初中物理计算题提高训练——功率和机械效率
初中物理计算题提高训练——功率和机械效率
1、（2011·重庆）2011年5月22日，世界内河上最豪华的邮轮
——“长江黄金l号”在重庆朝天门下水首航。如图所示，一架重力为
9×l04N的直升飞机在20s内竖直下降10m，最后停在邮轮的停机坪上。
求：
（1）飞机竖直下降20s内的平均速度；
（2）（2）飞机竖直下降20s内重力做的功。
2、（2011·云南昆明）某工地上，一架起重机将质量为2t的货物以s的速度匀速提升10m后又水平匀速移动5m，求：
（1）在整个过程中，起重机对货物做的功；
*
（2）在货物上升的过程中，起重机对货物做功的功率。(g取10N／kg)
3、（2011·重庆江津区）小林响应学校“节能环保”的倡导，上学由做公交车改为骑自行车，小林家与学校的距离为3 km，他骑车10 min就可以到达学校。求：
（1）小林骑车的平均速度为多少
（2）若自行车受到的平均阻力为80 N，则他在这段骑车的过程中克服阻力做了多少功
4、（2011·广州）如图所示，重为×104N的卡车，经过一段水平路面，再以×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为，斜坡的机械效率为80%。求卡车：
（1）对水平路面的压强；
（2）爬坡时的牵引力；
（3）爬坡时的速度．
…
5、（2011·福建龙岩）如图所示，动滑轮重20N，物体重80N，不计绳重和摩擦。
（1）请你在图中画出一种绕绳方法．
（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1m时，求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率．
6、（2011·江苏南京）如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180 N的物体，所用的拉力为200 N，在5s内物体升高的高度为2 m．此过程中，求：
（1）有用功；
（2）总功的功率；
（3）定滑轮的机械效率．
7、（2011·天津）如图所示，小芳在研究动滑轮
|
时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如表所示。
求：（1）手的拉力所做的有用功；
（2）手的拉力所做的总功。
8、（2011·山东日照）总质量为4500kg的汽车在一段平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了1min。若汽车的牵引力为2×104N，与路面的总接触面积为。（g=10N／kg）求：（1）汽车行驶的路程。（2）汽车牵引力做的功。（3）汽车停在水平路面时，对路面的压强。
9、（2011·浙江嘉兴、舟山）5月19日上午，装载着两台大型桥吊的“振华2 3号”轮在舟山大浦口码头靠岸。这两台桥吊将是舟山港起吊速度最快、起重量最大、
外伸距最长的集装箱桥吊，将大大提高舟山港的集装箱吞吐能力。
(g =10N／kg)
（1）桥吊一次最多能起吊6 5吨的货物，6 5吨货物的重力为多大
物G
—
（2）若将6 5吨的货物竖直吊起2 0米，用时200秒，则桥吊对货物做了多少功功率有多大
10、（2011·福建三明）如图所示的是某建筑工地上使用的提升机，用它能将
装在货箱A中的建筑材料提升到高处。若拉力F做功的功率为2000W，重为2400N
的建筑材料在18s内被匀速提升10m，求：
（1）提升机做的有用功；（2）提升机的机械效率；（3）拉力F的大小。
11、（2011年?山东德州）五岳之首的泰山是我国著名的旅游
胜地，人们可乘坐索道吊车观赏泰山美景（如图所示）．据了解，
中天门索道全长约2078m，上、下高度差约600m，单个吊车载满
人后的总重是6000N．以单个吊车载满人为例，问：
（1）若吊车与索道的接触面积是，索道承受的压强多大
（2）若吊车从索道最高处运行到最低处需要10分钟，重力做
功的功率是多大
、
12、（2011·河南）在新农村建设中，为将—批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问：
（1）每次提升建材时的有用功、额外功各是多少
（2）该滑轮组的机械效率是多少
（3）为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220V ”、“220V 3kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。
13、（2011·山西省）五一节，小豪一家去公园游玩，看到如
图所示的新型太阳能电动观光车，该车的整车质量为400 kg。(g取l0N/kg)
（1）若车上人的总质量是200 kg，车轮与地面的接触总面积为，则观光车静止时对水平地面的压强是多大
（2）观光车以5m /s的速度在水平路面上匀速行驶时，受到的平均阻力是200N，则5min内观光车克服阻力做的功是多少
（3）从环保角度分析，太阳能电动观光车与普通汽车相比，具有哪些优点(写出一条即可) 《
14、（2011·江苏连云港）在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。求在此过程中：
（1）有用功；
（2）拉力F的功和功率；
（3）滑轮组的机械效率。
