初中物理功率的计算试题

采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为 $70\mathit{kg}$，摩托车质量为 $150\mathit{kg}$。 $(g=10N/\mathit{kg})$

（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为 $150c{m}^2$，求摩托车对地面的压强。

（2）采购食品后，小明将 $80\mathit{kg}$的食品装上车，在限速为 $80\mathit{km}/h$的水平路面上以 $72\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $50s$，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出 $1\times {10}^{6}J$的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。

利用叉车运送货物，已知货物质量为 $500\mathit{kg}$、底面积为 $5m^2$，货物与叉车水平叉臂的接触面积为 $0.8m^2$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）叉车托着货物匀速水平移动，求货物对叉车水平叉臂的压强；

（2）叉车在 $20s$内将货物匀速举高 $1.8m$，求叉车支持力对货物做功的功率。

某建筑工地上，一台起重机 $10s$内将重 $1.5\times {10}^{4}N$的物体匀速提升 $3m$。起重机吊臂上的滑轮组如图所示，滑轮组的机械效率为 $75\%$．下列分析正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F$的大小为 $7.5\times {10}^{3}N$B．有用功的大小为 $4.5\times {10}^{4}J$

C．额外功的大小为 $1.5\times {10}^{4}J$D．拉力 $F$的功率为 $6.0\times {10}^{3}W$

2020年5月3日，央视新闻《以青春的名义》栏目播出《孔德庆：从月球到火星的守望》，孔德庆是一位从临沂走出来的太空守望者，为了接收来自火星探测器的微弱信号，他和同事们进行了 $70m$天线建设。如图所示，天线反射体质量为 $4.5\times {10}^5\mathit{kg}$，它的重力为　      　 $N$；吊装反射体时用到滑轮组，其中能改变拉力方向的是　    　滑轮；若吊装机械在 $10\mathit{min}$内将反射体匀速提升了 $6m$，则吊装机械对反射体做功　     　 $J$，做功的功率为　      　 $W(g$取 $10N/\mathit{kg})$。

某大桥设计车速为 $60\mathit{km}/ℎ$，图1为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图2、图3、图4所示的模型。

（1）可以看出它用到了　   　（选填“杠杆”或“斜面” $)$的物理知识。为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当　　（选填“增加”或“减小” $)$桥塔的高度。

（2）若某汽车质量为 $5\times {10}^3\mathit{kg}$，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为　　 $W$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

塔吊是一种常见的起重设备，图是塔吊的示意图。电动起重机在 $2\mathit{min}$内将质量为 $3t$的物体匀速提升 $30m$高，又用 $1\mathit{min}$使物体在水平方向平移 $15m$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做的功；

（2）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做功的功率；

（3）若电动机提升物体时的效率为 $90\%$，平移物体时的功率为 $2\mathit{kW}$，求电动机 $3\mathit{min}$内消耗的电能。

如图，用滑轮组把 $80N$的物体匀速提升 $1m$，所用时间为 $10s$，拉力 $F$为 $50N$不计绳重和摩擦，则在这一过程中做的有用功是　     　 $J$，拉力 $F$的功率为　    　 $W$。

救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心长方体沉箱，如图甲所示，提升过程中始终以 $0.15m/s$的速度竖直向上匀速提起，图乙是吊绳的拉力 $F$随时间 $t$变化的图像，整个提起过程用时 $80s$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，不计水的阻力及水面高度的变化。

求：（1）开始提起 $(t=0)$时，沉箱下表面受到水的压强（不计大气压）；

（2） $0~40s$内拉力的功率；

（3）沉箱的密度为多大。

如图所示，重 $800N$的物体，在 $100N$水平拉力 $F$的作用下，以 $0.1m/s$的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 $20s$，滑轮组的机械效率为 $60\%$．在此过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F$做的功为 $400J$

B．物体与地面间的滑动摩擦力为 $180N$

C．额外功的功率为 $12W$

D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重 $600N$的小明在 $1\mathit{min}$内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是 $9\mathit{cm}$。求：

（1）小腿肌肉对每只脚的拉力；

（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。

妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为 $W_1$、功率为 $P_1$，小明克服自身重力做功为 $W_2$、功率为 $P_2$，则下列关系正确的是 $($　　 $)$

A． $W_1:W_2=2:1$     $P_1:P_2=6:1$B． $W_1:W_2=2:3$     $P_1:P_2=2:1$

C． $W_1:W_2=2:1$     $P_1:P_2=3:2$D． $W_1:W_2=2:1$     $P_1:P_2=2:3$

为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共 $3000\mathit{kg}$所受阻力为总重力的0.01倍。在 $40s$时间内匀速直线行驶 $400m$，共消耗天然气 $0.025\mathit{kg}$（天然气完全燃烧，其热值为 $6.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$。针对此次行驶过程，求：

（1）汽车对地面的压强；

（2）汽车的功率；

（3）汽车发动机的效率。

某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 $6.9\mathit{km}$，用时 $5\mathit{min}45s$，消耗燃油 $1.5\mathit{kg}$，已知汽车的牵引力是 $2000N$，燃油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 $($　　 $)$

①汽车行驶速度是 $20\mathit{km}/h$②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 $6.9\times {10}^{7}J$

③汽车牵引力做功的功率是 $30\mathit{kW}$④汽车发动机的效率是 $20\%$

A．只有①和②B．只有②和③C．只有①和④D．只有②和④

新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶 $12\mathit{km}$，用时 $10\mathit{min}$。已知该车的总质量为 $1.6\times {10}^3\mathit{kg}$，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功　　 $J$，功率为　　 $\mathit{kW}$． $(g=10N/\mathit{kg})$

工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时 $15s$。已知车厢高 $1.5m$，木板长 $3m$，货物质量为 $60\mathit{kg}$，沿斜面所用的拉力为 $400N$， $g=10N/\mathit{kg}$，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．工人做的总功为 $900J$B．工人做的额外功为 $300J$

C．工人做功的功率为 $60W$D．此斜面的机械效率为 $75\%$