初中物理功率的计算试题

如图所示，用 $30N$的拉力 $F$沿水平方向拉绳子的一端，使重 $400N$的物体 $A$以 $0.1m/s$的速度沿水平地面向左匀速运动了 $10s$，已知滑轮组的机械效率为 $80\%$，则此过程中 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的距离为 $1m$

B．滑轮组对物体 $A$的水平拉力为 $90N$

C．拉力 $F$的功率为 $3W$

D．拉力 $F$所做的有用功为 $72J$

小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他尽量减少驾驶机动车辆外出，坚持骑自行车上下班。小东和自行车的总质量是 $80\mathit{kg}$。当小东以 $5m/s$的速度在平直的公路上骑行时，自行车着地面积为 $0.01m^2$，所受阻力是其总重的0.02倍 $(g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）正常行驶的自行车对路面的压强；

（2）自行车行驶1000米动力所做的功；

（3）自行车行驶的功率。

如图所示，是地铁施工现场一台起重机的示意图。求：

（1）若起重机水平臂 $\mathit{AB}$长为 $18m$， $\mathit{OB}$长为 $3m$，把质量为 $1t$的重物匀速提起， $B$端的配重质量；（不计摩擦和起重机自重， $g$取 $10N/\mathit{kg}$）

（2）起重机的电动机，功率恒为 $2.5\times {10}^{3}W$，当它把质量为 $1t$的重物以 $0.2m/s$的速度匀速提起 $20m$的过程中，起重机提起重物做功的功率和机械效率。

小丽同学用水平力 $F$拉动如图所示装置，使重 $100N$的 $A$物体 $4s$内在水平地面上匀速运动了 $80\mathit{cm}$，物体 $B$重 $50N$（物体 $B$与 $A$始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为 $10N$，弹簧测力计的示数为 $8N$．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为　　 $m/s$，物体 $A$受到 $B$施加的摩擦力　　（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零” $)$，水平拉力 $F$为　　 $N$，水平拉力 $F$的功率为　　 $W$。

我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙” $\mathit{AG}600$如图所示，该飞机蓄满水后总质量 $53.5t$。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方 $150m$处，将所蓄水分次投下，每次投水 $200\mathit{kg}$，用时 $20s$到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以 $10m/s$的速度沿直线匀速滑行了 $60s$，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持 $2.5\times {10}^{6}W$． $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

求

（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；

（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。

两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程 $\left(s\right)-$时间 $\left(t\right)$图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．两次物体运动的速度： $v_1<v_2$

B．两次物体所受的拉力： $F_1>F_2$

C． $0-6s$两次拉力对物体所做的功： $W_1>W_2$

D． $0-6s$两次拉力对物体做功的功率： $P_1<P_2$

某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物 $G$提升相同高度， $F_1$和 $F_2$大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．力 $F_1$和 $F_2$做功的功率相同

B．力 $F_1$和 $F_2$做的总功相同

C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大

D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高

如图所示，重 $400N$的物体在 $30N$的水平拉力 $F$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 $10s$，滑轮组的机械效率为 $80\%$，则在此过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的距离为 $3m$

B．有用功为 $400J$

C．拉力 $F$的功率为 $9W$

D．物体与地面间的滑动摩擦力为 $72N$

如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重 $1N$，实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升 $12\mathit{cm}$，用时 $4s$，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是　　 $N$，拉力做功的功率是　　 $W$，滑轮组的机械效率是　　（计算结果精确到 $0.1\%)$。

在高速铁路上，一列车以 $324\mathit{km}/h$的速度在平直轨道上匀速行驶 $50\mathit{km}$，若列车的牵引力为 ${10}^{5}N$，通过这段路程牵引力所做的功为　　 $J$，功率为　　 $W$。

2012年某日，太平洋某海域，“蛟龙号”完成了下潜前的准备，腹部挂好压载铁块；舱内科考队员均就位；舱门封闭如图甲所示，此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

状态	满载
整体体积	$22.3m^3$
整体质量	$24.95t$
海水密度	$1.1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

问：（1）在海水中 $1.2\mathit{km}$深处完成科考任务后，发现液压系统故障，无法抛掉压载铁块，只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨，两侧螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力 $F_{推}$，帮助“蛟龙号”匀速上升，不计海水对“蛟龙号”的阻力，匀速上升过程中， $F_{推}$有多大？

（2）上升过程耗时 $2h$， $F_{推}$做功的功率多大？

（3）为保障电动机驱动螺旋桨用电，舱内其他用电器都被关闭，仪表显示上升过程中耗电 $2\mathit{kW}·h$，此过程中，电能转化为 $F_{推}$做功的效率有多大

（4）接近水面时，关闭两侧螺旋桨，轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处，如图乙、丙所示，已知动滑轮总质量为 $50\mathit{kg}$，不计绳重及轮、轴之间摩擦，此过程中，滑轮组绳端拉力的最大值多大？与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大？

如图所示的滑轮组， $500N$ 的拉力 $F$ 在 $10s$ 内将重 $800N$ 的箱子匀速提升了 $2m$ ，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	定滑轮的作用是省力	B．	滑轮组机械效率为 $80\%$
C．	动滑轮的重力为 $100N$	D．	拉力 $F$ 的功率为 $100W$

小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为 　    　J，他所做总功的功率是 　    　W。

步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为 $0.5m$，他正常步行 $1\mathit{min}$走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。

（已知小东的腿长是 $65\mathit{cm}$，质量是 $50\mathit{kg}\left)\right(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）小东正常步行的速度是多少？

（2）小东每走一步克服重力所做的功是多少？

（3）小东正常步行克服重力做功的功率是多少？

小鹏家购买了一箱重 $960N$的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高 $9m$，用时 $3\mathit{min}$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的速度为 $0.05m/s$

B．做的有用功为 $8640J$

C．拉力为 $240N$

D．拉力的功率为 $48W$