初中物理功率的计算试题

两个滑轮按图所示的方式组合，用 $5N$的拉力 $F$拉动绳端，使物体在 $5s$内水平向左匀速滑动 $1m$，物体与地面间的摩擦力为 $9N$．下列选项正确的是 $($　　 $)$

A． $A$是定滑轮， $B$是动滑轮B．拉力 $F$做的功为 $5J$

C．拉力 $F$的功率为 $1.8W$D．滑轮组的机械效率为 $90\%$

如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为 $9500N$的物体 $M$匀速提升了 $6m$，所用的时间为 $10s$，汽车的拉力 $F$为 $5000N$．在此过程中，滑轮组的机械效率为　       　，汽车拉力 $F$的功率为　      　 $W$。

如图所示，一个质量 $600\mathit{kg}$、体积 $0.2m^3$的箱子沉入 $5m$深的水底，水面距离地面 $2m$，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以 $0.5m/s$的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重 $100N$（不计绳重、摩擦和水的阻力， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；

（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；

（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的

机械效率；

（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。

2018年10月24日，港珠澳大桥正式建成通车。如图所示，一辆汽车行驶在其中一段长 $15\mathit{km}$的直桥上，已知：汽车的总质量为 $1.5t$（包括车、车上的人和物品等），轮胎与地面的总接触面积为 $0.2m^2$，汽车以 $90\mathit{km}/h$的速度匀速通过大桥的这一段路段，行驶过程中受到的阻力为 $900N$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$，求：

（1）汽车静止在水平地面时对地面的压强；

（2）此过程中汽车牵引力所做的功；

（3）此过程中汽车牵引力做功的功率。

如图所示，用 $50N$拉力将质量为 $8\mathit{kg}$的物体 $5s$内匀速提升 $1m$，不计摩擦和绳重， $g=10N/\mathit{kg}$，则下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．有用功为 $100J$B．拉力做功的功率为 $20W$

C．滑轮组的机械效率为 $80\%$D．动滑轮的重力为 $10N$

用如图所示的滑轮组在 $10s$内将 $300N$的重物匀速提升 $3m$，已知动滑轮重 $30N$，不计摩擦，则 $($　　 $)$

A．利用滑轮组所做的有用功是 $450J$

B．绳子自由端移动的速度是 $0.9m/s$

C．拉力的功率是 $99W$

D．滑轮组的机械效率是 $80\%$

质量为 $2.5t$的小型载重汽车，额定功率为 $100\mathit{kW}$，车上装有 $5t$的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.1倍，汽车先以 $10m/s$的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油 $2\mathit{kg}$，然后又以额定功率行驶 $100s$的时间，将砂石从坡底运送到 $50m$高的坡顶施工现场 $(g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1） $2\mathit{kg}$的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？

（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？

如图所示，在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水，水中放置一圆柱体，圆柱体高 $H=0.6m$，密度 ${\rho }_{柱}=3.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，其上表面距水面 $L=1m$，容器与圆柱体的横截面积分别为 $S_{面}=3\times {10}^{-2}{m}^2$，和 $S_{柱}=1\times {10}^{-2}{m}^2$，现将绳以 $v=0.1m/s$的速度竖直向上匀速提升圆柱体，直至离开水面，已知水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的阻力忽略不计。

（1）在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中，求绳拉力对圆柱体做的功；

（2）在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中，求绳的拉力随时间变化关系式；

（3）在给出的坐标纸上画出（2）中绳的拉力的功率 $P$随时间变化的图象。

某旅游区的缆车起点和终点的相对高度为 $500m$，水平距离为 $1200m$。如图所示，缆车的质量为 $100\mathit{kg}$，底面积为 $1m^2$，缆车顶部与钢缆固定在一起，钢缆带动缆车做匀速直线运动。一台缆车运载着质量是 $80\mathit{kg}$的一名游客上山，游客每只脚的面积为 $200c{m}^2$，缆车从起点到终点所用的时间为 $500s$。忽略空气阻力， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。请计算：

（1）缆车运行的速度；

（2）游客在缆车中站定时对缆车的压强；

（3）运送游客过程中，钢缆对缆车做功的功率。

如图所示，台秤上放一个盛水的烧杯，一个弹簧测力计吊着一个金属块且金属块刚好完全浸没在水中。现将金属块从水中匀速提起直至刚离开水面的过程中，下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．烧杯底部的压强逐渐减小

B．弹簧测力计的示数逐渐变大

C．弹簧测力计对金属块拉力的功率增大

D．台秤的示数逐渐增大

贾庄至卧虎山水库输水工程是南水北调东线济南续建配套工程的重点工程，是创建水生态文明市的重要组成部分，该工程自济南干渠贾庄分水闸引水，经贾庄提水泵站，罗面庄泵站和寨面头泵站加压后通过近 $30\mathit{km}$的输水管道，送达卧虎山水库，按照泵站的设计要求，每天可以将 $3\times {10}^5{m}^3$的水提高 $60m$，如果泵站每天工作 $5h$，取 $g=10N/\mathit{kg}$，通过计算回答：

（1）每天最多可向卧虎山水库输水多少千克？

（2）泵站每天提水要做多少焦的功？

（3）泵站的总功率至少应是多少瓦？

组合机械的斜面长 $4m$，高 $2m$，将重为 $100N$的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图所示，需用的拉力为 $40N$，需要的时间是 $5s$。那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是　　 $J$，拉力做的总功的功率是　　 $W$。

小华用 $100N$的水平推力，推着重 $500N$的物体，在水平地面上 $10s$内匀速直线运动了 $5m$，小华做的功是　　 $J$，功率是　　 $W$。

近日，我国新型战略核潜艇（如图所示）为保障国家安全，进行了战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数

水下排水量	11500吨	水下最大航速	36节
水面排水量	9000吨	水下巡航速度	20节
艇长	135米	最大潜深	350米
艇宽	13米	发电机最大功率	25000千瓦

求：

（1）核潜艇以水下最大航速行驶，到距离 $2700\mathit{km}$外的某海域执行任务所用的时间； $(1$节 $\approx 0.5m/s)$

（2）核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强； $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（3）若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？

一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为 $F$，如图甲所示； $F$的大小与时间 $t$的关系如图乙所示；木块的运动速度 $v$与时间 $t$的关系如图丙所示。以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．当 $t=1s$时，木块受到的摩擦力是0

B．当 $t$在 $2~4s$内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为 $5N$

C．当 $t$在 $4~6s$内，拉力 $F$的功率为 $6W$

D．当 $t$在 $2~6s$内，木块的机械能保持不变