初中物理功率的计算试题

某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线 $a$ 所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线 $b$ 所示。已知物体的质量为 $450g$ ，所用动滑轮的质量为 $50g$ ，绳子自由端的拉力 $F$ 为 $1.3N$ ， $g$ 取 $10N/\mathit{kg}$ 。在 $0~2s$ 的过程中，下列说法中正确的是 $($ 　　 $)$

A．	绳子自由端移动的速度为 $5.0\mathit{cm}/s$
B．	拉力 $F$ 的功率为 $0.26W$
C．	有用功为 $0.45J$
D．	滑轮组的机械效率为 $90\%$

如图是用动滑轮提升货物 $A$ 的示意图。在竖直向上的拉力 $F$ 的作用下，使重 $450N$ 的货物 $A$ 在 $50s$ 的时间里，匀速竖直上升了 $10m$ 。在这个过程中，拉力 $F$ 做的功为 $5000J$ ．求：

（1）有用功 $W_{有}$ ；

（2）拉力 $F$ 的功率 $P$ ；

（3）动滑轮的机械效率 $\eta$ 。

如图，水平地面上一个重为 $50N$ 的物体，在大小为 $10N$ 的水平拉力 $F$ 作用下，向左做匀速直线运动，在 $5s$ 的时间内通过的距离为 $2m$ 。求物体运动过程中

（1）所受摩擦力的大小；

（2）拉力 $F$ 做功的功率。

如图所示，当水平拉力 $F=50N$ 时，恰好可以使物体 $A$ 沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为 $200N$ ，所受地面的摩擦力约为 $80N$ ，假如在 $5s$ 时间内，物体水平移动了 $0.6m$ ，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中 $($ 　　 $)$

A．	拉力 $F$ 做功为 $30J$	B．	物体重力做功为 $120J$
C．	拉力 $F$ 做功的功率为 $12W$	D．	该装置的机械效率约为 $60\%$

小明携带质量为 $10\mathit{kg}$ 的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组 $D2503$ 次列车出行。经查询， $D2503$ 次列车时刻表如下。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为 $2.8\times {10}^{5}N$ ，供电电路输入动车组列车的电功率恒为 $2\times {10}^{7}W$ ．

站次	站名	到达时间	开车时间	运行里程
1	太原南	$-$	$8:25$	0
2	运城北	$10:10$	$10:12$	$360\mathit{km}$
3	西安北	$11:22$	$-$	$556\mathit{km}$

请你根据以上信息，解决下列问题：

问题一：若小明的行李箱底部与列车行李架的接触面积约为 $0.2m^2$ ，求此行李箱对水平行李架的压强。 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

问题二：求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。

问题三：求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。

问题四：若大型客运燃油汽车运行中做的功与该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功相等，求该燃油汽车排放气态污染物的质量。（大型客运燃油汽车每做1焦耳的功排放气态污染物 $5\times {10}^{-6}g)$

物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。

一辆以天然气为燃料的公交汽车质量为 $16000\mathit{kg}$ ，轮胎与地面的总接触面积为 $400c{m}^2$ ．某次行驶过程中，搭载的人员及物品共 $2000\mathit{kg}$ ，所受阻力为车总重的0.01倍， $40s$ 内匀速直线行驶了 $400m$ ，共消耗天然气 $0.025\mathit{kg}$ （天然气完全燃烧，其热值为 $6.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$ 。针对此次行驶过程，求：

（1）汽车对地面的压强；

（2）汽车的功率；

（3）汽车发动机的效率。

如图所示，物体重 $300N$ ，用效率为 $60\%$ 的滑轮组使它沿水平面以 $0.1m/s$ 的速度匀速行驶 $20s$ ，受到的摩擦力为 $72N$ ．则有用功为 　　 $J$ ，拉力 $F=$ 　　 $N$ ，拉力做功的功率为 　　 $W$ ．（忽略绳子和滑轮的重力）

炼油厂工人将油桶装到卡车上，需要用木板搭建一个斜面。卡车车厢底部离地 $1.2m$ ，所用木板长 $6m$ ，工人沿着斜面用 $700N$ 的力将油桶推上车，用时 $1\mathit{min}$ ，若该斜面的机械效率为 $40\%$ ．求：

（1）工人推油桶所做的功是多少？

（2）工人做功的功率是多少？

（3）油桶的质量是多少？ $(g=10N/\mathit{kg}$ $)$

某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将圆柱形工件从深水中吊起至距水面某一高度，工件从刚接触水面到完全脱离水面用时 $\mathbf{5}\mathit{s}$ ，绳子作用在工件上端的拉力 $\mathit{F}$ 随工件上升高度 $\mathit{h}$ 变化的图象如图1所示，不计水的阻力 $\mathbf{(}{\mathit{\rho }}_{\mathbf{水}}\mathbf{=}\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{0}\mathbf{\times }{\mathbf{10}}^{\mathbf{3}}\mathit{kg}\mathbf{/}{\mathit{m}}^{\mathbf{3}}$ ， $\mathit{g}$ 取 $\mathbf{10}\mathit{N}\mathbf{/}\mathit{kg}\mathbf{)}$ ，求：

（1）如图2所示，刚开始拉动时，工件上表面所受到水的压强大小？

（2）工件完全浸入在水中时所受浮力大小？

（3）工件完全浸入在水中时，拉力做功的功率是多少？

（4）工件的横截面积 $\mathit{S}$ 是多大？

小明通过机械将重 $100N$ 的重物在 $5s$ 内竖直向上匀速提升了 $2m$ ，机械效率为 $80\%$ ．则此过程中有用功 $W_{有}=$ 　　 $J$ ，额外功 $W_{额}=$ 　　 $J$ ，小明做功的功率 $P=$ 　　 $W$ 。

一位初中生用 $30s$ 从坡底爬上了 $9m$ 高的山坡。他爬坡时的功率与下列哪一个最接近 $($ 　　 $)$

A．

几瓦

B．

十几瓦

C．

一百多瓦

D．

一千多瓦

用如图装置，在 $20s$ 内将 $80N$ 的水桶提升 $3m$ ，拉力为 $50N$ ，则拉力的功率为 　　 $W$ ，该装置的机械效率是 　　 $\%$ ．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为 　　 $N$ 。

在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升，拉力为1.8N，2s钩码上升0.2m，此过程中有用功为　　J，拉力做功的功率为　　W，动滑轮的机械效率为　　。

小红和爸爸散步时，看见小区内的一种健身器械坐拉器，如图甲所示，为了对它进行研究，小红简化了它的结构，画出了它的模型图，如图乙所示。她发现坐在坐拉器座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆OC绕转轴0转动，将座椅向上抬起，（g取10N/kg）

（1）小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上，小红竖直向下拉动手柄，将爸爸抬起经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s

①小红利用坐拉器抬起爸爸时，以下说法正确的是 　　

A．可以省功

B．一定定费力

C．爸爸越重，坐拉器的机械效率越高

D．爸爸被抬得越高，坐拉器的机械效率越高

②若爸爸的质量为60kg，利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为90%，则小红抬起爸爸所做功的功率为多少？

（2）小红想通过图乙的模型，估算自己坐在坐拉器上抬起自己的拉力。图乙中OA：OB＝6：1，O′C：O'D＝2：1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O′C，BD杆对AB和OC杆的拉力均沿着BD，且大小相等。若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度，若小红的质量为40kg，则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大？