15、（2011·山东潍坊）电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具。如图所示的这辆电动车自身重量为600N，两个车轮与地面的总
接触面积为200cm2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa。
（1）该车的最大载重量是多大
（2）该车每次充电能储存电能3×106J，电能转化为机械
能的效率为80％．若车以某一速度匀速行驶，受到的阻力是
40N，求该车充一次电后，最多能跑多远
16、（2011·浙江丽水、金华）你知道水陆两用坦克吗水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮动。有的利用特制的履带划水前进，有的用螺旋
桨推进，有的用推进器喷水前进。中国某型号的水陆两用坦克（如图
所示），它的总质量22吨，配备发动机的功率420千瓦。水上最大速
度14千米/小时，陆地最大速度54千米/小时。请你根据短文中的信
息，解答下列问题：(g= 10牛/千克)
—
（1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22米3，则所受的浮力约为牛。（ρ
水=×103千克/米3）
（2）该水陆两用坦克停在水平地面上时，履带着地总面积为4米2，坦克对地面的压强是多少
帕
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54千米（发动机正常工作），行驶过程中
受到的牵引力多大
17、（2011·山东东营）我市大部分耕地是低产盐碱地，近年来政府加大投入，采用“上农(林)下渔”、“深沟排碱”和“暗管改碱”三种模式改良。在盐碱地改造工程中，应用的主要机械是专门排送泥浆的泥浆泵,泥浆泵工作时,首先由高压水枪喷射出的水柱将泥土冲起，再利用泥浆泵将泥浆抽送到目的地。下表是某型号泥浆泵的有关参数。已知泥浆的平均密度为×103kg/m3，取g=10N/kg。求泥浆泵按所标参数满负荷工作一小时（以最大功率工作，每小时将60 m3的泥浆竖直提高l5m）：（1）所抽泥浆的质量；
（2）泥浆泵对泥浆所做有用功的功率。
18、（2011·辽宁阜新）现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬到高的车厢上，他
们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用
1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车。求：
（1）该斜面的机械效率是多少
~
（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大
19、（2011·广西柳州）用l00 N的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，5s内小车前进了10 m，则在这段时间内：
（1）物体运动的速度是多大（2）推力做功是多少（3）推力的功率是多大
20、（2011·江苏盐城）小明健身用的拉力器结构如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在2s内匀速升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取
10N/kg．求：
（1）所拉配重块的重力；
（2）2s内配重块运动的速度；
（3）此过程中拉力器的机械效率．
21、（2011·广东清远）小明同学的质量是50 kg，每只脚与地面的接触面积是200 cm2，1min 内爬楼梯的高度为12m (g取10N/kg)．求小明：
'
（1）双脚站立时对地面的压强；（2）爬楼梯至少做的功；（3）爬楼梯的功率．
22、（2011·海南）东环铁路的开通为我省的交通运输开启了新的里程碑。
（1）根据下表的信息，算出D7305次动车从海口到三亚的平均速度大约为多少km/h。（已知海口到三亚的距离大约是308km，计算时各物理量可用近似值）
（2）动车组功率为5000kW，求动车组匀速行驶6min所
做的功。
<
（3）电力牵引的动车组与内燃机车牵引的列车相比，除了
功率大、速度快外，还具有哪些优点（从环保角度答出两点）
（4）请运用物理知识解释：旅客在站台上候车时为什么必
须站在安全线外
23、（2011·辽宁大连）图8是提升货物的某升降机示意图。
货厢内所装货物的重力是6000 N，货厢的重力是2000 N。若
不计钢丝绳和动滑轮的重力，不计摩擦。试求：
（1）*
（2）在匀速提升中，若货物与货厢底部的接触面积是2 m2，
（3）则货物对货厢底部的压强是多少
（2）在匀速提升中，钢丝绳上的拉力是多少
（3）若升降机在30s 内将货厢和货物匀速提升6 m，则钢丝
绳自由端拉力的功率是多少
24、（2011·山东日照）如图所示是一电动机通过动滑轮提升重
站名到站时间开车时间
海口10:15
,
博鳌
11:2111:22
三亚12:12
货箱
货物
电动机
物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变，电动机线圈电阻为1Ω，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中，电路中的电流为20A，动滑轮的机械效率为80%（g=10N／kg）。则：
