第十一章功和机械能计算题一

第十一章功和机械能计算题一

一、计算题

1．如图甲所示，重500N的小车受到80N的水平推力，在水平地面上做直线运动，其距离随时间变化的图像如图乙所示。

(1)小车运动的速度为多大_____

(2)10s内重力对小车做多少功____

(3)10s内人对小车做多少功功率是多大____

2．用功率为20 kW的水泵向蓄水池抽水，已知蓄水池高出水面60 m，水泵正常工作1h 可把蓄水池灌满。求蓄水池的容积。（g=10N/kg）

3．小博参与搬家行列，他抱着总质量是8 kg储物箱，用一分钟时间由一楼走到20 m 高的六楼，然后用20 s的时间走过10 m长的水平楼道，最后来到自家新屋。整个过程小博对储物箱做了多少功（g取10 N/kg）

4．有一辆电动自行车，它配备的蓄电池电压是24V，工作时电流为4A，效率是80％，人和车总重为1000N，阻力是人和车总重的倍，则此车匀速行驶400m，需要多长时间5．如图所示是某种品牌的小汽车，下表是小汽车的有关参数．

总质量 600kg牵引力的额定功率 40 kW

每个轮胎与地面的接触面积 50 cm2每行驶100 km耗油量 10L

汽油密度 0．75×103kg／m3******** *******

请选择有关参数求解下列问题．(g取10 N／kg)

(1)小汽车行驶100 km，它的耗油量为多少千克

(2)小汽车静止在水平路面上时，它对路面的压力、压强分别是多大

(3)若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为90 km／h，则10 min内牵引力做了多少功行驶过程中受到的阻力是多大

6．某人骑自行车匀速前进，已知人和车的总质量是100kg，地面对自行车的阻力是人和自行车总量的0．04倍，人骑自行车做功的功率是80W，g取10 N／kg．求：

(1)人蹬自行车使自行车前进的动力；

(2)自行车运动的速度．

7．用如图所示的定滑轮把一个重95 N的物体吊到5 m高处，人拉绳所用的力为100 N．

(1)人拉绳的力为什么不是95 N而是100 N呢请回答原因．

(2)求提升物体的过程中所做的有用功、总功及机械效率分别是多少

8．一辆汽车发动机输出的机械功率为6．615×104W，发动机所燃烧的汽油的热值是4．6×107J／kg，如果发动机的效率为30％，那么汽车以54 km／h的速度行驶15 km，需要燃烧多少千克汽油

9．一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为 kg．汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝×103 N，汽油的热值q＝×107 J/kg．

(1)求汽车在这段时间内消耗的功率（即1s内汽油完全燃烧放出的热量）是多少

(2)求这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少

(3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现简要分析原因（写出两条即可）．

10．如图所示是倾角为30°的固定斜面，方明同学用平行于斜面500 N的推力将质量为70 kg的物体在5 s的时间内匀速推高1 m．求：(g取10 N/kg)

(1)推力做的总功和推力的功率．

(2)斜面的机械效率．

(3)斜面对物体的摩擦力．

11．小勇同学将3壶相同的油从一楼搬到三楼．小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼，用时20 s；第二趟将两壶油从一楼提到三楼，用时30 s．已知每壶油的质量为5 kg，小勇的质量为45 kg，每层楼的楼高是3m(g取10 N/kg)

(1)第一趟小勇做了多少有用功小勇做功的总功率是多少

(2)比较小勇两趟做功效率的高低，并说明理由．

12．张强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦，如果所送货物重G从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次都匀速拉动绳子，且提升同样的高度．图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力的增加而变化的图像．请根据有关信息完成以下问题：

(1)每个滑轮的重是多少

(2)绳子能承受的最大拉力是多少

(3)当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少

13．2017年5月23日，“蛟龙”号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟首潜告捷，如图19所示。若将“蛟龙”号下潜看作直线运动，它在 2h内下滑了4km。“蛟龙”号重为2×105N，海水的密度取1×103kg/m3。“蛟龙”号在下潜到4km的过程中，求： (l)它下潜的平均速度_____：

(2)它所受重力做的功_____：

(3)它到达4km处受到海水的压强_________

14．一辆小汽车在平直公路上匀速行驶了70km，汽车行驶的速度为72km／h，共耗汽油6L，请你根据表中提供的有关信息，计算小汽车行驶时的功率是多大

15．一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，活塞的面积为80cm2，活塞行程为125mm，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是×106Pa，飞轮的转速是1200r／min，这台发动机的功率是多大

16．如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m．在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W．绳重可忽略不计．求：

（1）有用功W有______；

（2）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η_____．

17．三峡水利枢纽工程是中国规模最大的水利枢纽工程，如图所示．枢纽控制流域面积约×106km2，占长江流域面积的56%，坝址所在位置年平均流量为Q=×1011m3．水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡水电站共安装32台7×105kW水轮发电机组，另外还有2台5×104kW电源机组，总装机容量（指34台发电机组同时工作时的总发电功率）P=×107kW，设计年发电量约W=1011kWh．

