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。

为响应国家提出的"节能减排，低碳生活"的号召。质量为 $60\mathit{kg}$ 的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为 $15\mathit{kg}$ ，轮胎与水平地面的总接触面积为 $30c{m}^2$ ，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$ 。求：

（1）小明和自行车的总重力；

（2）他骑行时自行车对地面的压强；

（3）若他在水平路面上 $5\mathit{min}$ 内匀速骑行了 $1500m$ ，则他骑行时的功率是多大。

某单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为 $2400r/\mathit{min}$，若每次做功冲程对外所做的有用功为 $300J$，则该汽油机的输出功率为　　 $W$，所使用的燃料是　　能源（选填“可再生”或“不可再生” $)$。

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 $10N/\mathit{kg})$。

如图所示，工人准备用一根最多能承受 $400N$力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 $A$和 $B$．完全露出水面的物体 $A$被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 $20\mathit{kg}$（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳

不会断裂， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）物体 $A$完全露出水面后以 $0.5m/s$的速度匀速上升时，物体 $A$的重力和工人拉力的功率分别是多少。

（2）在物体 $A$浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 $75\%$，物体 $A$的密度是多少。

（3）若用该滑轮组打捞体积为 $50d{m}^3$的物体 $B$时，物体 $B$最多露出多少体积时绳子将断裂。

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 $10N/\mathit{kg})$

早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。

（1）风能和光能都来源于　　，属于　　能源。若太阳光弱的时候风速小，　　（选填“能”或“不能” $)$实现风光互补发电。

（2）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的　　倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量，其单位是　　。

（3）用风光互补发的电对额定功率 $P$的用电器供电，风机功率为 $P_1$，光伏功率为 $P_2$，当 $P_1+P_2=$　　，用电器正常工作。如图乙是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在　　（选填“9”或““11” $)$点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为 $1\mathit{kW}$的用电器，在13点 $~16$点这段时间里，风光互补发的电　　（选填“能”或“不能” $)$满足其工作。

工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为 $800N$ 的物体，所用拉力 $F$ 为 $250N$ ， $20s$ 内物体上升了 $6m$ （物体的上表面始终未露出水面），已知动滑轮重 $20N$ ，绳重及摩擦均忽略不计。求：

（1） $20s$ 内绳子自由端 $A$ 移动的距离；

（2）拉力 $F$ 做功的功率；

（3）物体在水中所受浮力的大小。

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。

某单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为 $2400r/\mathit{min}$，若每次做功冲程对外所做的有用功为 $300J$，则该汽油机的输出功率为　　 $W$，所使用的燃料是　　能源（选填“可再生”或“不可再生” $)$。

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。

如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为 $10N$，物体 $A$的重力 $G_A=100N$，物体 $B$的重力 $G_B=40N$，对 $A$施加水平向右的拉力 $F_1=110N$，使 $A$以 $0.1m/s$的速度匀速向右运动；撤去拉力 $F_1$，在 $A$的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对 $B$施加一个竖直向下的拉力 $F_2$，使 $A$以 $0.2m/s$的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．甲图中， $A$受到的摩擦力为 $110N$

B．乙图中， $F_2$的大小为 $45N$

C．乙图中， $P$点处受到的拉力为 $145N$

D．乙图中， $F_2$做功的功率为 $2W$