初中物理功率的计算试题

2017年4月1日，中国四川省川南临港自由贸易试验区揭牌仪式在成都举行，标志着四川航运第一大港 $--$泸州港称为重要区域性综合交通枢纽。如图所示是泸州港口的轨道式龙门吊设备的简化机械示意图。图中在货船水平甲板上被吊起的集装箱体积是 $24m^3$，底面积 $4m^2$，平均密度 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，图中每个滑轮的重力均为 $1.0\times {10}^{4}N$，在绳子自由端拉力 $F$的作用下，集装箱以 $0.2m/s$的速度在空中匀速竖直上升（绳重和摩擦不计，取 $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）该集装箱的重力；

（2）绳子自由端拉力 $F$的功率；

（3）在开始起吊集装箱的过程中，当绳子自由端的拉力为 $F\text{'}=1.45\times {10}^{5}N$时，集装箱对水平甲板的压强。

如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在 $10s$内被提升了 $2m$，物体所受重力 $G=720N$，人对绳子水平向右的拉力 $F=300N$．求：

（1）物体上升的速度；

（2）人匀速拉动绳子的功率；

（3）人拉起货物时的机械效率。

如图所示，通过滑轮组提升重 $100N$的物体，在 $4s$内物体提升了 $1m$，不计机械自重及摩擦阻力， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．绳的拉力是 $60N$B．拉力的功率是 $20W$

C．拉力所做的功为 $120J$D．绳子自由端向下移动了 $2m$

某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力 $F$为 $400N$，并能用 $10s$的时间将 $96\mathit{kg}$的重物匀速提升 $2m$，则拉力 $F$的功率为　 　 $W$，此时滑轮组的机械效率为　　 $\%$．（不计绳重和摩擦，取 $g=10N/\mathit{kg})$

如图甲是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度 $v=0.2m/s$向右运动。图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力 $F$随时间 $t$变化的图象。设 $t=0$时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率；

（2）湖水的深度；（整个过程中，湖水深度不变）

（3）圆柱形重物的密度。

如图所示，用 $20N$的水平拉力 $F$拉滑轮，可以使重 $15N$的物体 $A$以 $0.2m/s$的速度在水平地面上匀速运动，物体 $B$重 $8N$，弹簧测力计的示数为 $3N$且保持不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．地面受到的摩擦力为 $10N$

B．滑轮移动的速度为 $0.4m/s$

C．在 $2s$内绳子对物体 $A$所做的功为 $4J$

D．水平拉力 $F$ 的功率为 $4W$

如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重 $210N$的物体，动滑轮重 $10N$，定滑轮重 $15N$，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。 $8s$内物体匀速上升 $4m$，则该 $8s$内 $($　　 $)$

A．小王做的有用功为 $840J$B．小王做的额外功为 $100J$

C．小王做功的功率为 $110W$D．小王对绳子的拉力为 $70N$

工人利用如图所示的滑轮组从 $2m$深的枯井中提升重物，所用的拉力为 $250N$，物体在 $5s$内匀速从井底全部上升到井口。（不计绳重和各处摩擦）求：

（1）绳子自由端移动的速度

（2）拉力的功率；

（3）若滑轮组的机械效率为 $80\%$，求所提升物体的重力大小。

工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）若某次运送建材的质量为 $50\mathit{kg}$，则建材的重力是多少？

（2）若工人在 $1\mathit{min}$内将建材匀速竖直向上提升了 $12m$，作用在钢绳上的拉力为 $200N$，求拉力的功率；

（3）当滑轮组的机械效率为 $60\%$时，运送建材的重力是多大？

用如图所示的滑轮组，将重为 $16N$的物体以 $0.2m/s$的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为 $80\%$，若不计绳重及摩擦，拉力 $F$为　　 $N$，拉力的功率为　　 $W$，动滑轮的重力为　　 $N$。

如图所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的 $s-t$图象分别是图乙中的图线①②，两次对应的弹簧测力计示数分别为 $F_1$、 $F_2$，两次拉力的功率分别为 $P_1$、 $P_2$，则 $F_1$　　 $F_2$， $P_1$　　 $P_2$（均选填“ $<$”、“ $=$”、或“ $>$” $)$

如图所示，木板 $A$放在一水平面上，用 $10N$的水平拉力 $F$拉滑轮，使足够长的木板 $A$以 $0.2m/s$的速度在水平地面上匀速运动，与物块 $B$相连的弹簧测力计的示数为 $3N$，若不计滑轮重，弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．木板 $A$与地的摩擦力为 $2N$

B．滑轮向右移动的速度为 $0.2m/s$

C．物块 $B$受到的摩擦力为 $3N$，方向水平向左

D．绳子拉木板 $A$的功率为 $0.6W$

2015年4月16日，我国首创的 $30s$级闪充电车在宁波正式下线。这种电动汽车采用超级电容作为电能存储设备（电源），这种超级电容具有安全环保，反复充放电，使用寿命长等特点。充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如表所示。则：

物理 量	充电时的输入电压	电容存储设备的额定输出电压	电容存储设备的额定输出功率	每次充满 时的能量	每次充满的时间	每次充满电正常行驶的距离
数据	$380V$	$700V$	$92\mathit{kw}$	$1.8\times {10}^{7}J$	$30s$	$5\mathit{km}$

（1）充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少？

（2）电容存储设备正常工作时的电流多大？

（3）如果电价按0.4元 $/(\mathit{kW}\cdot h)$计费，那么，电动汽车每行驶 $1\mathit{km}$需要花费多少钱？

如图所示，分别用图甲、乙两种形式滑轮组合组合，把重为 $500N$的物体以 $0.5m/s$的速度匀速向上提起，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为　　 $N$，图乙中人所做有用功的功率为　　 $W$。

某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物 $G_1=150N$时，人竖直向上拉绳的力为 $F_1$，人对高台的压强为 $p_1$；第二次他匀速提升另一重物 $G_2=270N$时，人竖直向上拉绳的力为 $F_2$，人对高台的压强为 $p_2$．两次物体匀速上升的速度均为 $0.5m/s$，人的重力 $G_{人}=500N$，且 $p_1:p_2=14:15$．求：

（1）若人的双脚与高台的总接触面积为 $4\times {10}^{-2}{m}^2$，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强；

（2）第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率；

（3）第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。