初中物理功率计算公式的应用试题

如图所示，在F＝200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，则地面对物体的摩擦力为 　    　N，滑轮组的机械效率为 　    　。（忽略绳子和滑轮的重力）

一辆大鼻子校车在水平路面上行驶，车和人总质量为 $8000\mathit{kg}$，轮胎与地面的总接触面积为 $0.32m^2$。

（1）求校车对路面的压强。

（2）校车以 $36\mathit{km}/h$的速度匀速行驶时，柴油发动机的输出功率为 $50\mathit{kW}$．求此过程中校车受到的阻力。

（3）如果校车行驶过程中，司机控制油门，使发动机的输出功率为 $25\mathit{kW}$，并保持此功率不变继续行驶 $10\mathit{min}$。这段时间内柴油燃烧释放能量的 $30\%$转化为有用机械能，在数值上等于发动机牵引力做的功。求这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量。

质量为 $m$的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有　　（写出一点即可），动滑轮的重力为　　：该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为　　。（后两空均用已知量符号表示）

2017年1月23日，临沂城区 $\mathit{BRT}$快速公交一号线正式投入运营，该线路共设14对站点（其中北京路站到天津路站面水平，间距为 $0.8\mathit{km})$，配备的专用公交车部分参数如下表。某次运营中，满载的 $\mathit{BRT}$专用公交车以额定功率匀速行驶，从北京路站到天津路站用时 $1\mathit{min}20s$，此过程中车轮受到的滚动阻力为车辆所受总阻力的 $20\%(g$取 $10N/\mathit{kg})$

满载总质量	$28000\mathit{kg}$	发动机额定功率	$280\mathit{kW}$
轮胎总数	10个	单轮触地面积	$500c{m}^2$

（1）公交车从北京路站到天津路站的平均速度；

（2）满载的公交车对水平路面的压强；

（3）车轮的滚动阻力系数 $f$（滚动阻力与车重的比值）

如图是工人利用滑轮组提升重为 $810N$物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为 $0.1m/s$，工人拉力 $F$的功率为 $90W$，物体上升 $10s$拉力 $F$克服滑轮组的摩擦做的功是 $60J$，不计绳重。求：

（1）工人拉绳子的速度；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）滑轮组中的动滑轮的重力。

随着人们生活水平的提高，小汽车已经逐步进入家庭。某品牌小汽车质量是 $1600\mathit{kg}$，车上载有人和物品质量共为 $200\mathit{kg}$，车轮与地面的总接触面积为 $2.0\times {10}^{-2}{m}^2$．若小汽车以输出功率 $60\mathit{kW}$在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度 $v_1=72\mathit{km}/h$；当汽车将要进入市区时，司机减小了油门，使汽车的输出功率立即减小为 $24\mathit{kW}$并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图所示，设运动过程中汽车所受阻力不变， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）该汽车静止时对水平路面的压强。

（2）汽车运动过程中受到的阻力；

（3） $t_2$时间后汽车运动的速度 $v_2$的大小。

汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为 $2L$（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量），发动机工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度 $\rho =1.44\mathit{kg}/m^3$，汽油和空气的质量比为 $1:15$，汽油的热值 $q=4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。如果发动机曲轴在 $1\mathit{min}$转动 $3\times {10}^3$转，发动机的效率为 $40\%$，那么，在这种情况下：

（1）汽车在 $1\mathit{min}$做的有用功是多少？

（2）汽车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为 $f=3\times {10}^{3}N$，汽车行驶的速度是多少？

2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源， $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$； $q_{氢}=1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg})$求：

（1）质量为 $0.3\mathit{kg}$的氢燃料完全燃烧放出的热量；

（2）若这些热量全部被质量为 $200\mathit{kg}$，温度为 ${15}^{°}\text{C}$的水吸收，则水升高的温度；

（3）某氢能源公交车以 $140\mathit{kW}$的恒定功率做匀速行驶，如果 $0.3\mathit{kg}$的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。

为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的 $\mathit{VR}$技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把重 $1200N$的木箱 $A$搬到高 $ℎ=2m$，长 $L=10m$的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时 $50s$将木箱 $A$匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力 $F$的功率为 $80W$．求：

（1）拉力 $F$的大小；

（2）该斜面的机械效率是多少；

（3）木箱 $A$在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。

小强用如图所示装置在 $10s$内将重为 $450N$的货物匀速提升 $2m$，此过程中拉力 $F$的功率为 $120W$。

求：

（1）提升装置所做的有用功；

（2）拉力 $F$做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

中国标准动车组“复兴号” $\mathit{CR}400$系列的成功研制，对我国掌握核心技术，加快高铁“走出去”具有重要战略意义。

（1）“复兴号”动车组进行了多项技术创新和改进。例如运行过程中，　　次能源 $--$电能的消耗降低了 $10\%$左右。车内噪声有一定程度的降低，正常运行时约为　　（填“6”或“60” $)\mathit{dB}$；刹车过程优先采用再生制动，也就是将电动机转变为　　机，从而将动车的动能转化为电能。

