初中物理功的计算试题

湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用 $1000N$的拉力 $F$向下拉绳，使重 $1600N$的重物匀速上升了 $5m$，此过程中克服绳重和摩擦做功 $500J$，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F$做功为 $5\times {10}^3$ $J$

B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为 $800N$

C．动滑轮重为 $300N$

D．滑轮组的机械效率为 $75\%$

如图所示，重为 $5N$的铁块紧紧吸附在磁性平板的下表面，若用 $2N$的水平力向右拉铁块时，铁块匀速运动，此时平板对铁块的摩擦力大小为　　 $N$，方向向　　；若用 $3N$的水平力拉铁块前进了 $0.5m$，铁块受到的摩擦力大小为　　 $N$，拉力对铁块做的功为　　 $J$。

如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体 $A$和 $B$匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升 $A$的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是 $($　　 $)$

① $A$物体比 $B$物体轻

②提升 $A$的拉力较大

③提升 $A$所做的额外功较少

④提升 $A$做的有用功较多

A．只有①③B．只有②④C．只有②③D．只有①④

圆柱形容器内有未知液体，一个边长为 $10\mathit{cm}$的实心正方体金属块，用绳子系住，静止在容器底部，此时容器底部液体压强为 $6400\mathit{Pa}$，液面距底部高度 $h$为 $40\mathit{cm}$，如图所示，用力竖直向上以 $2\mathit{cm}/s$的速度匀速提起金属块。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$不计液体阻力）

（1）未知液体的密度？

（2）金属块未露出液面前，金属块所受浮力。

（3）若金属块重 $66N$，在匀速提升 $5s$过程中拉力所做的功。

具有中国自主知识产权的、亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”（图甲），可用于挖掘水下泥土、砂石等。其长 $140m$、宽 $27.8m$，满载排水量为 $17000t$。作业时，输送系统将水下挖掘的泥石等，通过输送管输送到指定地方。已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）水面下 $4m$处的船体上受到水的压强是多少？

（2）若“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积为 $1.2\times {10}^4{m}^3$，则它受到的总重力是多少？

（3）某次作业时，水下重为 $G$的泥沙沿着输送管匀速运动，泥沙运动的高度与时间的关系如图乙所示。设输送系统的总功率为 $P$，效率为 $\eta$，泥沙在水平运动时受到输送管的阻力为 $f$。请推导在水平运动过程中，泥沙速度的表达式。

如图在粗糙斜面上将一个重为 $16N$的物体匀速拉到高 $h$处，沿斜面向上的拉力为 $10N$，斜面长 $s=2m$、高 $h=1m$。其中所做的有用功为　　 $J$，物体受到的摩擦力大小为　　 $N$，斜面的机械效率为　　。

如图所示，利用动滑轮将重力为 $100N$的物体在 $5s$内匀速竖直提升，拉力 $F$为 $60N$，绳子自由端移动的距离为 $2m$，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．物体移动的速度为 $0.4m/s$B．所做的有用功为 $200J$

C．动滑轮的机械效率为 $60\%$D．拉力 $F$的功率为 $24W$

如图所示，工人沿斜面用一定大小的力 $F$把一重为 $600N$的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长 $L=3m$，高 $h=1.5m$。若该过程中斜面的效率为 $60\%$，力 $F$所做的功为　   　 $J$。

如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计， $g$取10牛 $/$千克）

（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越　　。

（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮 $a$的作用是　　。若钢丝绳能承受的最大拉力为 $3\times {10}^4$牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？

（3）若将重为 $1.2\times {10}^4$牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？

（4）若该起升电动机的效率为 $90\%$，将重为 $1.2\times {10}^4$牛的货物提升到30米的高度，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？

今年来，我国高铁发展迅速，令世人瞩目。

（1）列车行驶试验中发现，当两辆列车以较高的速度并排行驶时，封闭的列车车窗玻璃有时会出现破裂现象。这是由于气体流速越大，压强越　　，从而产生了气压差所引起的。

（2）2015年12月，温州到金华的高铁建成通车。某列车以60米 $/$秒的速度匀速行驶100秒，行驶中受到的阻力为 $1\times {10}^5$牛，这一过程中列车克服阻力做功　　焦。

桥式起重机在工业生产上有广泛应用。如图是某桥式起重机的示意图，水平横梁 $\mathit{MN}$架在轨道 $A$和 $B$上，电动机 $D$可沿横梁左右移动。横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计。

（1）电动机通过滑轮组，将质量为600千克的零件，以0.4米 $/$秒的速度匀速吊高4米。求：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？ $(g$取10牛 $/$千克）

（2）已知横梁长度为 $L$，零件质量为 $m$，电动机吊着零件从 $M$点出发并开始计时，以水平速度 $v$匀速运动到 $N$点，横梁对轨道 $A$的压力 $F$与时间 $t$的关系式为： $F=$　　。

重15000牛的小汽车受到发动机800牛的牵引力作用，在水平地面上做匀速直线运动，其路程随时间变化如图所示。求：

（1）小汽车速度。

（2）10秒内重力对小汽车做的功。

（3）10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。

为了丰富学生的课余生活，某学校开设了“实验拓展课”。如图（甲 $)$是某一学习小组设计的“测量滑轮组机械效率”的实验装置图，图（乙 $)$是物体上升高度 $h$随时间 $t$变化的关系图象，已知物体的重力 $G=36N$，不计绳重及摩擦，手对绳自由端施加的拉力 $F=20N$，求：

（1） $0~2s$内，滑轮组所做的有用功；

（2）该滑轮组的机械效率；

（3） $0~2s$内，拉力 $F$的功率。

用如图所示滑轮组，将质量为 $50\mathit{kg}$的物体，在 $10s$内匀速向上提升 $2m$，已知拉力 $F=300N$．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 $6m$

B．拉力 $F$的功率为 $60W$

C．人所做的额外功为 $300J$

D．该滑轮组的机械效率约为 $83.3\%$

某城市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 $3.6\mathit{kg}$。求： $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）货物所受的重力为多少？

（2）提升过程中对货物所做的功为多少？