初中物理探究用电器的电功率实验计算题

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？

如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个立方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动．如图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象．设t=0时汽车开始提升重物．忽略水的阻力和滑轮的摩擦．g取10N/kg。求：

（1）整个打捞过程中汽车的最大功率；
（2）打捞前重物上表面受到水的压强；
（3）打捞前重物对池底的压强。

图中的山地自行车相关数据见下表：

车架材料	碳纤维
车架材料体积/cm^3	2500
车架质量/kg	4.5
整车质量/kg	10
单轮接触面积/cm^2	3

（1）求碳纤维车架的密度。（2）质量50kg的小李骑行山地自行车时，自行车对地面的压强是多少？
（3）小李匀速骑行3km，若自行车受到阻力为10N，求他的骑行所做的功。(g取10N/kg)

如图所示，质量为2kg的物体放在斜面的顶端A点，斜面高AC为0.8m，斜面长AB为1.4m，若不计摩擦和空气阻力，求：

（1）物体由静止沿斜面从A滑至B点，重力做了多少功？
（2）物体做功的过程就是能量转化的过程，例如本题中重力做了多少功，物体的动能就增加了多少。物理学中动能的计算公式为E_k=mv²,请计算物体到达B点的速度。

我国的水力资源非常丰富，尤其西南地区，今年刚刚又在四川建成一座水电站。该水电站是在某河流上游修建了120m高的拦河大坝，每分钟有200m³的水从高处自由落下冲击水轮机，已知水轮机到上游水面的落差为100m，水轮机与大坝内侧底部约在同一水平面上。求：
（1）拦河大坝的内侧底部受到的水的压强；
（2）水从高处自由落下时，重力每分钟做的功；
（3）如果水的机械能有75﹪转化为电能，该水电站的发电功率；
（4）如果该水电站通过远距离向某城市供电，两条输电导线的电阻为90，某城市用电电压为220V，
则该水电站送电电压大约是多少伏？

2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m²，g取10N/kg。求：

（1）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（2）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
（3）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？航空燃油的热值取4×10⁷J/kg，密度取0.75×10³kg/m³。

后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示，假设“戏台”重100N，装了道具的“百宝箱”重200N，它们的悬挂点之间距离为l.5m，扁担视作重力不计的硬直棒。

（1）挑起担子时，“百宝箱”被提高了0.6m，这一过程中，需要克服“百宝箱”重力做多少功?
（2）假设肩膀与扁担的接触点为D，当手不对扁担施加力的作用时，要使扁担在水平位置平衡，前端悬挂点A与O点的距离多大?
（3）当前端的“戏台”卸下后，左手在A点施加力，同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”，则卸下“戏台”前后：
①扁担对肩膀压力     （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?（假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm²）

(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，用水平向右的力F拉着物体，使其匀速直线运动了5m，运动时间为10s，F做功的功率是50W.这段时间

（1）F做了多少功？
（2）F多大？
（3）在方框内画出物体运动时的受力示意图（以“黑点”代表物体）.
（4）物体受到的摩擦力多大？

图是一款新研发的微型机器人，它可拖动比自身重大很多的物体。机器人质量是1.2×10^-2kg，它静止在水平地面上时，与地面的接触面积是1×10^-4m²。求：

（1）它受到的重力是多少？（g取10 N/kg）
（2）静止时，它对水平地面的压强是多少？
（3）若它用120 N的水平拉力在10 s内匀速拖动重物前进1m，则拉力的功率是多少？

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。

某坦克重力为4×10⁵N．若坦克以20m／s的速度在平直的路面上匀速行驶10min，发动机的输出功率为900kW．试求：
（1）匀速行驶10min，坦克发动机所做的功是多少．
（2）匀速行驶时，坦克发动机的牵引力是多少．

下表是D6501次动车组的时刻表．

站名	到站时	发车时	里程
南昌	始发站	06：53	0
抚州	07：41	07：43	101
南丰	08：11	08：15	181
将乐	08：56	08：58	302
三明	09：18	09：20	352
永泰	10：08	10：10	489
福州	10：43	终点站	548

 
（1）请根据时刻表计算D6501次动车组从南昌出发到达南丰的平均速度为多少km/h？（保留一位小数）
（2）从南昌站出发一段时间后，动车组以180km/h的时速匀速行驶了30km．此过程中发动机的牵引力为1.2×10⁵N并保持不变，求此路段动车组发动机牵引力输出功率的大小及牵引力所做的功．

某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量400 kg，电源提供的电压U="220" V，不计一切摩擦。当电动起重机以0．1 m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I="2" A（g取10 N／kg）。求：

（1）电动机线圈的电阻R；
（2）电动机的机械效率；
（3）电动机匀速提升质量200 kg的重物时，电源电压不变，电动机线圈的电阻不变、输入功率不变，提升重物的速度。

如图所示，用滑轮组提起重200N的物体，使物体在10s内匀速上升了2m，此时绳子自由端拉力F为100N，若不计摩擦和绳重，求：

（1）有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率.