初中物理功的计算试题

如图所示，物体 $A$重 $50N$，物体 $B$重 $30N$，每个滑轮重 $3N$，物体 $A$在物体 $B$的作用下沿粗糙水平面向右做匀速直线运动。如果在物体 $A$上施加一个水平向左的力 $F$拉动 $A$，使物体 $B$匀速上升 $0.2m$（不计滑轮组中的摩擦及绳重），下列选项正确的是 $($　　 $)$

A．物体 $A$向右匀速直线运动时，绳子对它的拉力为 $11N$

B．物体 $B$匀速上升 $0.2m$，滑轮组做的有用功为 $6J$

C．力 $F$做的功为 $13.2J$

D．滑轮组的机械效率为 $83\%$

放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在 $0~6s$内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．在 $0~2s$内，该物体做匀速运动

B．物体在 $2~6s$内受到的拉力为 $6N$

C．物体受到的滑动摩擦力大小为 $2.5N$

D．在 $2~6s$内，拉力对物体做功为 $90J$

自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为 $2m$的虚线圆（圆心处为 $O)$内时，宽度均为 $2m$的两扇感应门立即向两边匀速开启，开启速度为 $0.1m/s$，感应门在物体离开虚线圆后关闭，在水平地面上，人用 $100N$的水平推力 $F$推动宽 $D=40\mathit{cm}$的货物，使货物的中央沿虚线 $s$垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小为　　 $N$，从门开始开启到货物被推至门处的过程中，推力 $F$做的功为　　 $J$；为能安全通过该感应门，货物运动的速度应不超过　　 $m/s$。

如图所示，用 $100N$的拉力 $F$匀速提升重为 $240N$的物体，在 $10s$内物体上升 $1m$，则有用功是　　 $J$，拉力的功率是　　 $W$，机械效率是　　。

工人用杠杆将重为 $180N$的物体匀速提升 $0.5m$，做了 $100J$的功。求：

（1）提升物体做的有用功；

（2）杠杆的机械效率。

在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具。图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图。使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕 $O$点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起。丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形的实物图。

（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的。在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？　　。

$A$．滑轮 $B$．滑轮组   $C$．杠杆   $D$．斜面

（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为 $10000N$，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。

①若底部支撑台与地面接触面积为 $0.04m^2$，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大？

②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离。若人摇动扳手使顶升在 $1\mathit{min}$内升高 $12\mathit{cm}$，用千斤顶顶起车身时的机械效率为 $80\%$，则人做功的功率是多大？

如图，使用杠杆提升重物，拉力 $F$竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如表：

物重 $G/N$	拉力 $F/N$	时间 $t/s$	$A$端上升的竖 直距离 $h/m$	$B$端下降的竖 直距离 $s/m$
200	500	0.5	0.4	0.2

求：

（1）拉力所做的功。

（2）拉力做功的功率。

（3）此过程中，该杠杆的机械效率。

如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上大小为 $250N$的拉力 $F$作用下，重为 $400N$的货物在 $20s$的时间内匀速上升 $5m$求：

（1）有用功 $W_{有}$；

（2）拉力 $F$的功率 $P$；

（3）此过程中动滑轮的机械效率 $\eta$。

如图所示，用滑轮组将重为 $12N$的物体匀速提升 $0.2m$，作用在绳端的拉力 $F$为 $5N$，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是 $($　　 $)$

A．拉力的功率B．动滑轮的重力

C．滑轮组的额外功D．滑轮组的机械效率

建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重 $4.2\times {10}^{3}N$的物体时，物体 $5s$内上升了 $6m$，此过程中有用功为　　 $J$，钢丝绳移动的速度为　　 $m/s$；若滑轮组的机械效率为 $70\%$，则额外功为　　 $J$，拉力 $F$为　　 $N$，其功率为　　 $W$。

小明同学用 $20N$的水平推力，将重为 $280N$的购物车沿水平地面向前推动了 $10m$，在此过程中，推力对购物车做功　　 $J$，购物车的重力做功　　 $J$；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量　　（选填“增加”、“减少”或“保持不变” $)$。

如图所示，工人将 $80N$的重物提升了 $3m$，所用的时间为 $20s$，拉力为 $50N$．则工人做的有用功为　　 $J$．拉力的功率是　　 $W$，动滑轮的机械效率是　　。

2019年4月15日起，新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求：最大速度 $⩽25\mathit{km}/h$，电动机输出功率 $⩽400W$，质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路从 $A$出发骑行至 $D$结束，如图所示。测试情况如表格所示。

	$\mathit{AB}$	$\mathit{BC}$	$\mathit{CD}$
路程 $/\mathit{km}$	0.6	4.8	0.6
用时 $/h$	0.05	0.2	0.05
速度特点	逐步加速	以最大速度匀速行驶	逐步减速
阻力特点	越来越大	恒为 $60N$	越来越小

（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西，她是以　　（选填“自己”或“地面” $)$为参照物，此时她是向　　（选填“东”或“西” $)$骑行。

（2） $\mathit{BC}$段，电动自行车的速度为　　 $\mathit{km}/h$，　　（选填“符合”或“不符合” $)$新《规范）关于最大速度的要求。

（3） $\mathit{BC}$段，电动自行车的动力做功　　 $J$．电动机的输出功率为　　 $W$，　　（选填“符合”或“不符合” $)$新《规范》关于电动机输出功率的要求。

（4）从 $A$到 $D$全程，电动自行车的平均速度为　　 $\mathit{km}/h$。

如图所示，斜面高 $2m$、长 $4m$，小明用平行于斜面的拉力 $F$，将重 $400N$的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力 $F=250N$，对此过程，下列结果中正确的是 $($　　 $)$

A．有用功为 $1000J$B．总功为 $1600J$

C．额外功为 $200J$D．机械效率为 $60\%$

某汽车在平直路面上以 $75\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $1h$的过程中，消耗了 $5\mathit{kg}$汽油，汽油燃烧释放能量的 $40\%$随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取 $q=5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，设汽油在气缸内完全燃烧。

（1）图示时刻，四冲程汽油机处于　　冲程；若该汽油机每分钟完成7200个冲程，则它每秒钟完成　　个工作循环

（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的 $30\%$用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力 $f$；

（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到 $15\%$，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？这些电能可供车内总功率为 $1000W$的用电器持续工作多长时间？