（1）电动机所施加的拉力F做的功是多少
（2）电动机所施加的拉力F是多少
}
（3）电动机线圈电阻的发热功率是多少
（4）试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。
25、（2011·广东河源）如图所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。求：
（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；
（2）拉力F的大小；
（3）物体A运动10s 的过程中，拉力F所做的功。
，
26、（2011·山东滨州）电动汽车越来越受到
人们的青睐，电动版朗逸是大众汽车首款完全在
中国开发的车型。它已在北京车展上和世人见面。朗逸电动车由安装在车头部位的电动机驱动，电动发动机的最大功率为85kW，持续输出功率是50kW；该车具有出色的动力表现，从静止加速到100km/h用时11s，运动路程为165m。电池系统是由锂离子电池单元组组成，容量为·h，充满电连续行驶里程（60km/h等速状态下）为150km；电池可以通过家用220V电源直接充电，充满电所需时间为6h。请根据以上信息，求：
（1）电池在家用电源下的充电电流；
（2）电动汽车充满电连续行驶的时间；
（3）电动汽车从静止加速到100km/h的过程中的平均速度；
（4）在持续输出功率下，当电动汽车以100km/h的速度匀速行驶时，电动机
所提供的牵引力。
27、（2011·广西钦州）如图所示，小红在探究斜面的机械效率时，用力把
重为25N 的物体沿着高为10cm 的斜面，从底端匀速拉到顶端，拉力克服摩擦力
做了J的功. 求:
（1）拉力在该过程中所做的功；
（2）该斜面的机械效率：
:
28、（2011·内蒙古赤峰）如图，一卡车车厢底板距地面高，小明把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000N。
（1）把木箱由B处推动A处，用了30s时间，求木箱的运动速度。
（2）小明推木箱做了多少功
（3）这个过程中，斜面的机械效率是多少（结果保留一位小数）
29、（2011·广东深圳）下图是某城市的地铁设计方案，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。为了充分利用能量，上坡前就关闭发动机，利用惯性冲上缓坡。已知火车进站、停站、出站的时间分别为30s、60s、30s，火车的功率为4800kW(并保持不变)，火车车身长300m。求：
（1）火车在进站、停站、出站的过程中平均速度的大小；
（2）火车出站后以l08km/h速度水平匀速直线行驶时，其牵引力的大小；
#
（3）火车在水平匀速直线行驶时受到阻力的大小。
30、（2011·广东省）用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。在这个过程中，求：
（1）有用功是多少（2）拉力的功率是多少（3）滑轮组机械效率是多少
31、（2011·浙江衢州）2011年3月11日，日本发生级地震，地震引发海啸。受此影响，福岛第一核电站发生爆炸，多个反应堆机组起火。3月19日中国某企业向日本捐赠了一台62米臂长的泵车，该泵车主要参与核电站反应堆的注水降温工作。请完成下列问题：
（1）这台泵车从长沙启运，经过25小时、1200千米的长途运输送达上海，再海运到日本。求运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是多少千米／时
（2）这台泵车在1小时内将180吨水注入到核反应堆机组内，假设注水高度为50米，求该泵车需对这些水做功多少
32、（2011·福建福州）2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示。该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶
了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。问：在测试过
程中，
（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少
；
（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么
33、（2011·广西河池）河池飞机场位于河池市西北方向的见塘山，距离河池市中心37公里。2008年12月开工至今年4月，土石方工程已基本完工。在建设机场的过程中，挖掘机发挥了重要的作用。在工程施工中使用的某型号挖掘机如图甲所示，它的有关数据如右表所示。挖掘机在运送砂土过程中，装有×104N砂土的铲斗用4s以s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将砂土卸到汽车上。求：
（1）铲斗从A点移到B点经过的路程。
（2）挖掘机静止且不工作时（如图甲所示）对水平地面的压强。
（3）如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60kW，此过程挖掘机的机械效率。
"
参考答案：
1、解：（1）s/
m
5.0
s
20
m
10
=
=
=
t
h
v；（2）J
10
9
m
10
N5
?
