初中物理能量计算题

工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是700N，双脚与地面的接触面积是500cm²．他将540N的建材匀速提升了3m，滑轮组的机械效率是90%．试求：

（1）提升建材所做的有用功是多少？

（2）工人对绳子的拉力是多少？

（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？

随着人们生活水平的曰益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车发动机功率20KW．若小汽车行驶的距离为10km，汽油的热值q＝4.6×10⁷J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量．

如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机，其部分参数如表。求：

（1）起重机空载静止在水平地面上时，对地面的压强是2.4×10⁵Pa，它与地面的接触面积是多少？（取g＝10N/kg）

（2）将1.0×10⁴N的物料抓举到最大高度用时15s，起重机对物料做功的功率多大？

（3）起重机空载时以最大行驶功率行驶1h，消耗柴油多少kg？（取q_柴油＝4×10⁷J/kg）

空载质量	4.8t
最大抓举高度	6m
空载最大行驶功率	4×10^4W
柴油机效率	40%

如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为 $600\mathit{kg}$，每个车轮与沙滩接触的面积为 $500c{m}^2$，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动， $10\mathit{min}$行驶 $6\mathit{km}$，它的发动机功率恒为 $11.5\mathit{kW}$。

（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？

（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？

（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油 $0.6\mathit{kg}$，求该卡丁车汽油机的效率。 $\left(q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

在一次测试中，某家用小汽车沿水平道路以72km/h的速度匀速行驶1.5h，消耗汽油6L．（g＝10N/kg，汽油的密度ρ＝0.7×10³kg/m³，汽油的热值q＝4.6×10⁷J/kg）

（1）若该车连同乘客总质量为1800kg，轮胎与地面接触的总面积为600cm²，则静止时汽车对水平路面的压强是多大？

（2）测试中，若平均阻力为500N，牵引力做功的功率是多大？

（3）在本次测试中，该车内燃机的效率是多大？（计算结果精确到1%）

某家用电热水器铭牌上的部分参数如表所示。热水器注满水并加热，水温由20℃升高到80℃．求：

（1）水的质量是多少？（ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

（2）水吸收的热量是多少？[水的比热容c_水＝4.2×10³J（kg•℃）]

（3）电热水器正常工作时，效率为84%，电热水器需要工作多少min才能使水温由20℃升高到80℃？

额定电压220V	电源频率50Hz
额定功率2000W	容量40L

如图所示，水平桌面上放置一圆柱形容器，其内底面积为 $200c{m}^2$，容器侧面称近底部的位置有一个由阀门 $K$控制的出水口，均匀物体 $A$是边长为 $10\mathit{cm}$的正方体，用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止，此时物体 $A$有 $\frac{1}{5}$的体积露出水面，细线受到的拉力为 $12N$，容器中水深为 $18\mathit{cm}$。已知细线能承受的最大拉力为 $15N$，打开阀门 $K$，使水缓慢流出，当细线断裂时立即关闭阀门 $K$，关闭阀门 $K$时水流损失不计，细线断裂后物体 $A$下落过程中不翻转，物体 $A$不吸水。

（1）从细线断裂到物体 $A$下落到容器底部的过程中，求重力对物体 $A$所做的功。

（2）物体 $A$下落到容器底部稳定后，求水对容器底部的压强。

（3）阅读后解答：

当细线断裂后，物体 $A$所受重力与浮力将不平衡，物体 $A$所受重力与浮力之差称为物体 $A$所受的合外力 $F$（不计水对物体 $A$的阻力），由牛顿第二定律可知：所受的合外力会使物体产生运动的加速度 $a$，并且合外力与加速度之间关系式为： $F=\mathit{ma}$（式中的 $F$单位为 $N$， $a$的单位为 $m/s^2$， $m$为物体的质量，其单位为 $\mathit{kg})$