阅读上述材料，解答下列问题（水的密度ρ=×103kg/m3，取g=10N/kg）：

（1）若三峡电站上、下游水位差按h=110m计算，试求三峡电站将水的势能转化为电能

的效率η．

（2）若34台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电机组平均年发电时间t 为多少天

18．人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当温度达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0. 25 g 。已知：来回拉一次钻弓需 s ，弓长s=0. 25 m ，人拉

弓的力为16 N ，木头的比热容 C 木=2×103 J/(kg·℃)，室温为20℃，问：

(1).人来回拉～次钻弓克服摩擦力所做的功为多少

(2).人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1s 内可使木棒尖端温度提高多少

19．“每天锻炼一小时，幸福生活一辈子”的健康理念被人们接受，引导广大市民走向全民健身行列．如图所示是某型号健身器的结构简化图，每个滑轮质量为2kg ．小刚质量为60kg ，他竖直向下拉手柄，将20kg 的配重匀速向上拉． 2s 配重上升了1m ，不计绳重和摩擦， 10/g N kg =．求：

()1手柄移动的速度____；

()2小刚做功的功率______；

()3若小刚站立时，鞋底与地面的接触面积为2500cm ，配重被匀速拉起时，他对地面的压强是多少_____

20．现代城市人口密度越来越大，交通越来越拥堵．易步车（如图甲）以其体积小巧，结构简洁和驱动安全等优点，成为短途出行的理想交通工具．某品牌易步车的部分参数如下表所示，质量为60kg 的雯雯从家骑行该品牌易步车上学（如图乙），以最大速度匀速行驶10min 到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍，设该过程中电机始终以额定功率工作．（取10N /kg g =）．

求：（1）雯雯的家到学校的距离．

（2）雯雯在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强．

（3）雯雯上学过程中，易步车的效率．

21．如图所示，工人用滑轮组吊起重力为600N的箱子，使箱子以s的速度从地面升到12m高的五楼上，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．求：

（l）工人做的有用功；

（2）工人做的有用功的功率是多少

（3）若滑轮组的机械效率为80%，则工人做的总功是多少

22．一辆从铜仁到梵净山的旅游大巴车，车与乘客的总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为。该大巴在某段平直公路上匀速行驶6km，用时5min。（g取10N/kg）求：（1）该大巴车行驶的速度_____；

（2）该大巴车对水平地面的压强____；

（3）若该大巴车发动机的额定功率为120kw，求发动机的牵引力_____。

23．一辆重6×104N的载重汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶1min，发动机功率48kW，求

⑴、汽车在1min内做的功____

⑵、汽车行驶过程中受到的阻力____。

24．如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5m／s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N．

求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程____(2)他在这段时间内做了多少功____ (3)他做功的功率是多少____

25．为迎接2008年北京奥运会，我国体育健儿在紧张地备战。如图所示，该运动员在一次训练中，用0. 7s的时间将140kg的杠铃举高，请你算一算，该运动员

（l）举起杠铃的平均速度是多少____(保留小数点后1位)

（2）杠铃所受的重力为多少____N（g取10N/kg)

（3）这一次举起杠铃的过程中至少做了多少J的功____

（4）举起杠铃的功率至少是多少W ____

26．一列质量为1×103t的火车，以180km／h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×103N。

（1）火车的牵引力多大____

（2）火车行驶1min时间内，重力做了多少功___机车牵引力做了多少功__牵引力的功率多大___

27．如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m．在此过程中，货物上升的速度是________m/s；所做的有用功是________J；拉力做功的功率是________W；滑轮组的机械效率是________．

28．“绿色环保，低碳出行”．2015年1月18日，绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行．假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，其电动机的输出功率为120kW，速度为36km/h，共行驶2h，其电动机做功为________J，公交车的牵引力为________N．

29．如图所示，正方体物体 A，边长 20cm，质量为 6Kg,用滑轮组拉物体A沿水平方向匀速直线移动，在4秒内物体移动了米，拉力F做的功为12焦。动滑轮的重为3牛。（不计绳重及滑轮摩擦，g 取 10N/kg）求:

(1)拉力的功率

(2)物体 A 对水平面的压强

(3)滑轮组的机械效率

30．有一功率为40kW，热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，问还可前进多远(汽油的热值为×107J/kg)

31．如图质量为60kg的工人用滑轮组提升重物，不计绳子重和摩擦，求：

（1）用滑轮组让重为250N的物体匀速上升2m的过程中，工人所用的拉力为150N，求工人做的机械效率。

（2）求动滑轮重力。

（3）若物体重增加到400N，求此时滑轮组的机械效率。

32．(11分)“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的倍，效率为40%。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。(汽油热值q＝×107J/L，g＝10N/kg)

(1)这时汽车牵引力做功的功率是多少_______

(2)该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程_______