=
?
?
=
=4
10
9
Gh
W
答：（1）飞机竖直下降20s内的平均速度为s；（2）飞机竖直下降20s内重力做的功为9×105J。
2、解：（1）因为匀速运动，所以起重机对货物的拉力F=mg=2×103kg×10N/kg=2×104 N，在整个过程中，起重器只在匀速提升货物的过程中对货物做了功，故W=Fs=2×104 N×10m=2×105 J。
（2）在货物上升的过程中，起重机对货物的拉力F=2×103kg×10N/kg=2×104 N，拉力移动的速度大小为v=s，故起重机对货物做功的功率P=Fv=2×104 N×s=2×103W。
^
或者先求出重物上升的时间t=s/v=10m/s=100s，已知在货物上升的过程中，起重机对货物做的功为W=2×105 J，可求出功率P=W/t=2×105 J/100s=2×103W。
3、（1）5 m/s （2）×105 J
4、解：（1）对水平路面的压强p====×104Pa．
（2）因为W有=W总×η①；W有=Gh②；斜面长度s=2h（倾角为30°）③；
由①～③得s =，∴F 引==W总×===2×104N．
（3）由P=F引V，所以爬坡时的速度v===s。
点评：本题考查压强、牵引力和速度的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道在水平面上压力等于物体自身的重力和斜面的应用原理．
5、
解：本题由于没规定绳子段数和动力方向，因此有两种不同的思路：
思路一：重物和动滑轮有两段绳子承担
（1）绕绳方法如上图甲图所示。
（2）①根据省力公式，F===50N；②W有=G物h=80N×1m=80J，W总=Fs=50N ×2×1m=100J ；③滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%。
思路二：重物和动滑轮有三段绳子承担
—
（1）绕绳方法如上图乙图所示。
（2）①根据省力公式，F===；②W有=G物h=80N×1m=80J，W总=FS=×3×1m=≈100J；③滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%．
点评：（1）绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。（2）由此题也可以得出，滑轮组的机械效率与被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等有关，与绳子的绕法和段数无关。
6、：本题考查简单机械中的有用功、功率、机械效率的计算。
7、解：（1）手的拉力所做的有用功就是克服钩码重力所做的功，即W有用=Gh=100N×=30J。
（2）手的拉力所做的总功W总=Fs=60N×=36J。
8、解：（1）汽车行驶的路程s=v t =20m/s×60s=1200m。
、
（2）牵引力做功W =Fs=2×104N×1200m = ×107J。
（3）对路面的压力F压=G=mg=4500 kg×10N/kg=×104N，压强为p= F压/S=×104N/ m2=3×105Pa。
9、解：（1）根据重力与质量的关系G=mg可求出，65吨货物的重力为G=mg=65×103千克×10牛顿／千克＝×105牛
（2）桥吊对货物所做的功等于克服货物重力所做的功，即W=Gh=×105牛×20米=×107焦，功率P＝W/t＝×107焦／200秒＝×l04瓦。
10、解：（1）提升机做的有用功W有用=Gh =2400N ×10m=24000J。
、
题图甲乙
（2）拉力做的总功W 总=Pt=2000W ×18s=36000J ，提升机的机械效率η==
×100%
≈%．
（3）拉力F 移动的距离S=2h=2×10m=20m ，拉力F=
=
=1800J ．
11、解：（1）已知吊车与索道的接触面积是，索道承受的压力等于单个吊车载满人后的总重力是6000N ，即F=G =6000N ，由压强的计算公式得：p =F/S =6000N/=3×105Pa 。
；
（2）t =10min=600s ，由功的计算公式得：W=Gh =6000N ×600m=×106J ；由功率的计算公式得：
P =W/t =×106J/600s=6000W 。
点评：本题综合性较强，考察压强、功、功率的计算，做题时要熟练掌握相关的计算公式，注意单位统一。
12、.解：此题考查滑轮组、机械效率、功率及其相关知识点。
（1）有用功W 有=G h =400N ×10m=4000J ，额外功W 额=G 动h =100N ×10m=1000J 。 （2）由于总功W 总= W 有+W 额=4000J+=1000J==5000J ，故机械效率η=
W W 有总=400080%5000J
J
