初中物理探究用电器的电功率实验计算题

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．

工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求：

（1）物体由井底升至井口工人所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）物体上升过程中工人做功的功率。

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）

学校进行物理实验室仪器升级工程，买了30套总质量为300 kg的实验器材，每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7 m高的物理实验室。
（1）实验员至少需要做多少功？（不考虑他克服自身重力所做的功，取g =10N/kg）

（2）如图所示，假设实验员身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的实验器材箱数N应为多少？
（3）不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间，求实验员搬运这批实验器材需要的最短时间是多少秒？ 

用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。在这个过程中，求：

（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少?
（3）滑轮组机械效率是多少?

五一节，小明一家去公园游玩，看到如图所示的新型太阳能电动观光车，该车的整车质量为400kg。 (g 取l0N/kg)

（1）若车上人的总质量是200kg，车轮与地面的接触总面积为0.05m²，则观光车静止时对水平地面的压强是多大?
（2）观光车以5m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，受到的平均阻力是200N，则5min内观光车克服阻力做的功是多少?

小明家轿车油箱内装有10kg汽油，劳动节爸爸带小明驾车到离家路程为100km远的外婆家，轿车沿高速公路行驶1小时到达目的地。假设轿车是匀速行驶且受到的阻力为920N。已知汽油完全燃烧产生的内能有25%转化为机械能，汽油的热值为4.6×l0⁷J/kg。求：
(1)轿车行驶的速度；
(2)轿车到外婆家牵引力所做的功；
(3)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。

如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上

升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重和摩擦）．
(l)对重物做的有用功是多少？     (2)动滑轮重为多少？
(3)人拉绳子做功的功率是多少？   (4)滑轮组的机械效率是多少？

如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内：

（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多大？

如图所示的电动升降台，机械自身的重力约200kg，电动机的工作电压为380V．运用这种电动升降台60s把300kg的物体匀速提升l0 m （g ="l0" N/kg），消耗的电能为0.017kW·h（合6×10⁴J）．求这过程中：

（1）300kg的物体所受的重力多大？
（2）升降台对重物做功的多大？
（3）升降台对重物做功的功率多大？
（4）电动升降台的机械效率是多大？

某电动观光车的技术参数如下表，根据以下技术参数，解答下列问题：（g取10N/kg）

空车质量	1200kg	车身长度	3.8m
满载人员	10人	额定电压	48V
满载时轮胎与地接触面积	1000 cm^2	最大车速	40km/h
电动机效率	80%	平路连续行驶里程	80km

 
（1）设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强？
（2）求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶4km所用的时间？
（3）若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2000N，求观光车匀速行驶4km过程中，牵引力所做的功？

图甲是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑．其深度为2.0m．坑口长为2.3m，坑底长为0.3m，坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点。图乙是电工师傅们准备将电线杆埋入坑中时的示意图。

(1)坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡，这样做的好处是不必将电线杆从底端开始向上竖起，重心上升高度较          ，施工时既省力又省功。
(2)水泥电线杆的重力为1.0×10⁴N，长为10.0m，其重心O距粗端的距离为4.0m，若按图乙所示的方式竖起电线杆，则刚抬起电线杆的细端时至少需要多大的力?请在图乙中画出动力臂_l1和阻力臂l₂.
(3)竖起电线杆的过程中，工人师傅们至少要对电线杆做多少功?

重410 N 的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是（4.6×10⁷J /kg）

（1）在图表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图.
（2）求汽车运动100s 内
①发动机对汽车的牵引力多大？
②牵引力做了多少功？
③汽车通过的距离多长？
④发动机消耗汽油质量是多少？