（2）“复兴号”动车组座位上装有两孔和三孔插座。三孔插座　　（填“能”或“不能” $)$防止电器漏电。同一排座位上正在充电的两部手机之间是　　（填“串”或“并” $)$联的，使用快速充电器给手机充电时，其充电　　 $($ “功率”或“电压” $)$一定比使用普通充电器时大。

（3）京沪高铁线路全长 $1463\mathit{km}$。一列从北京到上海的“复兴号”动车组载客1193人，当动车组以 $300\mathit{km}/h$的速度行驶时，平均每人一百公里消耗电能3.4度；当动车组以 $350\mathit{km}/h$的速度行驶时，平均每人一百公里消耗电能3.8度。该动车组全程消耗的电能约为　　（填“6“、“60”或“600” $)$万度。动车组以 $350\mathit{km}/h$的速度行驶时的电功率约为以 $300\mathit{km}/h$的速度行驶时的电功率的　　（填“1.1”、“1.2”或“1.3” $)$倍。

如图是某同学制作的简易温控装置，变阻器 $R$的最大电阻为 $200\Omega$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度 $t$的关系如下表所示。当电磁继电器（电阻不计）的电流超过 $18\mathit{mA}$时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。加热器的功率是 $1000W$，所用电源为家用交流电。

$t{/}^{°}\text{C}$	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
$R_t/\Omega$	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）电磁继电器是利用　　（选填“电生磁”或“磁生电” $)$来工作的。 $R_t$的阻值随着温度的降低逐渐　　。

（2）闭合开关 $S$后发现电路有断路的地方。该同学将一个电压表接到 $\mathit{ab}$两点时指针不偏转，接到 $\mathit{ac}$两点时指针偏转，断路处在　　之间（选填“ $\mathit{ab}$ “或“ $\mathit{bc}$ “ $)$。

（3）为使该装置能对 ${30}^{°}\text{C}~{70}^{°}\text{C}$之间任意温度进行控制，电源 $E$用　　节干电池。若在 ${50}^{°}\text{C}$时衔铁被吸合，应将滑动变阻器 $R$的阻值调到　　 $\Omega$．将调节好的装置 $({50}^{°}\text{C}$衔铁被吸合）放在容积为 $100m^3$的密闭保温容器中，已知空气的比热容为 $1000J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，密度为 $1.3\mathit{kg}/m^3$，则容器中的空气从 ${30}^{°}\text{C}$加热到空气达到的最高温度至少需要　　 $s$。

一个重为 $20N$的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以 $50\mathit{cm}/s$的速度匀速运动，若物体运动了 $5m$，拉力的功率为 $3W$，则拉力做功　　 $J$，重力做功　　 $J$。

根据表格中数据，下列说法正确的是 $($　　 $)$

表一

物质	密度 $/(\mathit{kg}·m^3)$	长 $1m$，横截面积 $1m{m}^2$的导线在 ${20}^{°}\text{C}$时的电阻值 $/\Omega$
铜	$8.9\times {10}^3$	0.017
铁	$7.9\times {10}^3$	0.096
铝	$2.7\times {10}^3$	0.027

表二

车型	在平直高速公路上安全行驶的最高速度 $/(\mathit{km}·h^1)$
夏利	100
捷达	120
桑塔纳	120

A．将体积相同的铁块和铜块分别放在已调好的天平左、右托盘中，指针偏向分度盘右侧             

B．匀速提升体积相同的铁块和铝块，拉力所做的功 $W$与提升高度 $h$的关系图象如图，则图线 $a$表示的是铁块             

C．横截面积相同的铜线和铝线，在电阻相等时铝线较长

D．在平直高速公路上，夏利和捷达轿车按照表二中的速度匀速行驶相同的时间，若牵引力的功率之比为 $2:3$，则牵引力之比为 $4:5$

汽车是我们生活中常见的交通工具，了解汽车的有关知识对我们十分必要。

（1）家用小汽车的挡风玻璃是倾斜的，主要是为了防止车内物体经过玻璃成的　　（选填“虚”或“实” $)$像对司机的干扰。深秋季节，车窗玻璃内侧有时会变模糊，是因为车内的水蒸气会　　成雾附着在玻璃上，这个过程水蒸气　　热量。

（2）道交法规定汽车过隧道不能超车，是因为超车过程中两车之间的空气流速增大，压强变　　，容易发生事故。汽车在加速过程中　　（选填“安全带”或“座椅靠背” $)$对司机起到保护作用。

（3）汽车以最大功率在山路爬坡时，可以通过　　（选填“增大”或“减小” $)$汽车的速度来增大牵引力。在山路的急转弯处安装　　镜可以扩大司机的视野。某些路段采用测量汽车通过这段路程的时间来判断车辆是否超速，这种方法叫区间测速。区间测速　　（选填“能”或“不能” $)$判断车辆通过测速区间内的任意路段是否超速。

（4）由于汽油密度的变化需要对油价调整。夏季汽油的密度为 $0.7g/c{m}^3$，价格是6.65元 $/$升，冬季汽油的密度为 $0.74g/c{m}^3$，油价应调整为　　元 $/$升。

（5）某汽车的热机效率为 ${\eta }_1$，若汽油完全燃烧释放的内能转化成机械能的效率为 ${\eta }_2$，则这些机械能转化成有用机械能的效率为　　。