初中物理探究用电器的电功率实验计算题

重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，如图所示。设计师为这款灯找到了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能。已知重物质量为20 千克，每次被举高2米，LED 灯的额定功率为1 瓦。（g 取10 牛／千克）

(1)重物每被举高一次，人至少对重物做多少焦的功？
(2)重物重力做的功有50％转化为电能，每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间？

为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中学专用校车，其质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm²。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2L，受到阻力是1.8×10³N。（柴油热值3.3×10⁷J/kg，柴油的密度为0.85×10³kg/m³，取g=10N/kg）

求：（1）这段路程内发动机做功的功率。
（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。
（3）校车对地面的压强。

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭。
（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是                     能源；发动机工作时，                     冲程将内能转化为机械能。
（2）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整。（·是接线柱）

（3）小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2.0L的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。
若四缸发动机排量为V_排L做功冲程燃气对活塞的平均压强为P₀ p_a，发动机转速为n r／min时，请你推导出发动机的输出功率P与其排量V_排的关系。推导过程中需要的物理量请提前设定，按需要写出必要的文字说明。

水平地面上有一个重为4 000 N的箱子，箱子的底面积为4 m²。现用起重机把箱子吊到3 m高的位置，所用时间为10 s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示。钢丝绳上的拉力为2 500 N。试求：

（1）起重机起吊前，箱子对地面的压强是多少?
（2）起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
（3）钢丝绳上拉力的功率是多少?

交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一。如图所示的“空中列车”作为新型交通工具，能充分利用空中资源，有效减缓地面交通的拥堵。

(1)“空中列车”悬挂在水平轨道上。有一列车的总质量为14000千克，则列车对轨道的压力为多少牛?若列车与轨道的总接触面积为0.1m²，则列车对轨道的压强为多少帕?(g取10牛／千克)
(2)“空中列车”以电为动力，匀速行驶时每公里耗电约为0.5千瓦时。假设70％的电能用于克服阻力做功，则列车受到的阻力约为多少牛?

校车安全备受社会关注，国家出台了《校车安全管理条例》。我市无棣县是教育部指定的全国校车运行试点单位之一，装备的专用校车的部分技术参数如表所示。（g=10N/kg）

（1）每位同学上车后都要养成系扎安全带的习惯，这是为了防止在汽车行驶过程中     （选填“突然加速”或“紧急刹车”）时由于惯性造成的伤害；
（2）每辆校车上都配备紧急逃生锤，遇到突发紧急情况时，学生可以用逃生锤打破玻璃安全逃生。为了更容易打破玻璃，应选择图中（    ）

（3）若每个轮胎与地面的接触面积为0.05m²，则该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大？
（4）初中学业考试期间，某学校学生乘坐该校车到考点参加考试，校车以60km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20min后安全到达考点。已知校车受到的阻力为5000N，求校车牵引力所做的功是多少？

在城乡建设中，推土机发挥着巨大作用。图为某型号履带式推土机，额定功率为2.0× 10⁵W。请回答并计算.

(1)推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时_______________________________ ;当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到____________________________的作用。
(2)当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120m，求推土机受到的阻力。
(3)若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50L，求此过程中推土机做的功。已知柴油的密度为0.8×10³ kg/m³，热值为4.0× 10⁷J/kg。

用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求：

⑴滑轮组的机械效率η
⑵货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。

物体在20牛的水平拉力作用下沿拉力的方向做匀速直线运动，5秒内前进了3米。求此过程中拉力做的功W和功率P。

下图是八浮子（编号为1-8）波浪发电机的俯视图。当浮子随着海面波浪向上浮动时，会通过传动装置带动发电机发电。已知每个浮子的重力为20N，体积为0.016m³，若它在水中上浮带动发电机发电时，露出水面的体积为0.004m³，则：

（1）每个浮子上浮带动发电机发电时，受到的浮力是多少牛？
（2）当海浪的波高为3m，起伏周期为6s时，假设浮子沿竖直方向运动，平均每秒每个浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为0.8m，传动装置和发电机的总效率为30%，求：
①每个浮子对与之相连的硬杆产生的竖直向上的推力是多少牛？
②波浪发电机的输出功率是多少瓦？

一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×10⁴ N．
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小；
(2)求货车以36km／h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；
(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物．

“中国山西，晋善晋美”。为了倡导绿色出行，省城太原投放了大量的公共自行车。小明在水平路面上骑行时，人与车总质量约为70kg，每个轮胎与地面接触面积约为100cm²。(g=10N／kg)

(1)此时自行车对地面的压强是多少?
(2)若小明以5m／s的速度匀速骑行5min，所受阻力是总重力的0.06倍，求出小明克服阻力做功的功率。
(3)在自行车的构造和使用上利用了很多物理知识，请写出其中一点。

随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，在0.4s内使质量为m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg。求：

（1）小明拉动拉力器的功率P；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。

“擦窗机器人”的质量为2，它的“腹部”有吸盘．当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上．（取）

（1）当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力     （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（2）吸盘与玻璃的接触面积为，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为，则吸盘对玻璃的压力是多大？
（3）擦窗机器人以0.1的速度匀速竖直向下运动8s，它所受重力做的功是多少？重力做功的功率是多大？

鄂州是一座具有悠久历史和灿烂文化的城市，三国时期吴王孙权在此建都，以武而昌，当时称此地为武昌。“千年往事人何在，遗迹犹存说仲谋。”目前国内最大的孙权雕像矗立在鄂州江滩孙权广场，如图所示，该雕像用花岗岩雕刻而成，总高11.8m，质量150t，底座与地面的接触面积是30m²。求：

（1）雕像对地面的压强是多少？
（2）在搬运过程中，起重机在30s内将该雕像匀速竖直提高了2m，则起重机的拉力对雕像所做的功和功率分别是多少？