初中物理功的计算试题

骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重 $600N$的小明在 $1\mathit{min}$内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是 $9\mathit{cm}$。求：

（1）小腿肌肉对每只脚的拉力；

（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。

妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为 $W_1$、功率为 $P_1$，小明克服自身重力做功为 $W_2$、功率为 $P_2$，则下列关系正确的是 $($　　 $)$

A． $W_1:W_2=2:1$     $P_1:P_2=6:1$B． $W_1:W_2=2:3$     $P_1:P_2=2:1$

C． $W_1:W_2=2:1$     $P_1:P_2=3:2$D． $W_1:W_2=2:1$     $P_1:P_2=2:3$

如图所示，工人用滑轮组提升重为 $400N$的货物所用拉力恒为 $240N$，货物被匀速提升 $10m$。求

（1）工人做的功

（2）滑轮组的机械效率

为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共 $3000\mathit{kg}$所受阻力为总重力的0.01倍。在 $40s$时间内匀速直线行驶 $400m$，共消耗天然气 $0.025\mathit{kg}$（天然气完全燃烧，其热值为 $6.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$。针对此次行驶过程，求：

（1）汽车对地面的压强；

（2）汽车的功率；

（3）汽车发动机的效率。

在相同的水平地面上，用水平力 $F$匀速推动重为 $G$的箱子，移动距离 $S$．下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力

B．在此过程中重力做功为 $\mathit{Gs}$

C．若撤去推力，箱子仍向前滑行，则滑行过程中摩擦力小于 $F$

D．若水平推力改为 $2F$，仍使箱子移动距离 $s$，则推力做功为 $2\mathit{Fs}$

新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶 $12\mathit{km}$，用时 $10\mathit{min}$。已知该车的总质量为 $1.6\times {10}^3\mathit{kg}$，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功　　 $J$，功率为　　 $\mathit{kW}$． $(g=10N/\mathit{kg})$

工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时 $15s$。已知车厢高 $1.5m$，木板长 $3m$，货物质量为 $60\mathit{kg}$，沿斜面所用的拉力为 $400N$， $g=10N/\mathit{kg}$，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．工人做的总功为 $900J$B．工人做的额外功为 $300J$

C．工人做功的功率为 $60W$D．此斜面的机械效率为 $75\%$

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　　 $N$。

如图所示，用 $30N$的拉力 $F$沿水平方向拉绳子的一端，使重 $400N$的物体 $A$以 $0.1m/s$的速度沿水平地面向左匀速运动了 $10s$，已知滑轮组的机械效率为 $80\%$，则此过程中 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的距离为 $1m$

B．滑轮组对物体 $A$的水平拉力为 $90N$

C．拉力 $F$的功率为 $3W$

D．拉力 $F$所做的有用功为 $72J$

小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他尽量减少驾驶机动车辆外出，坚持骑自行车上下班。小东和自行车的总质量是 $80\mathit{kg}$。当小东以 $5m/s$的速度在平直的公路上骑行时，自行车着地面积为 $0.01m^2$，所受阻力是其总重的0.02倍 $(g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）正常行驶的自行车对路面的压强；

（2）自行车行驶1000米动力所做的功；

（3）自行车行驶的功率。

如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为 $4t$，体积为 $1m^3$。 $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；

（2）物体下表面与水面距离为 $3m$时，求物体下表面所受水的压强；

（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；

（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为 $9\mathit{kW}$、对绳子的拉力为 $1.5\times {10}^{4}N$，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到 $0.1\%)$。

两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程 $\left(s\right)-$时间 $\left(t\right)$图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．两次物体运动的速度： $v_1<v_2$

B．两次物体所受的拉力： $F_1>F_2$

C． $0-6s$两次拉力对物体所做的功： $W_1>W_2$

D． $0-6s$两次拉力对物体做功的功率： $P_1<P_2$

如图所示，重 $400N$的物体在 $30N$的水平拉力 $F$的作用下，以 $0.1m/s$的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 $10s$，滑轮组的机械效率为 $80\%$，则在此过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的距离为 $3m$

B．有用功为 $400J$

C．拉力 $F$的功率为 $9W$

D．物体与地面间的滑动摩擦力为 $72N$

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 $F$。

小鹏家购买了一箱重 $960N$的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高 $9m$，用时 $3\mathit{min}$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的速度为 $0.05m/s$

B．做的有用功为 $8640J$

C．拉力为 $240N$

D．拉力的功率为 $48W$