初中物理探究用电器的电功率实验计算题

如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0.2m，在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为800J，求在此过程中：

（1）铁明竖直向上跳的平均速度是多大？
（2）铁明克服重力做功是多少？
（3）铁明做功的总功率是多大？
（4）铁明跳台阶的机械效率多大？

如图，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示.

（1）根据题中提供的信息，在下面的实验记录表格中完成相关的内容：

小车的重力G/N	沿斜面的拉力F/N	小车沿斜面上升的距离L/m	小车上升高度h/m
2		0.8

 
（2）根据以上的实验记录，完成下列计算：①拉力F在这过程中做的有用功；②拉力F在这过程中做的总功；③该次实验斜面的机械效率。

在研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验.如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示.

（1）    根据题中提供的信息，在下面的实验记录表格中完成相关的内容：

小车的重力G/N	沿斜面的拉力F/N	小车沿斜面上升的距离L/m	小车上升高度h/m
2		0.8

 
（2）根据以上的实验记录，完成下列计算：
①拉力F在这过程中做的有用功    ②拉力F在这过程中做总功  ③机械效率

近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电．当混合动力汽车在平直公路上以72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×10⁶J。试求：
（1）汽油完全燃烧所释放能量是多少焦耳？
（2）牵引力做功多少焦耳？牵引力的功率是多少？
（3）汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg）

一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为108km/h。
（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小
（2）求牵引力在10min内所做的功
（3）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P=Fv

在国庆阅兵式上，我国海军陆战方队驾驶着水陆两用坦克通过天安门城楼时引起了小明的浓厚兴趣。他查阅到某水陆两用坦克的部分数据资料：水陆两用坦克的总质量为22t，履带着地总面积为4m²，陆地最大行驶速度为55km/h，坦克以最大速度行驶时发动机的牵引力为3×10⁴N。若该坦克在陆地上以最大速度沿直线匀速行驶27.5km。求：

（1）坦克行驶这段路程所需的时间；
（2）坦克行驶这段路程牵引力所做的功；
（3）坦克在水平地面行驶时对地面的压强。

用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示，已知物重G＝600N，拉力F＝250N，求在重物升高0.5m的过程中，所做的有用功，额外功及机械效率为多大？若所提升重物重力为750N，此时的机械效率为多大？（不计绳重和摩擦力）．

在祖国建设的热潮中，推土机发挥了重要作用。现有一履带式推土机，其额定功率为120Kw，质量为1.5×10⁴Kg，求：
（1）若推土机的牵引力用F表示，速度用v表示，发动机的功率用P表示，请你推导出F、v与P之间的关系式P=Fv
（2）若推土机在120kW的额定功率下工作，在平直场地上以1.5m/s的速度匀速前进了15m，则推土机产生的牵引力F和推土机所做的功分别是多少？

如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0.2m，在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为800J，求在此过程中：

（1）铁明竖直向上跳的平均速度是多大？
（2）铁明克服重力做功是多少？
（3）铁明做功的总功率是多大？
（4）铁明跳台阶的机械效率多大？

如图所示，某人用机械效率为80％的滑轮组匀速提升重240N的物体，在2s内，绳的自由端移动了6m．求：（1） 体上升的高度和速度⑵人的拉力为多大？ ⑶人所做的额外功是多大？

如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6 N，弹簧测力竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。(摩擦不计)

(1)由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大?
(2)若钩码在3 s内上升0．3 m，则钩码上升的速度为多大?
(3)弹簧测力计拉力做功的功率为多大?
(4)该滑轮组的机械效率为多大?
(5)若在原来的钩码下再增挂两个钩码，该滑轮组的机械效率将如何变化?

用如图所示的滑轮组提升重为9×10⁴N的物体，已知滑轮组的机械效率是75％，拉力F做功的功率是2．5 kW．要把物体速提升2 m，求：

(1)拉力F的大小；
(2)需要多长时间．

武汉等地生产的混合动力汽车曾服务于北京奥运。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
（1）根据以上描述，混合动力汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时的主要能量转化过程为：燃料的化学能转化为蓄电池储存的      能和汽车行驶的      能。
（2）图表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数，试求该蓄电池组最多可储存多少电能。

电压/v	300
功率/w	30
容量/Ah	100
质量/kg	320

 
（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h ，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力 f和车速V的关系如右图所示。试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）。

清明节，爸爸开车带着李兵从市区出发沿高速到白云山扫墓，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×10³kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m²，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，热机效率为30％，汽油的热值为4．6×10⁷ J／kg(假设汽油完全燃烧，g取10N／kg)．求：
(1) 汽车静止时对路面的压强．
(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率．
（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返138km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？

如图所示，小名同学利用图中滑轮组将货物运送到楼上（每个滑轮等重，不计绳重和摩擦）。若每次运送货物都匀速拉动绳子，且提升同样的高度，货物重G从200N开始逐渐增加至1800N，直到绳子被拉断。图乙是以上实验操作过程中滑轮组的机械效率η随货物重力G增加而变化的图像。请根据提供的相关信息完成以下问题：

（1）每个滑轮的重是多少？
（2）绳子能承受的最大拉力是多少？
（3）若借用此滑轮组提升其他重物，在6s内将质量为60kg的重物提高1m，此时滑轮组的机械效率为80%，则：①提升重物所做有用功是多少？②提起重物所做的总功是多少？（g=10N/kg）