通过阅读以上材料，求物体 $A$从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度 $a$的大小。

水平桌面上有一个柱形容器，逐渐向容器中注入某种液体，容器底部受到液体的压强随液体的深度变化的图象如图甲所示，一个重力为5N、体积为100cm³的合金块，用细绳系住，浸没在液体中，如图乙所示，竖直向上提起合金块，它匀速运动20cm所用的时间为2s（合金块未露出液面），取g＝10N/kg，求：

（1）液体的密度；

（2）合金块浸没在液体中受到的浮力；

（3）在这2s内拉力所做的功和拉力F的功率。

塔吊是一种常见的起重设备，图是塔吊的示意图。电动起重机在 $2\mathit{min}$内将质量为 $3t$的物体匀速提升 $30m$高，又用 $1\mathit{min}$使物体在水平方向平移 $15m$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做的功；

（2）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做功的功率；

（3）若电动机提升物体时的效率为 $90\%$，平移物体时的功率为 $2\mathit{kW}$，求电动机 $3\mathit{min}$内消耗的电能。

如图是小芳家新买的轿车，该车部分参数如下表。求：

整车质量	1.8t
最大输出功率	92kW
汽油机效率	30%

（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？（轮胎与地面接触的总面积为0.12m²，g＝10N/kg）

（2）在某段水平路面上，该车以72km/h的速度匀速直线行驶时，所受的阻力为4000N，则此时发动机的输出功率多大？

（3）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗多少千克汽油？（q_汽油＝4.6×10⁷J/kg）

图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为 $80\%$。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。 $[$最适合宝宝饮用的牛奶温度是 ${40}^{°}\text{C}$， $c_{\mathit{牛奶}}=4.0\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$求：

（1）电阻 $R_2$的阻值是多少；

（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${40}^{°}\text{C}$。

欣欣家的电热水器用了很长时间，标牌上额定功率的数值已经模糊不清。下表是该热水器的部分技术参数，学习了电功率的知识后，欣欣进行了如下测量：断开家里的其它用电器，只将该电热水器接入电路并将水箱注满水，正常工作0.5小时后，水箱的水温从20℃上升到35℃，同时她观察到这段时间内电能表的示数由

变为．[c_水＝4.2×10³J/（kgŸ•℃）]

容积	50L
额定电压	220V
频率	50HZ

求：（1）这段时间内水吸收的热量是多少？

（2）电热水器的额定功率是多大？

（3）电热水器的效率是多少？

某洗衣机在洗涤时可以对机内水加热，它的部分参数如表所示，根据表中提供的信息回答下列问题：

额定电压220V	电源频率50Hz
加热功率2000W	额定洗涤容量5kg
甩干功率440W	空载质量72kg

（1）洗衣机内装有20kg的水，使水温由15℃升高到40℃，水吸收的热量是多少焦耳？[水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（2）洗衣机给水加热20min，机内水温达到（1）问中的情况，求洗衣机给水加热的效率是多少？

（3）洗衣机洗涤完毕甩干过程中，通过洗衣机的工作电流多大？

甲表示某种型号货车的部分参数，一次，该车在一段平直公路上以额定功率匀速行驶，遇到车速监控检测点，检测点的距离传感器从向车发出超声波信号到接收到信号共用了0.8s；在连接距离传感器的计算屏幕上显示该车运动的v﹣t图象如图乙所示，求：（超声波在空气中传播速度340m/s）

（1）超声波信号遇到该车时，该车矩监控检测点距离多远？

（2）在该车以额定功率匀速行驶300m时，发动机牵引力做的功多大？

（3）当该车空载静止在水平地面上时，对地面的压强多大？

货车质量/kg	3×10^3
发动机额定功率kW	150
轮胎与地面总接触面积/m^2	0.15

国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将 $2\mathit{kg}$的水倒入烧水壶中，并测出水温为 ${20}^{°}\text{C}$，在一个标准大气压下，把水刚加热到 ${100}^{°}\text{C}$时，测出消耗天然气 $0.048m^3$，已知水的比热容 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$，天然气热值约为 $q=4.0\times {10}^{7}J/m^3$。

求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；

（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；

（3）他家天然气灶的效率。