初中物理探究用电器的电功率实验计算题

如图所示，杠杆MN可绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环．（g=10N/kg）求：

⑴ 若不计杠杆和吊环的重以及转轴间的摩擦，为使杠杆在水平位置平衡，父亲要用多大的力拉吊环D？
⑵ 若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N，在4s内将儿子匀速拉高0.5m，父亲要做多少功？做功的功率多大？
⑶ 父亲提升儿子的过程中，该器材的机械效率为多少？

如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重，汽车重G_车=3×10⁴N，汽车匀速拉绳子时的拉力，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：

（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？

一辆总重为G（N）的小轿车，沿ABCD路线从A处到达D处，CD段与AB段高度差为h（m），如下图甲所示。在整个过程中，汽车以恒定速度V（m/s）运动，在t=0时经过A处，t₁时经过B处，t₂时经过C处，汽车牵引力的功率P随时间变化的关系可简化为下图乙所示（G、h、V、P₁、P₂、t₁和t₂均为已知量）。试回答以下问题：

（1）汽车在AB和BC段运动时，比较牵引力的大小：F_AB     F_BC（选填：＞、＜或=）；
（2）汽车沿斜坡BC段运动时，求牵引力所做的功=     （请用已知量表示）。

(12分)我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物。
如图所示，用一个底面积S=0.05m²、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水度开始运动到重物的上表面面刚露出水面，绳对重物的拉力 F₁="140" N, 用时t₁=40s,第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t₂=4s，第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升, 已知动滑轮所受重力G₀="60" N, ρ_水=1.0×10³kg/m³, g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求：

①在第一阶段运动中，水对重物的浮力F_浮为多大?
②在第一阶段运动中，绳对重物做功W₁为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η₁和第三阶段运动中的机械效率η₃分別为多大?

“十一”假期，小明一家驱车外出旅游，如图。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％。已知汽车整车质量为1375kg，油箱加了25L汽油。（汽油热值q=3.3×10⁷J/L）

（1）油箱里的汽油完全燃烧释放的热量为多少？
（2）用完油箱中的汽油，汽车最多能做多少有用功？
（3）该车最多可以匀速直线行驶多远的路程？

图甲为加油站加油系统示意图，油罐容积为30m³，为了降低油品损耗，保证油罐运行安全，在油罐顶部安装有调节油罐内外压力平衡的呼吸阀。其中吸气阀（图乙）管口面积为2×10 ³m²，重力不计的吸气阀盖在0.6N的恒力作用下堵住吸气管口。加油时，加油机内油泵自动启动，加油枪流量控制为Q=5×10 ⁴m³/s。(ρ油取0.8×10³kg/m³外界大气压取10⁵Pa，g=10N/kg)
（1）某次加油时，加油枪口高出油罐油面3m，所加油的体积为2.5×10 ²m³，则加油系统克服油的重力做了多少功？（不考虑油面的变化）
（2）若加油枪口横截面积为4×10 ⁴m²，则加油时油在油枪口处流速是多少米/秒？
（3）若油罐中油的体积为10.04m³.，罐内气体压强与其体积关系如下表所示（吸气阀未打开前气体质量、温度保持不变），则在加油多长时间后，吸气阀会立即打开？

油罐内气体体积（m^3）	……	19.96	19.98	20	20.02	20.04	……
油罐内气体压强（Pa）	……	99900	99800	99700	99600	99500	……

 

小超用如图17所求的滑轮组把重为120N的重物以0.3m/s的速度匀速提起。已知小超的体重为600N,拉力为75N，拉力在竖直方向。双脚与水平面的接触面积为350cm^2.重物被提起3米，求：

（1）在这个过程中，小超的拉力所做的功为多少J？拉力做功的功率为多少W？
（2）小超对水平面的压强为多少pa？

湖北省第十四届运动会将于2014年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中．某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：

（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力F做功的功率是多少？

某汽车质量为5×10³kg，在一段平直公路上用0.5h匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍。（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×10³kg/m³，燃油热值q为4.5×10⁷J/kg，g取10N/kg）
求：（1）该汽车的行驶速度；
（2）该汽车牵引力所做的功；
（3）已知这一过程消耗燃油3×10^﹣2m³，求该汽车的效率。

如图是小王同学在参加学校运动会200m比赛时的情景．他跑步时对地面的压力为500N，鞋子与地面的接触面积为80cm²，跑完全程用时32s．求：

（1）他跑完全程的平均速度；
（2）他跑步时对地面的压强：
（3）若一只鞋子的质量为150g，跑步过程中鞋子离地面的高度均为20cm，脚落地一次重力对鞋子做的功．

图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R₁和R₂为电阻不变的电热丝，S₁是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：

（1）0～30min，电饭煲产生的总热量；

（2）S和S₁均闭合，电路中的总电流；

（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S₁第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S₁第一次自动断开需要多长时间。

电动自行车可以电动骑车，亦可以脚踏骑行．电动骑车时，蓄电池对车上电动供电，电动机提供动力，张老师利用周末骑着一辆电动自行车，沿着威海公园的水平道路匀速行驶，在30min内，电动车行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A．
（1）张老师骑车的速度是多快？
（2）电动机的功率多大？
（3）该电动车在这30min内消耗的电能是多少？
（4）若车行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？电能转化为克服阻力做功的效率多大？

油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车启动时内燃机并不工作，而是由动力蓄电池组通过驱动电机向车轮输送能量；当车以高速匀速行驶或动力蓄电池组储存电能过低时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。若车辆需要全力加速时，内燃机和动力蓄电池组同时向车轮输送能量。己知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×10⁸J。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2. 5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；从汽车的使用说明书知知道，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则：

(1)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？
(2)该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量？
(3)该汽车内燃机的效率是多大？(燃油的热值为4.6×10⁷J/kg)

武汉神龙汽车有限公司是一家大型的专用汽车生产基地。

（1）该厂某型号专用车车上的一段电路如图所示，小明为了了解这段电路的特点，用三只电压表进行探究，得到下面一组数据：电压表V₁、V₂、V₃的示数分别为12V、9V、7V，请你根据你所学的电学知识计算出三个电阻两端的电压分别是多少？
（2）在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10－3m³（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
①专用车牵引力所做的功。
②已知热机效率η＝W/Q（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

2013年12月2日，玉兔号月面巡视探测器（月球车）成功发射，并成功实现软着陆，如图所示玉兔号有独立驱动的六轮摇臂式行走系统（每个轮子与地面接触面积为100cm²），月球车高1.5m，质量为144kg，速度可达0.2km/h。

求：
（1）玉兔号在月球表面行驶4km所用时间为多少？
（2）在地球上重6N的物体在月球上重1N，月球车对月球表面的压力和压强各为多少？
（3）假如月球车在行进过程中受到的阻力是压力的0.2倍，月球车匀速直线前进20m，牵引力做的功是多少？