初中物理能量计算题

在新农村建设中，为解决村民饮用水，政府和村民共同兴建了一批蓄水池。吕兵家二楼顶上的蓄水池长3 m，宽2m，高1 m，楼房每层高3 m。求：
（1）水池最大储水质量是多少？
（2）若这些水是从深2m的井中抽上来的，水泵至少做多少功？
（3）若要求一次灌水的时间不能超过8 min，他家所购水泵的功率至少要多大？

如图所示的水平地面上，一个底面积为0.16m²、重为400N的物体，在200N的水平推力作用下，20s内匀速前进了10m。求：

（1）画出物体的受力示意图
（2）物体对地面的压强是多大？
（3）推力在这段时间内对物体做功的功率是多少？

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。

一木块重 $480N$体积为 $0.08m^3$，用力 $F$将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力 $F$做的功 $W$与木块沿斜面运动距离 $s$的关系如图乙所示。整个过程的额外功是 $320J$． $(g=10N/\mathit{kg})$

求：（1）木块的密度；

（2）拉力 $F$大小；

（3）斜面的机械效率。

如下表及图所示，是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S₀控制）。求：

（1）当开关S闭合，开关S₀断开时，饮水机的功率是多大？
（2）保温电阻R₂的阻值是多少？
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为70％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C_水=4.2×10³J/kg·℃）

如图所示， $A$物体受到的重力是 $100N$，在拉力 $F$的作用下，能以 $0.2m/s$的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力 $F=5N$，滑轮组的机械效率为 $80\%$，试问：

（1） $5s$内拉力 $F$所做功的大小是多少？

（2）物体 $A$受到水平地面的摩擦力大小是多少？

为预防新型冠状病毒交叉感染，某医院将医疗器械置于消毒柜内，通过对水加热，达到设定压强和工作温度，产生高压饱和蒸汽，从而对医疗器械进行消毒处理，某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表，某次消毒，将满箱温度是 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到工作温度，需正常工作 $50\mathit{min}\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)\right]$求：

（1）消毒一次，水箱中的水吸收的热量是多少？

（2）消毒一次，消毒柜消耗的电能是多少？

（3）该消毒柜的电加热效率是多少？

电源	$\mathit{AC}220V50\mathit{Hz}$
额定功率	$20\mathit{kW}$
水箱容积	$120L$
工作温度	${120}^{°}\text{C}$
额定压力	$621\mathit{MPa}$

如图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N。某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。细绳的质量忽略不计。

求：（1）拉力F做功的功率；
（2）利用该装置提升泥土的机械效率；
（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。

如图所示，一个质量60kg的物块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线运动，在
水平方向前进0.5m用时2s，已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍，(不计绳重和滑轮摩擦)。求：
 
（1）该滑轮组的有用功是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？(3)拉力F做功的功率是多少？

右下表为一台家用饮水机的铭牌，每次饮水机内胆装满水的质量是1 kg，正常工作10min时可将30℃的饮用水加热到100℃，（水的比热容c=4.2×10³J/(kg·℃)求

小天鹅饮水机
额定电压	220V
额定 功率	加热档	1000W
保温档	50W
内胆（每次加热的水量）容积	1000ml

（1）每次加热过程水吸收的热量。
（2）饮水机每次正常工作，把水烧开消耗的电能是多少？
（3）此饮水机正常工作时的热效率是多少？

小明家新安装了一台太阳能热水器，装了500 kg水，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．
问：(1)在这4h内水吸收了多少热量?(2)若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?
[水的比热容C_水＝4.2×10³J/(kg·℃)、焦炭的热值q＝3.0×10⁷J/kg]

东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×10³N，消耗燃油4×10^－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×10³kg/m³，热值q＝4×10⁷J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功。
（2）已知热机效率（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

高速公路已广泛应用 $\mathit{ETC}$收费系统，这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的 $\mathit{ETC}$通道示意图。现有一辆总质量 $M=1500\mathit{kg}$的汽车，在进入 $\mathit{ETC}$收费岛区域前 $s_1=50m$处开始减速，经 $t_1=4s$后运动至 $\mathit{ETC}$收费岛（图中阴影区域）边界，然后再经 $t_2=6s$匀速通过 $\mathit{ETC}$收费岛，其长 $s_2=36m$。不计车长，取 $g=10N/\mathit{kg}$。

（1）求汽车的重力大小；

（2）求汽车从减速开始到离开 $\mathit{ETC}$收费岛全过程的平均速度大小；

（3）若汽车在 $\mathit{ETC}$收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍，求汽车通过 $\mathit{ETC}$收费岛牵引力所做的功和功率。

工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为 $1.8\times {10}^3\mathit{kg}$的石材放在水平地面上，在拉力 $F$的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为 $75\%$，滑轮组和绳子的自重不计。 $(g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）石材受到的阻力；

（2）在石材移动 $40s$过程中，工人做的有用功；

（3）在石材移动 $40s$过程中，工人作用在绳子自由端的拉力 $F$。

2016年9月，世界上最大的“升船电梯”﹣﹣三峡升船机试运行成功。实现了“小船坐电梯”过坝。某次试航时，总质量为3000t的游轮从大坝上由江面驶入升船机的承船厢，随后升船机历时8min将邮轮从海拔高度为156m的上游江面，沿竖直方向运送至海拔高度为60m的下游江面，已知水的密度为1.0×10³kg/m³。

（1）求游轮下降的平均速度大小；

（2）若游轮驶入承船厢后，箱内水深为5m，求承船厢底部受到水的压强。

（3）求游轮下降过程中，油轮重力做的功及功率。