=。 （3）提升四箱建材时的总功W ’总= W ’有+W ’额=4×4000J+100J=17000J ，
将重物匀速提升至10m 高处所需时间t=s v =100.4/m m s =25s ，则提升四箱建材的总功率P = W t
总'=170025J s =680W=， 故应选择
型号为“220V ”的电动机才能使配置更为合理。
13、解：（1）光观车静止在水平地面上，它对地面压力的大小等于车和车上人重力的大小，即 F = G 总=(m 车+m 人)g =(400 kg ＋200 kg) × l0N/kg =6000N ，
{
观光车对水平地面的压强：P =2m
05.0N 6000=S F =×105Pa 。
（2）观光车5min 行驶的路程：s =vt =5 m/s ×5 ×60s =1500m ，观光车克服阻力做的功： W =Fs =fs =200N ×1500m =3×l05J 。
（3）节能； 噪声小；无尾气 (答案合理均寸得分)
答：观光车对水平地面的压强为×105Pa ，克服阻力做的功为3×l05J 。
14、解：（1）有用功W 有＝Gh ＝4000×10J ＝4×104J （2）拉力F 的功：W 总＝Fs ＝F ×2h ＝2500×2×10J ＝5×104J ，拉力F 做功的功率
P ＝t
W ＝W 401054?＝×103W
~
（3）η＝W W 有
总×100%＝4
4
410510
??×100%＝80%
15、解：（1）该车车胎能承受的最大压力是F=pS =2×105Pa ×200×10-4m 2=4×103N ，该车的量大载重量G =4×103N-600N=×103N 。
（2）电能转化为机械能W =W 电η=3×106J ×80％=×106J ，当车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即F=f =40N ，所以车充—次电后，量多能跑的距离为s=W ／F =×106J ／40N=60000m=60km 。
16、解：（1）F 浮=ρ水gV 排=×103千克/米3×10牛/千克×22米3=×105牛。
（2）该水陆两用坦克停在水平地面上时，坦克对地面的压力等于坦克的重力，即 F=G=mg =×104千克×10牛/千克=×105牛，坦克对地面的压强是P=F/S =×105牛/4米2 =×104帕。
（3）坦克行驶的速度为v =54千米/小时=15米/秒，发动机正常工作时的功率为P =×105瓦，根据公式P=Fv 可得，坦克正常行驶时受到的牵引力为F=P/v =×105瓦/15米/秒=×104牛。
17、解：（1）所抽泥浆的质量m=ρV=×l03kg ／m 3×60m 3=×105kg 。
（2）泥浆泵对泥浆所做有用功W 有=Gh=mgh =×105kg ×10N ／kg ×l5m=1. 8 ×107J ，
·
泥浆泵对泥浆所做有用功的功率：
18、解：（1）将包装箱直接提升做的功为有用功，利用W
有用
=G h 计算；沿斜面推上去推力做
的功为总功，利用W 总=Fs 计算，再利用效率公式求斜面的机械效率
W 有用=Gh =3000N ×=×103J ，W 总=Fs =1200N ×4m=×103J ，
%75J
104.8J 106.3W W η3
3=??==
总
有用
（2）因为W 总=W
有用
+W
额外
，据此求出额外功，而利用斜面做的额外功就是克服摩擦做的功，
利用W 额=fs 求摩擦力大小。
∵W 总=W 有用+W 额外，∴W 额外=W 总﹣W 有用=×103J ﹣×103J=×103J ，∵W 额外=fs ， ∴摩擦力大小：N 300m 4J 102.13=?==
s
W F 额外
摩
答：（1）该斜面的机械效率是75%；（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力为300N 。
|
点评：本题考查了使用斜面时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，区分有用功和总
功、知道有用功、额外功、总功、机械效率的具体关系是本题的关键。
19、解：（1）根据s=vt 可得，物体运动的速度v=m/s s
m
2510==
t s 。 （2）推力F =100N ，小车在推力方向上的路程为s =10m ，所以推力做功W=Fs =100N ×10m=1000J 。 （3）推力的功率为P=W/t =1000J/5s=200W 。 20、解：（1）mg G =N 200kg /N 10kg 20=?= （2）t
s v =
s /m 2.0s 2m
4.0==。 （3）J 100m 4.0N 250=?=?=s F W 总，J 80m 4.0N 200=?=?=s G W 有， %80%100100
80
%100=?=?=总有W W η
!
