохранения импульса. До толчка импульс системы был равен 0. После толчка: m1*v1 + m2*v2 = 0. 40 кг * 0.8 м/с + 50 кг * v2 = 0. 32 + 50*v2 = 0. v2 = -32 / 50 = -0.64 м/с. Знак "-" означает, что скорости направлены противоположно.Ответ: 0.64 м/с.

1. Вариант 8В  Неинерциальная система отсчета — это система, которая движется с ускорением относительно инерциальной системы. Пример: лифт, начинающий движение или торможение; вращающаяся карусель.
2. Когда лифт начинает движение вверх, его пол (опора) приобретает ускорение. Чтобы тело "угналось" за опорой, сила реакции опоры N должна увеличиться (N - mg = ma). Так как вес P = N, то P = m(g + a), то есть вес становится больше силы тяжести.

1. Решение: Найдем ускорение из кинематики: S = (at²)/2 => a = 2S / t² = 2*25 / 25 = 2 м/с². Масса m = F / a = 15 Н / 2 м/с² = 7.5 кг.Ответ: 7.5 кг.
2. Решение: Так как скорость автомобиля постоянна, его ускорение равно нулю. По первому закону Ньютона, равнодействующая сил, действующих на автомобиль, равна нулю. Сила натяжения троса равна по модулю силе сопротивления движению.
   Ответ: Силы равны по модулю.
3. Решение: В состоянии покоя вес гири P = mg = 1 кг * 10 м/с² = 10 Н. Если ладонь начать двигать вверх с ускорением a, то вес увеличится и будет равен P = m(g + a) (перегрузка).
   Ответ: 10 Н. Вес увеличится.