初中物理功率的计算试题

小明跑1000m用时4分30秒。为了提高成绩，体育老师建议他通过快速爬楼梯训练来加强耐力和腿部力量。小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积是400cm²。

（1）训练前，小明1000m跑的平均速度是多少？（计算结果保留1位小数）

（2）爬楼梯前，小明双脚站在水平地面上，对地面的压强是多少？（g＝10N/kg）

（3）某次训练时，小明在30s内从一楼爬到四楼（每层楼高3m），在这个过程中他至少做了多少功？功率是多少？

工人用如图所示的滑轮组，在时间 $t$内，将重为 $G$的货物匀速提升了 $h$，人对绳子竖直向下的拉力恒为 $F$（不计绳重和摩擦）。以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F$的功率为 $\frac{2\mathit{Fh}}{t}$

B．额外功为 $(2F-G)h$

C．滑轮组的机械效率为 $\frac{G}{3F}$

D．滑轮组的机械效率随 $h$的增大而增大

假期中，小刚乘飞机从郑州到广州旅行，对飞机上涉及的物理知识进行了分析与研究。

（1）飞机飞行时，机翼上方的空气流速　　（选填“大于”“等于”或“小于” $)$下方的空气流速，使机翼上下两表面产生压力差，为飞机提供升力。

（2）飞机在高空飞行时，机舱外气压很低，机舱内始终保持 $1.0\times {10}^5\mathit{Pa}$的气压，如图甲所示是大气压随高度变化的图象。当客机飞行在 $7\mathit{km}$的高度时，面积为 $200c{m}^2$的舷窗承受的内外压力差是多少？

（3）从郑州到广州的航线里程为 $1400\mathit{km}$，起飞时间是 $17:40$，到达广州的时间为 $19:25$，这次航班飞行的

平均速度是多少？小刚查阅资料获知，自己乘坐的该型号飞机达到最大巡航速度 $900\mathit{km}/h$时，发动机的推力为 $2\times {10}^{5}N$，则此时发动机的输出功率是多少？

（4）乘飞机时，有很多安全须知与物理有关，请从如图乙所示的安全图标中选择一个，用所学物理知识进行解释。

如图所示，小孩的质量为 $m_1$，老人的质量为 $m_2$， $m_1<m_2$每层楼高为 $h$，他们从一楼走到六楼，小孩所用时间为 $t_1$，老人所用时间为 $t_2$， $t_1<t_2$，在此过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．小孩克服重力做功为 $6m_1\mathit{gh}$

B．小孩和老人克服重力做功相等

C．老人克服重力做功的功率为 $m_{2}g{t}_2$

D．小孩克服重力做功的功率可能与老人相等

如图所示，工人用斜面向上、大小为 $500N$的推力，将重 $800N$的货物从 $A$点匀速推至 $B$点；再用 $100N$的水平推力使其沿水平台面匀速运动 $5s$，到达 $C$点。已知 $\mathit{AB}$长 $3m$， $\mathit{BC}$长 $1.2m$，距地面高 $1.5m$。试问：

（1）利用斜面搬运货物主要是为了　   　；

（2）货物在水平面上运动的速度为多少？

（3）水平推力做功的功率为多少？

（4）斜面的机械效率为多少？

如图是一款备受青年人喜爱的双轮电动平衡车，已知该车重 $200N$，设计的最大行驶速度为 $5m/s$。试问：

（1）该电动平衡车水平行驶时，电动机将　电　能转为　　能。

（2）体重为 $600N$的小强站在车上，轮胎与水平地面的总接触面积为 $40c{m}^2$，则车对地面的压强为多少？

（3）在水平路面上，当车以最大速度匀速行驶 $24\mathit{km}$时，所受阻力恒为 $25N$，则车行驶的时间和功率分别为多少？

在“大力士”比赛中，需要把一质量 $m=400\mathit{kg}$，边长 $l=1m$，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示。 $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）立方体静止时对水平地面的压强；

（2）翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力 $F$的大小；

（3）“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了 $10m$，用时 $20s$，“大力士”克服立方体重力做功的功率。

如图所示，重为 $G$的物体在拉力 $F$的作用下，以 $v$的速度匀速运动了 $s$，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的 $n$分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．使用该滑轮组一定省力B．拉力的功率为 $2\mathit{Fv}$

C．额外功为 $\frac{1}{n}(2\mathit{nF}-G)s$D．滑轮组的机械效率为 $\frac{G}{2F}$

一台起重机在 $10s$内将重为 $3600N$的货物匀速提高了 $4m$，起重机做的有用功是　 $1.44\times {10}^{4}J$　。若起重机做的额外功是 $9600J$，则机械效率是　　，起重机的总功率是　　 $W$。

如图所示，用动滑轮把重为 $40N$的物体 $A$以 $0.5m/s$的速度匀速提升，用时 $4s$，拉力 $F$的大小是 $25N$，则拉力 $F$的功率是　 　 $W$，动滑轮的机械效率是　　。

如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”，它将助力我国极地科考工作。该船设计空载排水量为 $8000t$，满载排水量为 $14000t$，能在厚冰层上连续破冰。（排水量为轮船在水中排开水的质量， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。

（1）空载时该船受到的重力为多少 $N$？

（2）假设破冰船在 $1.5m$厚的冰层海域以 $7.2\mathit{km}/h$的速度匀速直线破冰时所受的阻力为 $2\times {10}^{7}N$，则此时破冰船推进功率为多大？

如图甲所示，物体重 $500N$，某人用 $F=400N$平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。

（1）物体运动的速度多大？

（2） $10s$内人对物体做了多少功？功率多大？

（3） $10s$内人对物体做了多少有用功？

某同学在 $10s$内做了5个“引体向上”，他的质量为 $60\mathit{kg}$，每次上升的高度为 $40\mathit{cm}$。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是　　 $J$， $10s$内做功的功率为　　 $W(g=10N/\mathit{kg})$。

如图所示，用力 $F$拉着重为 $G$的物体竖直匀速上升，在时间 $t$内物体上升的高度为 $h$（物体未拉出水面），若物体的体积为 $V$，水的密度为 $\rho$，则下列算式正确的是 $($　　 $)$

A． $\eta =\frac{G}{3F}$B． $\eta =\frac{G+\mathit{\rho Vg}}{3F}$

C． $W_{有}=\mathit{Gh}$D． $P_{有}=\frac{\left(G-\mathit{\rho Vg}\right)h}{t}$

一名体重为 $560N$ 、双脚与地面接触面积为 $0.04m^2$ 的学生站在水平地面上，用如图所示的滑轮组，在 $20s$ 内将 $600N$ 的重物匀速提升 $1m$ （绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

（1）请画出滑轮组的绕线。当这名学生未提重物时，他站在地面上对地面的压强多大？

（2）若匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是 $75\%$ ，拉力的功率多大？

（3）若用该滑轮组将 $800N$ 的重物匀速提起 $1m$ ，机械效率又是多大？