21、解：（1）小明双脚站立时对地面的压力等于小明受到的重力，即F =G=mg =50 kg ×
10N/kg=500N ，地面的受力面积S =2×200cm 2=，双脚站立时对地面的压强：p =F/S=500N/=×104Pa 。
（2）爬楼梯至少做的功等于克服自身重力所做的功，即W=Gh=500N ×12m ＝6×103J 。 （3）爬楼梯的功率：P =W/t=6×103J/60s=100W 。
答：双脚站立时对地面的压强是×104Pa ，爬楼梯至少做功6×103J ，爬楼梯的功率是100W ． 22、解：（1）已知海口到三亚的距离大约为s =308km ，查表可知，动车从海口到三亚所需的时间大约为2h ，即t =2h ，所以，动车的平均速度v ＝s/t ＝308km/2h ＝154km/h 。
（2）动车组牵引力做的功：W ＝Pt ＝5000kW ×（6/60）h ＝500 kW ·h 或W ＝Pt ＝5×106W ×6×60s ＝×109J
（3）①噪声小 ②没有尾气排放，几乎没有废气污染
（4）因为动车行驶时会带动周围空气流动，由于流体流速快的地方压强小，旅客站在安全线内
可能会被气流卷入铁轨，造成危险。
~
23、解：（1）已知货物对货箱底部的压力F 1=G 1=6000N ，货厢底部的受力面积S =2m 2，可求得货
物对货厢底部的压强p =F 1/S =6000N ／2m 2=3000Pa 。
（2）在匀速提升中，货物和货厢的总重量为G =G 1+G 2=6000N+2000N=8000N ，根据升降机的结构可知，钢丝绳上的拉力 F 2=G ／4=8000N ／4=2000N 。
（3）钢丝绳自由端拉力在30s 内所做的功为W =F 2s =F 2×4h =2000N ×4×6m=48000J ，功率为 P =W /t =48000J ／30s=1600W 。
答：（1）货物对货厢底部的压强是3000Pa 。（2）钢丝绳上的拉力是2000N 。（3）钢丝绳自由端拉力的功率是1600W 。
24、解：（1）拉力做的有用功W 有用=Gh=mgh =540kg ×10N/kg ×16m=×104J ，拉力所做的功
W = W 有用/η=×104J /80%=×105J 。
（2）因为W =Fs ，所以拉力为F = W /s= W /2h =×105J/2×16m=3375N 。
;
（3）电动机线圈电阻的发热功率 P 热=I 2R =（20A ）2×1Ω=400W 。
（4）因能量守恒，电动机的拉力做功的功率为：P = P 总 - P 热=20A ×380V -400W =×103W ，又因为：P=W/t ，所以电动机提升货物所用的时间：t = W/P =×105J /×103W =15s 。
25、解：（1）因为物体A 做匀速直线运动，故物体A 与水平面间摩擦力f =T ，而弹簧测力计的示数为12N ，所以f =T =12N 。
（2）因为物体做匀速直线运动，在水平方向上受到平衡力作用故作用在动滑轮上的拉力 F =2T =2×12N=24N.
