初中物理能量计算题

俯卧撑是一项常见的体育健身运动。如图所示是李华同学做俯卧撑时的示意图。已知李华体重600N，1min钟内做了30个，每做一次肩膀升高40cm，李华身体可视为杠杆，O点为支点，A′点为重心，OA＝1m，B点到O点的距离OB＝1.5m.求：

（1）地面对手的支持力F；
（2）若每个手掌的面积是0.02m²，求双手对地面的压强是10⁴Pa；
（3）1min钟内李华所做的功是4800J；
（4）李华做功的功率P。

太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力．若某太阳能汽车质量是500kg，在平直路面上行驶速度最大可达15m/s，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，一个轮胎接触地面的面积是50 cm²，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时，（g取10N/kg）
（1）太阳能汽车的重力是多少？驱动电机提供的牵引力是多少？
（2）太阳能汽车克服阻力做了多少功？驱动电机的输出功率是多少？
（3）该太阳能汽车对水平路面的压强为多大？

在南极考察中使用的“雪龙号”破冰船自重10250t，针对不同的破冰层有不同的破冰方法。其中一种破冰方法是：接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰面压碎。它的发动机额定功率为1.2×10⁴KW排水体积为900m³。
（1）当破冰船撞击厚的冰层时，相对于冰层，破冰船是_________的。船的_______能减小，转化为冰的______能
（2）空载时，破冰船所受的浮力是多少？
（3）若破冰船以额定功率在海面上以36Km/h的速度匀速前进了20Km，破冰船的阻力是多少？所做的功是多少？

太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力．若某太阳能汽车质量是500kg，在平直路面上行驶速度最大可达15m/s，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，轮胎接触地面的总面积是200 cm²，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时，（g取10N/kg）
（1）驱动电机提供的牵引力是多少？
（2）太阳能汽车克服阻力做了多少功？驱动电机的输出功率是多少？
（3）该太阳能汽车对水平路面的压强为多大？

建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（     ）

A．2.0×10^2N，

B． 2.0×10^3N

C． 2.0×10^4N

D．2.0×10^5N

（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴ m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1S
流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg,该地的空气密度是 1.2kg/m³，则飓风的风速是
      。
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的
水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。某一时刻开始，漂浮城市受到的水平
方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市运动速度v与时间t的
关系如图乙所示。则在50s—100s，漂浮城市做       运动。漂浮城市运动到第25s
时受到的阻力为         N。
（4）从50s到100s内牵引力做的功为多少？（写出计算过程）
（5）漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10^-2 m²，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：


（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1~2s内，拉力F做的功W。
（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。

小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20°C的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76°C。则
（1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
（2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）

混凝土泵车是一种用于混凝土连续浇筑施工的现代化建筑设备.如图所示．某施工工地使用的小型号泵车部分参数如下表所示，其中“泵送排量”是指一小时运送混凝土浆的体积．该泵车工作时利用活塞将密度为2.5×10³kg/m³的混凝土浆先压送到离活塞20m高处，活塞面积为2×10^-2m²，然后经一段水平管和一股竖直管送到距离地面16m高的楼板上，其示意图如图所示．混凝土浆是流体，其内部的压强与液体内部的压强遵循相同的规律，泵管的粗细、摩擦忽略不计．求：



（1）泵车连续工作1h所输送混凝土浆的质量；
（2）泵车连续工作1h对混凝土浆做功的功率；
（3）在输送混凝土浆过程中，若泵车因故突然停止，此时泵管内混凝土浆对活塞的压强。

小明家的小汽车如图甲所示，他查阅了说明书上的有关参数：

汽车总质量    600 kg	额定功率  90kW
每个轮胎与地面的接触面积  50cm^2	百公里耗油量  10L
汽油密度  O.75×10^3kg／m^3

请根据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，它对路面的压强多大?
（3）若小汽车以恒定的额定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示。则在0—5s时间内，小汽车发动机做了多少功？ 小汽车运动过程中受到的阻力多大？
（4）小明观察到汽车尾部安装有丙图所示的装置，爸爸告诉他这叫气流偏导器，当汽车快速行驶时，能提高汽车的抓地性能，保证行车安全。小明听后一头雾水，你能运用物理道理帮他解释清楚吗？   

小林同学家新买了一台电热水器，说明书的部分内容如表所示。小林按说明书要求给热水器装满水，通电50 min，观察到热水器上温度计示数由23℃上升到45℃，已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。求：

额定电压  220V 额定频率  50Hz 输入功率  1600W 水箱容积  50L 生产编号 ××

（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少?
（2）电热水器加热过程中消耗的电能是多少?
（3）比较（1）、（2）两问计算结果， 你认为违背能量守恒吗? 为什么?

阅读短文，回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

清洗机的铭牌
型号	CC5020	额定压强	5×10^6Pa
电源	220V/50Hz	额定流量	20L/min
额定功率	2.2KW	防护等级	IP25

（1）你认为该清洗机动力设备的主要原理与下图中的    相同。

（2）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？清洗机对水做的功是多少J？
（3）该清洗机正常工作时的效率是多少？

一辆汽车以25m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机产生的牵引力为1000N，效率为30％，一次行程为250km，汽油的热值为4．6×10⁷ J／kg。求：
（1）在这次行程中汽车发动机所做的功是多少J？
（2）汽车至少要加多少kg汽油？

电动自行车因为具有轻便、快捷和低碳环保等优点，所以受到许多人的喜爱．下表是小亮购买的某型号电动自行车的一些数据：

质量m/kg	30
行驶时轮胎与地面接触的总面积S/m2	8×10^-3
工作电压U/V	36
骑行时的平均阻力f / N	20

若小亮的质量是70kg，他骑车时在5min 内匀速行驶了1.8km，求：
（1）该电动自行车的运动速度；
（2）小亮在水平地面上骑车时，车对地面的压强（取g=10N/kg ）；
（3）该电动自行车在5min内克服阻力所做的功．

为创建全国“环保节能模范城市”，新建的小区将普遍安装太阳能路灯.如图甲所示是某型号太阳能路灯，图乙是它的结构示意图，图丙是该太阳能路灯的技术参数.

（1）太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关如图乙中的S.晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与    触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与    触点接触即可.
（2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能?
（3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m²）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图9所示.一辆正在运送一座“海宝”的汽车以30m／s的速度在平直公路上匀速行驶，行驶30min后到达目的地.已知汽车受到的阻力为2000N，“海宝”（材质均匀、实心）的质量为3.0×10³ kg，体积为2m³，与水平车厢的接触面积为1m²（g＝10N／kg）.求：

（1）海宝的密度；
（2）海宝对水平车厢的压强；
（3）汽车行驶30 min牵引力所做的功；
（4）汽车牵引力做功的功率.