初中物理探究用电器的电功率实验计算题

小海同学在学习了液压技术后，饶有兴趣地对汽车升降台进行了观察，他发现升降台下方的关键部件是液压杆，如图所示。他查阅图相关资料后，了解到液压杆内部液体工作压强一般在10 MPa以上，1 MPa =10⁶Pa。小海编制了下面的计算题，请大家一起来完成。扬州大学附属中学东部分校姜雪峰编制

（1）当50 MPa的压强作用于面积为40 cm²的活塞上时，求压力大小。
（2）汽车总质量是1800 kg，升降台匀速地将其竖直向上抬升6m，求升降台对汽车所做的功。（g="10" N/kg）

汽车发动机效率η是指发动机牵引汽车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值，一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200km，所用时间是2h，消耗汽油14L（汽油完全燃烧），若此汽车汽油发动机的效率η是25%，汽油密度ρ_汽油=0.8×10³kg/m³，汽油热值q_汽油=4.5×10⁷J/kg。

（1）求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小。
（2）汽车驶出高速公路后，进入某国道，如图为此国道某直线路段的一处测速仪，测速仪内有能发射和接受超声波的传感器。在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L＝64m时，测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4s。已知此路段限速为80km/h，超声波的速度为340m/s。试计算并说明汽车在此路段是否超速？

电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的v一t图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。(g="10" N／kg)

(1)电梯匀速上升的高度是多少？
(2)电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
(3)电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
(4)简述对重的作用。（至少两条）

在一次沉船打捞过程中，将一只重为7 900 N的铁块从100 m深处匀速缓慢地拉到10 m深处，不考虑水的阻力。（，g＝10 N／kg）求：
（1）在100 m深处时，水对铁块产生的压强；
（2）铁块的体积和它在水中受到的浮力；
（3）绳的拉力对铁块所做的功。

.“引体向上”是同学们体育中考的选考项目。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始；上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，回到悬垂状态。小强每做一个规范动作上提时用时2s，下放时用时0.5s。已知小强的质量是60kg，每次引体上升的高度如图所示,g＝10N/kg。则：

（1）若人的平均密度等于水的密度，小强的体积是多大？
（2）若小强站立时双脚与地面间的接触面积为0.04m²，则他站立时对地面的压强是多大？
（3）小强上提时克服重力做功的平均功率是多少？

混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×l0⁸J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%。求：

(1)汽车牵引力做的功；
(2)若所用燃料的热值为4. 5×l0⁷J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少；
(3)内燃机的效率。

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？

有一根绳子，通过如图19甲所示的滑轮组，能够提起的最重的物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。求：

（1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重G_A为多少？
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地的接触面积为2×10^-2m²，则人对地面压强为多少？绳子能承受的最大拉力为多少？
（3）若利用这根绳子和这些滑轮，组成图19乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢提起（不计水的阻力）一个边长为3×10^-1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×10³Pa时绳子断裂。则正方体B的密度为多少？

(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?

如图所示，一轻绳绕过定滑轮，一端与粗糙水平面上的滑块相连，另一端悬挂一个砂桶。调整桶内砂的质量，当砂桶和砂的总质量m=0.2kg时，砂桶和滑块都做匀速直线运动，速度大小v=0.5m/s，不计滑轮的摩擦，求砂桶和滑块匀速运动时：

（1）滑块受到的摩擦力的大小；
（2）砂桶和砂所受的重力在2s内做的功。

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	……

 

我国目前研发了一种太阳能汽车，深受人们青睐，该汽车的质量为1200kg，车轮与水平地面的接触总面积为300cm²，在一次实验中，该汽车在水平公路上以20m/s的速度匀速行驶了30min，行驶时汽车受到的阻力为汽车所受重力的0.1倍（车内人员质量不计，g取10N/kg）．求：
（1）汽车对水平地面的压强是多少？
（2）实验中汽车牵引力所做的功是多少？
（3）实验中汽车牵引力做功的功率是多少？
（4）请说出太阳能汽车的主要优点（只要求说出2点）．

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？

有一个电动机接在电压为6V不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为3A，松手后电动机稳定转动，电流为0.3A。求：
（1）电动机转动时，每分钟线圈产生的热量；
（2）电动机转动时的机械功率。

苏州金龙汽车有限公司是一家大型客车生产基地．该公司某型号客车在车型测试时，其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1.2kg(假设燃油完全燃烧)．若燃油的热值q＝4×10⁷J/kg，求：
(1)客车在这段公路上匀速行驶时克服阻力所做的功．
(2)已知热机效率η＝（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），则该车的热机效率是多少？