（3）物体A 运动10s ，通过的距离s = v t = s ×10s = 1m ，拉力F 移动的距离s ′=s / 2= 1m /2 =，拉
力F 所做的功W =F s ′=24N ×=12J 。
26、解：（1）电池容量即为电池所储存的电能：W =·h=× ×106J= × 107J ，由W=UIt 得：电
池在家用电源下的充电电流：A ）1.20A(或20s
36006V 220J
1054.97=???==Ut W I 。
（2）电动汽车充满电连续行驶的路程s=150km ，行驶速度v =60km/h ，由t
s
v =得，电动汽车充满电连续行驶的时间h 5.2km/h
60km
150==
=v s t 。 （3）电动汽车从静止加速到100km/h 时的路程s =165m ，所需时间t=11s ，由t
s
v =得，汽车的平均速度：m/s 15s
11m
165===
t s v 。 ）
（4）该电动汽车的持续输出功率P =50kW ，持续运动的速度为v =100km/h ，由Fv t
Fs
t W P ==
=得，此时电动机所提供的牵引力N 108.1)m/s
6.3100(W
105033
?=÷?==
v P F 。 27、解：沿斜面拉升物体时，拉力做的功为总功，克服物体重力所做的功为有用功，克服斜面摩擦力做的功为额外功。本题中，W 额=。
（1）该过程中，克服物体重力做的功即有用功为W 有=Gh =25N ×=，额外功W 额=，所以总功即拉力做的功为W 总=W 有+W 额=+=4J 。
（2）斜面的机械效率为η=W 有/W 总=4J=％。 28、解：（1）v =s /t =3m/30s=s （2）W =Fs =600N ×3m=1800J
（3）W 有=Gh =1000N ×=1500J ，η= W 有/W =1500J/1800J= ％。
29、解：（1）火车在进站、停站、出站的过程中，需要的总时间为t 总=30s+60s+30s=120s ，总的路程
~
s 总=900m+300m+900m+300m=2400m ，所以平均速度的大小为v =s 总/t 总=2400m/120s=20m/s 。 （2）火车出站后水平匀速运动的速度v =108km/h=30m/s ，火车的功率P =4800kW=×106W ，根
据P =
Fv t s F t W =?=可得，火车牵引力的大小为N 106.1m/s
30W 108.456?=?==v P F 。 （3）因为火车在水平方向上匀速直线行驶，所以火车在水平方向上受到平衡力的作用，即其受到的阻力大小等于牵引力的大小，即f=F =×105N 。
30、解：在这个过程中，克服物体重力所做的功为有用功，拉力所做的功为总功。 （1）W 有用=Gh=600N ×4m=2400J 。
（2）重物上升4m ，拉力移动距离为s=4h=16m ，拉力所做的功W=Fs=250N ×16m=4000J ，拉力
的功率为P=W/t =4000J/20s=200W 。
（3）拉力所做的功为总功，即W 总=W =4000J ，滑轮组机械效率是η=W 有用/W 总=2400J/4000J=60％。 31、解：（1）运送这台泵车从长沙到上海的路程为1200千米，时间为25小时，根据公式v=s
／t 可得，运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是v=s ／t =1200千米／25时＝48千米／时。
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（2）180吨水的重力为G=mg =180000千克×10牛／千克=×106牛，要想把这些水注入到50米
高的核反应堆机组内，该泵车需对这些水做功W=Fs=Gh =×106牛×50米=9×107焦。
32、解：(1) 超音速汽车匀速直线行驶，受到的是平衡力 ∴F=f =2×105N
(2)汽车牵引力所做的功W=Fs =2×105N ×2000m=4×108J ，功率P=Fv =2×105N ×400m/s=8×107N 。 或者由s 5s
/m 40m 2000====v s t t s v ，得，W 108s 5J 10478?=?==
t W P 。 (3)这样设计的好处是为了减小阻力。
33、解：（1）铲斗从A 点移到B 点的速度为 υ=s ，时间为t =4s ，所以经过的路程为 s = υt =s ×4s=。
（2）挖掘机静止且不工作时，对水平地面的压力F =G =mg =9000kg ×10N/kg=9×104N ，接触面积S =，对地面的压强p =F /S =9×104N/=2×104Pa 。
（3）挖掘机在运送砂土过程中，做的有用功W 有用=Gh 总=×104N ×8m=×105J ，送料过程中挖掘机做的总功W 总=P 送t 总=6×104W ×6s=×105J ，该过程的机械效率 η=W 有用/W 总 =×105J/×105J=40%。