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.

我市正在争创全国文明城市，各单位都加大了“创城”工作的力度。为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）。下表是某洒水车的相关数据。已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，汽油的燃烧值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。请根据题意回答下列问题：

空车质量	水罐容积	装满水时车轮与地面的总接触面积	额定功率
$5t$	$4m^3$	$0.6m^2$	$120\mathit{kW}$

（1）若该洒水车的发动机是汽油发动机，发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能？燃烧 $0.5\mathit{kg}$汽油能产生多少热量？

（2）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？

（3）若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为 $1.0\times {10}^{-3}{m}^3$，则该物体受到的浮力为多大？

（4）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶 $5000m$用时 $10\mathit{min}$，试计算此过程汽车所受到的阻力大小。

工人利用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦．

（1）若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起．求该滑轮组此时的机械效率．
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，求拉力F在这一过程中所做的功．

2017年1月23日，临沂城区 $\mathit{BRT}$快速公交一号线正式投入运营，该线路共设14对站点（其中北京路站到天津路站面水平，间距为 $0.8\mathit{km})$，配备的专用公交车部分参数如下表。某次运营中，满载的 $\mathit{BRT}$专用公交车以额定功率匀速行驶，从北京路站到天津路站用时 $1\mathit{min}20s$，此过程中车轮受到的滚动阻力为车辆所受总阻力的 $20\%(g$取 $10N/\mathit{kg})$

满载总质量	$28000\mathit{kg}$	发动机额定功率	$280\mathit{kW}$
轮胎总数	10个	单轮触地面积	$500c{m}^2$

（1）公交车从北京路站到天津路站的平均速度；

（2）满载的公交车对水平路面的压强；

（3）车轮的滚动阻力系数 $f$（滚动阻力与车重的比值）

随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min，求：

（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；

（2）电瓶车受到地面的摩擦力；

（3）电瓶车牵引力的功率。

质量为5g的铅弹射入0.5cm的木板，铅弹受到的平均阻力是7800N，若铅弹克服阻力做的功70%使铅弹发热，则当铅弹穿过模板后，能否自行熔化，铅弹的初温为27℃，铅的比热容为1.3×10²J／（kg·℃），熔点为327℃。

物体重力G=12N，绳子自由端拉力F=5N，物体上升了1m，机械效率η=80%，画出滑轮组的绕线方法．并注明计算过程（求出n的计算过程）．

一辆小轿车，质量为1.8t，车轮与地面总接触面积为1000cm²，小轿车发动机的效率是20%，它在平直公路上匀速行驶时的牵引力为644N（空气阻力不计，汽油热值q＝4.6×10⁷J/kg，g＝10N/kg）．求：

（1）该小轿车静止时对水平地面的压强为多少？

（2）该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗多少kg汽油？

雅安4.20地震后灾后重建工作正在高效地进行，如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s，（g=10N/kg）。求：

（1）所提建筑材料受到的重力；
（2）起重机提起建筑材料所做的功；
（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW， 那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？

工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 $600N$的货物，绳子自由端被竖直拉上 $6m$，额外功为 $300J$．求滑轮组的机械效率

高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷。放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩。如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数。（g＝10N/kg）

满载时总质量	1000t
车轮与铁轨接触总面积	0.8m^2
最高时速	360km/h

（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？

（2）葫芦岛至沈阳的路程为270km。若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要多长时间？列车从胡芦岛到沈阳实际运行1.5h。设列车在水平轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少？

（3）“和谐号”运行1km耗电1.075×10⁸J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少千克柴油？（q_柴油＝4.3×10⁷J/kg）

如图所示，小强沿着斜坡进行晨跑。已知小强体重500N，单只脚与地面的接触面积为125cm²，他用50s的时间跑完长为200m、高为10m的斜坡。

求：（1）小强的平均速度是多少？

（2）小强克服重力做功的功率是多少？

（3）小强晨跑结束后双脚站在水平地面上，对地面的压强是多少？

某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）.求：

（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）箱子和斜面间的摩擦力.

小明用如图所示的滑轮组，将底面积为0.4m²，质量为35kg的正方体重物从水平地面匀速提升了9m，用时30s，做功4500J（g取10N/kg）求：

（1）重物静止在水平地面上时，对地面的压强
（2）拉力的功率
（3）滑轮组的机械效率

随着人们生活水平的提高，小汽车已普遍进入我们的家庭。小明家的小汽车空载总重 $2\times {10}^{4}N$，车轮与地面接触总面积 $0.2m^2$．“五一”节小明和爸爸驾车出去旅游，汽车在一段平直且限速 $120\mathit{km}/h$的高速公路上匀速行驶 $15\mathit{km}$，消耗汽油 $2L$，发动机实际输出功率为 $50.4\mathit{kW}$，汽油机效率为 $35\%$（假如汽油完全燃烧 ${\rho }_{\mathit{汽油}}=0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$； $q_{\mathit{汽油}}=4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$； $1L={10}^{-3}{m}^3)$。请你帮小明解决下列问题：

（1）汽车空载静止时对水平地面的压强有多大？

（2） $2L$汽油完全燃烧能放出多少热量？

（3）汽车在这段路面行驶过程中，受到的阻力是多大？小明的爸爸是否在超速驾驶？