初中物理功的计算试题

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　　 $J$。

小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为 $30\%$的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要　　 $L$汽油（汽油的热值为 $3.5\times {10}^{7}J/L)$；若行驶的速度为 $72\mathit{km}/h$，则汽车受到的阻力为　　 $N$，汽油属于　　能源（选填“可再生”或“不可再生” $)$。

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，用滑轮组将 $30\mathit{kg}$的物体匀速提高 $1m$，拉力 $F$为 $200N$，则有用功为　　 $J$，滑轮组机械效率为　　。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率　　（选填“变小”、“变大”或“不变” $)$。（不计绳重和摩擦）

一位体重为 $50\mathit{kg}$的同学在跳绳测试中， $1\mathit{min}$跳180次，每次腾空的最大高度平均为 $4\mathit{cm}$，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是 $($　　 $)$

A． $3600W$B． $6000W$C． $500W$D． $60W$

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？

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。

如图所示，动滑轮下面挂着重为 $5.4N$的物体，现用 $2.4N$的拉力，把物体匀速提升 $10\mathit{cm}$，不计一切摩擦和绳重，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．动滑轮的重力为 $3N$

B．拉力所做功为 $0.24J$

C．滑轮组机械效率为 $75\%$

D．若使用该滑轮组把物体从水中匀速提升到水面以上，则其机械效率将增大

汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为 $2L$（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量），发动机工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度 $\rho =1.44\mathit{kg}/m^3$，汽油和空气的质量比为 $1:15$，汽油的热值 $q=4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。如果发动机曲轴在 $1\mathit{min}$转动 $3\times {10}^3$转，发动机的效率为 $40\%$，那么，在这种情况下：

（1）汽车在 $1\mathit{min}$做的有用功是多少？

（2）汽车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为 $f=3\times {10}^{3}N$，汽车行驶的速度是多少？

用一个动滑轮把重 $80N$的沙袋从地面提到 $6m$高的脚手架上，所用的力是 $50N$，这一过程所做的有用功是　　 $J$，这个动滑轮的机械效率是　　。

鲲龙 $\mathit{AG}600$水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”（运 $-20$、 $\mathit{AG}600$和 $C919)$之一，被誉为国之重器。 $\mathit{AG}600$主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落，2017年2月13日，实现全部四台发动机试车成功，之后又进行了系列测试。 $\mathit{AG}600$空载时质量为 $41.5t$，最多可储水 $12t$。（取 $g=10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

①某次试飞前， $\mathit{AG}600$蓄满水后静止在某湖面上，求其排开湖水的体积。

②在水面滑行测试中， $\mathit{AG}600$蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为 $2500\mathit{kW}$，飞机在水面上以 $36\mathit{km}/h$的速度匀速滑行了 $1\mathit{min}$，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍。求所蓄水的质量。

③在一次灭火演习测试中， $\mathit{AG}600$蓄水后以最大巡航速度飞往假象火场并盘悬在火场上方 $155m$处，分次将所蓄水投下，每次投水 $100\mathit{kg}$，投下的水下落过程中由于重力和空气阻力的作用，先加速运动后匀速运动，匀速运动的速度是 $10m/s$，运动时间是 $14s$，加速过程的平均速度是匀速运动速度的0.25倍。求一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率。

我国自行研制的“玉兔号”月球车早已抵达月球表面，如图所示，“玉兔号”车的总质量为 $180\mathit{kg}$，同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一，该车在月球上的重力是　　 $N$，月球车在 $80N$的牵引力作用下， $5\mathit{min}$内沿牵引力方向移动了 $30m$，牵引力做功为　　 $J$，运动的平均速度为　　 $m/s$（取 $g=10N/\mathit{kg})$

如图所示，将一个重 $10N$的物体用沿斜面向上的拉力 $F=7.5N$匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离 $s$为 $5m$，上升的高度 $h$为 $3m$，则人对物体做的有用功是　　 $J$，斜面的机械效率为　　。在高度相同时，斜面越长越　　（选填“省力”或“费力” $)$。

未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一，提倡大家低碳出行，电动汽车比燃油汽车低碳环保并且能源利用率高，是今后交通工具的发展方向。某款新型家用四轮电动汽车质量为 $0.6t$，每个轮胎与地面接触面积为 $20c{m}^2$，汽车蓄电池提供电压 $150V$，电动机正常工作时电流为 $10A$，使汽车获得 $240N$的牵引力，保证汽车以 $18\mathit{km}/h$的速度在水平路面上匀速行驶， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，求：

（1）汽车静止时对地面的压强；

（2）汽车匀速行驶 $5\mathit{min}$克服摩擦阻力所做的功；

（3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率。

如图所示，通过滑轮组提升重 $100N$的物体，在 $4s$内物体提升了 $1m$，不计机械自重及摩擦阻力， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．绳的拉力是 $60N$B．拉力的功率是 $20W$

C．拉力所做的功为 $120J$D．绳子自由端向下移动了 $2m$