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）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0.1m/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？

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0.15m2。（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?

（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0.02m2，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0.4m/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220V 0.8kW”、“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0.05m2，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=1.0×103千克/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2.0 ×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1.2m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）在匀速提升中，若货物与货厢底部的接触面积是2 m 2，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?

站名 到站时间

开车时间 海口 10:15 博鳌 11:21 11:22

三亚

12:12

货箱

货物

电动机

24、（2011·山东日照）如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。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0.1m/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26.5kW·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l.5 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1.5m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9.0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1.8×104N 砂土的铲斗用4s 以2.4m/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 5.0s

20m 10===

t h v ；（2）J 109m 10N 5?=??==4109Gh W 答：（1）飞机竖直下降20s 内的平均速度为0.5m/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=0.1m/s ，故起重机对货物做功的功率P=Fv =2×104 N×0.1m/s=2×103W 。

或者先求出重物上升的时间t=s/v =10m/0.1m/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）2.4×105 J

4、解：（1）对水平路面的压强p ====6.4×104Pa．

（2）因为W有=W总×η ①；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 ===4.8m/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

题图甲乙

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 ===33.3N；②W有=G物h=80N×1m=80J，W总=FS=33.3N×3×1m=99.9J≈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。