初中物理功率的计算试题

跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为 $500N$的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经 $15s$下落 $210m$后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时 $30s$，求在这个过程中：

（1）运动员下落的平均速度；

（2）重力做的功；

（3）匀速下降时重力做功的功率。

如图所示，物体在 $5N$的水平拉力 $F$作用下，沿水平面以 $0.2m/s$的速度匀速运动了 $4s$，拉力 $F$的功率为　　 $W$。

如图所示，小张用 $5N$的拉力将重为 $10N$物体在 $10s$内匀速提升了 $0.1m$，则该滑轮组的机械效率为　　，拉力的功率是　　 $W$。

新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性，一架由碳纤维材料制作的小型无人机，质量为 $2\mathit{kg}$，在 $5s$内匀速竖直上升 $10m$，则该无人机克服自身重力做功为　　 $J$，功率为　　 $W$。

利用如图所示的滑轮组，用 $F=1000N$的力拉绳子自由端，货物 $A$以0.1 $m/s$的速度匀速直线运动 $10s$，整个过程中，滑轮组的机械效率为 $75\%$．求：

（1）货物 $A$在10 $s$内移动的距离：

（2）这个过程中拉力 $F$的功率：

（3）水平地面对货物 $A$的摩擦力大小。

用图示滑轮组提升 $100N$重物时，机械效率为 $50\%$；用同一滑轮组提起 $300N$重物，重物以 $2m/s$速度匀速上升 $5s$时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是 $($　　 $)$

A．动滑轮自重为 $100N$B．拉力做功 $4000J$

C．拉力做功功率为 $400W$D．机械效率为 $75\%$

如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则 $($　　 $)$

A．甲、乙的拉力之比是 $3:2$

B．甲、乙绳的自由端速度之比是 $1:1$

C．甲、乙拉力的功率之比是 $3:2$

D．甲、乙的机械效率之比是 $1:1$

如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体 $A$以 $0.2m/s$的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为 $90\%$．已知物体 $A$重 $540N$，该工人重 $500N$，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为 $200N$

B．绳子自由端拉力的功率为 $120W$

C．该工人对地面的压力为 $200N$

D．支架受到滑轮组的拉力为 $960N$

一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力 $F$（如图甲）； $F$的大小与时间 $t$的关系、木箱的运动速度 $v$与时间 $t$的关系图象如图乙所示。以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．在第一个 $2s$内木箱所受摩擦力为 $2N$

B．在第二个 $2s$内木箱所受摩擦力为 $3N$

C．在第一个 $2s$内推力 $F$对木箱所做的功为 $2J$

D．在第三个 $2s$内推力 $F$对木箱做功的功率为 $8W$

近年来，十堰市委、政府十分重视精神文明建设，倡导“绿色出行，低碳生活”的生活理念。全市主要公园、游乐场都配备了旅游观光自行车（如图）。小华一行四人在农业观光园游玩时，租借了一辆四人骑联排自行车骑行观光，在某一段平直路面上，他们用时 $50s$匀速骑行了 $150m$。已知他们每个人的质量均为 $50\mathit{kg}$，该自行车自重为 $400N$，绕观光园一圈的路程是 $5.4\mathit{km}$，假定在匀速骑行过程中人和车受到的阻力始终为总重的0.05倍，求：

$(g=10N/\mathit{kg})$

（1）若他们绕观光园骑行的平均速度与平直路面上的速度相同，则绕观光园骑行一圈需要多长时间？

（2）假若骑行时前后轮胎和地面的总接触面积为 $120c{m}^2$，他们骑行时车对水平地面压强。

（3）平直路面上骑行时的功率。

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 $24W$

在车站广场上，常常看见人们将旅行包 $B$ 平放在拉杆箱 $A$ 上，如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力， $F_{推}=20N$ ， $A$ 、 $B$ 一起做匀速直线运动。

（1）将旅行包 $B$ 看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中 $B$ 的受力示意图；

（2）若 $10s$ 内箱子运动的距离为 $8m$ ，求力 $F_{推}$ 做功的功率。

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。