初中物理功的计算试题

如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用 $150N$ 的水平拉力将箱子移动了 $0.4m$ ，小聪的拉力做功为 　　 $J$ 。待箱子静止后，小明用 $80N$ 的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功 　　 $J$ ，此时箱子受到地面的摩擦力为 　　 $N$ 。

截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为 $9.2\times {10}^{4}N$，经过的路程为 $1000m$，则牵引力所做的功为　　 $J$；若飞机发动机的效率为 $25\%$，在此过程中，消耗的汽油为　　 $\mathit{kg}$，这些汽油的体积为　　 $m^3$．（取汽油的密度 $\rho =0.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，汽油的热值 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）

（1）图2为图1中起重机的简图，请画出阻力F₂的力臂l₂。

（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×10⁵kg，体积为200m³，架桥机滑轮组总拉力为4×10⁵N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。求：

①箱梁的密度；

②架桥机在此过程中的有用功；

③架桥机在此过程中的机械效率。

小夏利用如图的滑轮组，将重量为 $280N$的物体匀速提升了 $2m$。已知他自身的重量为 $500N$，对绳子施加的拉力 $F=200N$，两脚与地面接触的总面积 $S=400c{m}^2$．求此过程中：

（1）小夏对地面的压强；

（2）拉力 $F$做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

中国首次火星探索任务"天问一号"探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。

表1

	第1代	第2代	第3代	第4代
燃料	氧气和汽油混合	偏二甲肼	煤油	液态氢
氧化剂		四氧化二氮	液态氧	液态氧

表2

燃料	热值	燃料	热值
汽油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	煤油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$
柴油	$4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	氢	$1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg}$

（1）使用氢作为燃料的主要优点是： 　　和 　　。

（2）某火箭发射时携带了 $3\times {10}^4\mathit{kg}$ 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水加热至沸腾？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$ ，当地大气压为1标准大气压 $]$

（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以 $70\mathit{kW}$ 的功率匀速行驶 $0.5h$ ，消耗了 $2\mathit{kg}$ 燃料，求该发动机的效率。

如图所示，斜面长为 $s=2m$，高为 $h=1m$。装卸工人用沿斜面向上的拉力 $F$将重 $1000N$的货物从斜面底端匀速拉到顶端，用时 $10s$，不计空气阻力，斜面的机械效率为 $80\%$，则工人拉力 $F$的功率为　　 $W$，货物在运动过程中受到斜面的摩擦力为　　 $N$。

如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F＝100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为　    　J。

如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力 $F_1$、 $F_2$将重物 $G_1$、 $G_2$提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．若 $G_1=G_2$，则拉力 $F_1$、 $F_2$做的总功相同

B．若 $G_1=G_2$，则拉力 $F_2$做的有用功多

C．若 $G_1>G_2$，则甲的机械效率大于乙的机械效率

D．若 $G_1>G_2$，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等

工人用如图所示装置把重为 $1000N$ 的物体，从斜面底部匀速拉到 $2m$ 高的平台上（斜面与水平地面的夹角为 $30°)$ ，用时 $20s$ 。工人对绳子的拉力为 $400N$ ，动滑轮重为 $20N$ ，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是 $($ 　　 $)$

A．	绳子对物体的拉力为 $780N$
B．	绳子对物体做的功为 $4000J$
C．	工人做功的功率为 $100W$
D．	整个装置的机械效率为 $62.5\%$

国产某品牌 $\mathit{SUV}$汽车，质量为 $1.8t$，四个轮胎的着地面积是 $0.06m^2$，在水平公路上，以 $72\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $100\mathit{km}$，发动机的功率恒定为 $30\mathit{kW}$。求： $(g$取 $10N/\mathit{kg}$， $q=4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；

（2）该车匀速行驶时的牵引力和行驶 $100\mathit{km}$牵引力做的功；

（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶 $100\mathit{km}$需要汽油多少千克。（结果保留一位小数）

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　      　 $N$。