初中物理机械能计算题

(6分) 如图所示，拉力F=125Ｎ，在10s内将重G=300N的物体匀速提升2m，试求：

（1）有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）此过程拉力F的功率.

小明想粗略地测出自己在单杠上做引体向上运动得功率.他用刻度尺量出自己握拳时手臂的长度作为做引体向上时上升时的高度，并测出自己连续拉上去的次数和时间填入下表，请在空格出补上相应的数据.

臂长l∕m	体重G∕N	拉上去的次数	克服重力所做的总功W∕J	时间t∕s	功率P∕w
0.6	500	5		12

 

如图25，小芳通过滑轮组将重600N的家具从地面匀速送到6m高的三楼，用时60s．测得小芳对绳子施加的拉力为400N，求

（1）在图中画出滑轮组的绕线；
（2）用滑轮组提升家具时做的有用功；
（3）小芳的拉力做功的功率；
（4）该滑轮组的机械效率；
（5）使用同一个滑轮组，小芳提升另外两件家具的相关数据如下表所示，请你据此为小芳提出一条提高这个滑轮组机械效率的建议。

家具重 G/N	家具升高 的高度h/m	绳子上的 拉力F/N	绳子通过的 距离s/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械 效率η
400	6	300	12	2400	3600	66.7%
1000	6	600	12	6000	7200	83.3%

 

如图所示，斜面长 $s=1.5m$，高 $h=0.3m$。建筑工人将重 $G=500N$的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力 $F=150N$．忽略绳子重力。求：

（1）该过程拉力 $F$做的功；

（2）该装置的机械效率；

（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。

如图所示，工人用200N的拉力，在15s的时间内，将重500N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，求：

（1）该过程中拉力所做的总功；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）不计绳与滑轮组间的摩擦及绳重时，动滑轮的重力.

小明用如图所示的滑轮组进行探究实验，用F＝50N的拉力在3s内将重为120N的物体匀速提高了10cm.请问：

⑴拉力F所做的功是多少？
⑵拉力F的功率是多少？
⑶滑轮组的机械效率为多大？

金义东（金华 $-$ 义乌 $-$ 东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区"一小时通勤圈"。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米 $/$ 小时。完成下列问题：

（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？

（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？

（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？

如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重 $80N$ ，不计绳重和摩擦。在拉力 $F$ 的作用下，将重为 $320N$ 的重物经过 $20s$ 匀速提升了 $3m$ 。求：

（1）拉力 $F$ 的大小；

（2）拉力 $F$ 做功的功率；

（3）此过程动滑轮的机械效率。

某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×10⁷J，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×10⁷J/kg，g＝10N/kg）。针对这一过程，求：

（1）汽车行驶的路程；

（2）汽车受到的阻力；

（3）汽车发动机的效率。

我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长 $1.2\mathit{km}$的水平路面做匀速直线运动，用时 $40s$，汽车在行驶过程中受到的阻力为 $4000N$，汽车在此过程中发动机热机效率为 $48\%$，汽油的热值 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。在该段测试过程中：

（1）汽车的功率为多少？

（2）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数）

新能源汽车可以提供“油”“电”两种驱动模式。“电动”模式以蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力。某品牌新能源汽车的质量 $M=1.15\times {10}^3\mathit{kg}$，电动机功率 $P=45\mathit{kW}$，驾驶员质量 $m=50\mathit{kg}$，当汽车在水平路面以 $v=20m/s$的速度匀速行驶时，汽车所受阻力 $f$为总重力的 $k=0.15$倍。 $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）汽车通过 $l=1.5\mathit{km}$长的桥梁所用的时间 $t$。

（2）电动机工作的机械效率 $\eta$。

小强用如图所示装置在 $10s$内将重为 $450N$的货物匀速提升 $2m$，此过程中拉力 $F$的功率为 $120W$。

求：

（1）提升装置所做的有用功；

（2）拉力 $F$做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

随着人们生活水平的提高，小汽车已经逐步进入家庭。某品牌小汽车质量是 $1600\mathit{kg}$，车上载有人和物品质量共为 $200\mathit{kg}$，车轮与地面的总接触面积为 $2.0\times {10}^{-2}{m}^2$．若小汽车以输出功率 $60\mathit{kW}$在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度 $v_1=72\mathit{km}/h$；当汽车将要进入市区时，司机减小了油门，使汽车的输出功率立即减小为 $24\mathit{kW}$并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图所示，设运动过程中汽车所受阻力不变， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）该汽车静止时对水平路面的压强。

（2）汽车运动过程中受到的阻力；

（3） $t_2$时间后汽车运动的速度 $v_2$的大小。

如图所示，工人用滑轮组提升重2400N的物体，所用的拉力为1500N，物体在5s内匀速上升lm．求：

（1）滑轮组对重物所做的有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）滑轮组的机械效率；
(4) 拉力做功的功率．

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J／(kg·℃)，煤的热值约为3×10⁷J／kg。求：

(1)煤完全燃烧产生的热量；
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率。