初中物理功率的计算实验题

工人利用如图所示的滑轮组从 $2m$深的枯井中提升重物，所用的拉力为 $250N$，物体在 $5s$内匀速从井底全部上升到井口。（不计绳重和各处摩擦）求：

（1）绳子自由端移动的速度

（2）拉力的功率；

（3）若滑轮组的机械效率为 $80\%$，求所提升物体的重力大小。

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。

下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。

序号	动滑轮重 G动/N	物重 G/N	钩码上升 高度h/m	动力 F/N	动力作用点 移动距离	滑轮组的 机械效率η
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	0.5	4	0.1	2	0.3

（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）第三次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为____W，滑轮组的机械效率为____。
（3）分析表格中数据发现：用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做额外功将____，滑轮组的机械效率____（两空选填“变大”、“变小”或“不变”）。

引体向上是体能测试项目之一，引体向上是上臂的拉力使身体上升而做功．那么一个中学生完成一次引体向上所做的功及功率你能算出来吗？请你说出需要测量哪些物理量，并用符号表达各物理量，并写出最后功和功率的表达式．

老师上完功率一节后，小红想测出自己从一楼到四楼的功率。现有如下器材：A天平、B弹簧测力计、C磅秤、D秒表、E温度计、F皮尺、G体温计。
（1）请帮小红选择最合适的测量工具（填序号）＿＿＿＿＿＿＿＿。     
（2）请帮她写出实验步骤并用物理量符号表示所测的物理量。
（3）请帮她在虚线框内设计一个实验表格。

（4）请你用所测的物理写出小红上楼的功率表达式。

学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动：
⑴他需要的测量工具分别是：测量身体质量m的_______、测量爬楼的高度h的_______和测量时间t的秒表（填写测量器材）。
⑵利用所测物理量计算功率的表达式是P=___________________
⑶活动中测得小明的质量是50kg，他从一楼登上三楼（每层楼高3 m)用了20s的时间，则小明登楼的功率是           W（g取10N/kg)．
⑷活动中，他还想比一比谁的功率大。小明设计的方案是：测量出各自的质量、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。你还可设计其它方案吗？请写出一种：____________________________________。

太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染，其产业的发展日益蓬勃．某太阳能汽车，质量为350kg，顶部安装了太阳能电池板．
（1）当车上载有1500N的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^-2m²，则汽车对地面的压强为   Pa．（g=10N／kg）
（2）太阳能电池板将太阳能转化为   能．一般情况下，汽车在运动时，被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统．当汽车不运动时，太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内；当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时，蓄电池   （选填“储存”或“释放”）能量．
（3）若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m²，它正对太阳时电池能够产生100V的电压，并对车上电动机提供8.4A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×10³W/m²，则电池的输出功率为   W，将太阳能转化为电能的效率为   ．如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为90N，则汽车的行驶速度为   m/s．
（4）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/ （m∙s^-1）	2	3	4	5	6
制动距离/m	0.53	1.20	2.13	3.33	4.80

请在图中描点作出s- v²图象．根据图象反映的规律可知，当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是   m．

某科技小组在“研究功率P与速度v的大小关系” 实验时，将物体A放在长木板上保持水平拉力F不变，分别以不同速度使物体A在长木板上作匀速直线运动。根据实验数据绘制出了功率——速度图像，如图所示。根据图像判断：当物体A以的0. 25m/s速度在长木板上作匀速直线运动时，拉力F的功率P为          w。

跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。
（1）用体重计测量自己的质量m；
（2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；
（3）用      (填测量器材)记录跳n次所用的     （填物理量与其对应字母）。
（4）数据处理：  
①自己所受的重力G=     ；
②每次克服重力所做的功W=Gh=     ，则跳n次所做的总功W_总= nW =     ；
③则平均功率P=     。
（5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 （   ）                       

A．频率相同，体重大的功率大	B．频率相同，跳的时间长的功率大
C．体重相同，频率高的功率小	D．体重相同，跳的时间长的功率大

（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：                。

如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点．A点为其身体重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm。（4分  g=10N/kg  ）(1) 该同学所受重力是多少？（2）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小．（3）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率多大？

有一种气垫起重装置，如图，它由高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。

（1）高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度       ，内能       。
（2）如果高压起重气垫在5s内可将10⁵N的物体举高0.1m，则其功率为多大。
（3）质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×10⁴N。当气垫内最高气压比外界高10⁶Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是边长为20cm的正方形。
气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板左端的支点O多远？

小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率
和风速的关系，实验步骤如下：
①如图，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码。

②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1档位，用秒表
记录提升钩码到A点所需的时间。
③将电风扇换到2、3档位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。（注：
电风扇档位越高，风速越大）

请回答：
(1)这个实验是通过测量             来比较风车输出功率的大小。
(2)小柯从网上查到以下数据：
表一：750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系

表二：风级与风速的关系

根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，并说明理由                                     。
(3)在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与                            有关（填一项）。

如图所示，用F=20N的水平拉力拉着边长l=10cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动，在t=10s内运动了s=46cm的路程，[c_铁=0.46×10³J/（kg•℃） ρ_铁=7.9×10³kg/m³]求
（1）水平拉力F做的功W是多少？
（2）水平拉力F做功的功率P是多少？
（3）此过程有等于水平拉力做的功的内能产生，其中的79%被铁块吸收，铁块将升高多少温度？