初中物理功的计算试题

2021年5月15日，"祝融号"火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为 ，其速度 与时间 的关系图象如图乙所示。火星车的质量为 ，车轮与地面接触的总面积约为 。（空气阻力忽略不计， 取 求：

（1）火星车静止时，对水平地面的压强。

（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。

一个重为 $20N$的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以 $50\mathit{cm}/s$的速度匀速运动，若物体运动了 $5m$，拉力的功率为 $3W$，则拉力做功　　 $J$，重力做功　　 $J$。

部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用 $400N$ 的拉力，将重 $600N$ 的建材在 $10s$ 内匀速提高 $3m$ （不计绳重及摩擦）。则下列判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．	滑轮所做的有用功为 $1200J$
B．	滑轮受到的重力为 $100N$
C．	该滑轮的机械效率 $\eta =75\%$
D．	绳子自由端移动的速度大小为 $0.3m/s$

空难事故发生后，为了找到事故原因，救援人员到现场后，总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量 $30\mathit{kg}$，是一个长 $0.5m$，宽 $0.1m$，高 $0.2m$的长方体，现沉在距海面 $30m$的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 $({\rho }_{\mathit{海水}}$近似取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功？

杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技"顶竿"表演，甲站在地面上，肩上顶着一根重为 的竖直竹竿，重为 的乙沿竹竿匀速上爬 ，然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走 。求在此过程中：

（1）乙受到摩擦力的大小和方向；

（2）摩擦力对乙所做的功；

（3）甲对竿和乙做的功。

图甲所示的铁块重力 $G=4N$，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力 $F=6N$的作用下向上运动时，铁块受到的摩擦力为　　 $N$；铁块此时速度 $v$与时间 $t$的关系图象如图乙所示，则 $4s$内拉力 $F$做功是　　 $J$。

工人用如图所示的动滑轮，将重 $1000N$ 的物体在 $5s$ 内匀速竖直提升了 $1m$ ，人对绳自由端

的拉力 $F$ 为 $600N$ ，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 $($ 　　 $)$

A．	动滑轮的有用功为 $600J$	B．	动滑轮的重力为 $400N$
C．	滑轮的机械效率为 $83.3\%$	D．	拉力 $F$ 的功率为 $120W$

成都正在大力发展包括无人机在内的高新技术产业，快递行业的一些公司积极尝试无人机送货，如图所示。一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升 $5m$，该货物质量为 $3.6\mathit{kg}$、体积为 $2.4\times {10}^{-3}{m}^3$． $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

求：（1）货物的密度；（2）提升货物所做的功。

如图所示是一位同学组装的提升重物的装置，他用80N的力在10s内把重120N的物体匀速提升5m。则此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．	他做的总功是1200J
B．	他做的有用功是800J
C．	他对滑轮组做功的功率是80W
D．	该滑轮组的机械效率是75%

一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是 　 　J，建筑工人做功的功率是 　 　W，该滑轮组的机械效率是 　 　。

如图所示，一位同学用滑轮组拉着重 $450N$ 的物体 $A$ ，使它 $5s$ 内在水平面上匀速前进 $1m$ ，水平拉力 $F=75N$ ，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	他做的总功是 $150J$	B．	他做的有用功是 $450J$
C．	拉力做功的功率是 $15W$	D．	该滑轮组的机械效率是 $60\%$

自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长 $100m$ 的平直路面，用时 $20s$ 。该过程中前后轮与地面的总接触面积为 $20c{m}^2$ 。若小明的质量为 $55\mathit{kg}$ ，自行车重 $150N$ ，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ， $g=10N/\mathit{kg})$

（1）求骑行时车对水平地面的压强；

（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？

（3）求骑行过程中动力做的功及功率。

如图所示，工人师傅用沿斜面向上 $1000N$ 的推力，将重为 $2000N$ 的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长 $4m$ 、高 $1.5m$ ，则此过程中的有用功为 　　 $J$ ，斜面的机械效率为 　　。使用斜面可以 　　（选填"省力"或"省功" $)$ 。

工人用如图装置搬运石块 $A$．已知 $A$重 $1200N$，在 $20s$内沿水平方向匀速移动 $3m$，工人所用拉力 $F$为 $120N$，那么 $A$移动速度为　      　 $m/s$，此过程拉力 $F$做功为　     　 $J$；如果此装置机械效率为 $75\%$，则石块 $A$受到的摩擦力为　      　 $N$。

如图所示，用滑轮组提升重物时，重 $400N$的物体在 $10s$内匀速上升了 $1m$。已知拉绳子的力 $F$为 $250N$，则提升重物的过程中 $($　　 $)$

A．做的总功是 $400J$B．拉力 $F$的功率是 $25W$

C．绳子自由端被拉下 $1m$D．滑轮组的机械效率是 $80\%$