初中物理探究用电器的电功率实验计算题

2014年10月为黄石市“中小学科技体育艺术月”，某中学九年级兴趣小组进行了三项物理实践，请根据所给的条件进行计算。
（1）小红同学想估测自己站立时对地面的压强，她双脚站立在一放方格纸上，整个脚印范围都与纸面接触，其中一只鞋底的轮廓如图甲所示，已知图中方格的变成为2cm，小红同学的质量为40kg，g取10N/kg，请估算小红同学站立时对地面的压强。

（2）小明同学想测量自己快速上楼时克服重力做功的功率，他快速的从一楼到到五楼，共用时21S，已知小明同学的质量为50kg，每层楼高为3cm，g取9.8N/kg，请计算小明同学快速上楼过程中克服重力做功的功率。
（3）大鹏同学想研究浮力问题，如图乙，一只粗细均匀的圆柱体蜡烛，长度L为17cm，底部粘有小石块，将它竖直放入水中静止，露出水面的长度h为1cm，现点燃蜡烛。问：蜡烛是否能够烧完，若能，请说明理由；若不能，请求出最后剩余的长度。（已知ρ_蜡=0.9×10³kg/m³，ρ_水=1.0×10³kg/m³）

重庆港一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为120kg的货物，动滑轮重力为300N，在拉力F作用下5s内货物被匀速提高了1m，不计绳重和摩擦。求：

（1）此过程中做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。

分如图所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s 的速度从地面提升到12m高的平台上，若工人吊起箱子过程中做的额外功是1800J．求：
(1)滑轮组的机械效率是多大？
(2)工人吊起箱子的过程中所用的拉力是多少？
(3）工人做功的功率为多少？

“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。

如图25，小芳通过滑轮组将重600N的家具从地面匀速送到6m高的三楼，用时60s．测得小芳对绳子施加的拉力为400N，求

（1）在图中画出滑轮组的绕线；
（2）用滑轮组提升家具时做的有用功；
（3）小芳的拉力做功的功率；
（4）该滑轮组的机械效率；
（5）使用同一个滑轮组，小芳提升另外两件家具的相关数据如下表所示，请你据此为小芳提出一条提高这个滑轮组机械效率的建议。

家具重 G/N	家具升高 的高度h/m	绳子上的 拉力F/N	绳子通过的 距离s/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械 效率η
400	6	300	12	2400	3600	66.7%
1000	6	600	12	6000	7200	83.3%

 

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。

如图所示，工人用200N的拉力，在15s的时间内，将重500N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，求：

（1）该过程中拉力所做的总功；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）不计绳与滑轮组间的摩擦及绳重时，动滑轮的重力.

如图所示，一根不可伸长的轻细绳绕过滑轮，一端固定在墙壁上，另一端固定在物体上，绳与水平面平行，物体A重150N，与水平面的滑动摩擦力是45N，在水平拉力F的作用下，物体沿水平直线匀速前进2m，若不计滑轮的摩擦和质量，则拉力F的大小是多少？F做的功是多少？

质量为5吨的汽车，在水平平直的公路上匀速行驶时,该车发动机的功率为8×10⁴W,所受阻力为车重的0.1倍。求：
(1)在水平平直的公路上匀速行驶时，该车发动机的牵引力为多大？
(2)在10秒钟内，该车发动机所做的功？ 
(3)该车在10秒钟内通过的距离？  （g＝10N/kg）

如图所示，工人用滑轮组提升重2400N的物体，所用的拉力为1500N，物体在5s内匀速上升lm．求：

（1）滑轮组对重物所做的有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）滑轮组的机械效率；
(4) 拉力做功的功率．

暑假期间，司机小方驾车沿高速公路到某地旅游,路程为300 km。轿车以108Km/h的速度匀速直线行驶,且受到的阻力900N,该小轿车的油箱内装有40 L汽油,整车质量为1800Kg，已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为有用的机械能,汽油的热值为3.3×10⁷ J/L，g=10N/kg。求；
（1）小轿车到达目的地牵引力所做的功和功率;
（2）若将这箱油完全燃烧，可以使这辆车匀速直线行驶多少km？

肥胖可能会引起许多慢性疾病，某人用如图所示的健身拉力器进行减肥训练，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成。锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计，g取10N/kg）

（1）拉力器上的滑轮均属于（选填“定”或“动”）滑轮。
（2）若该人的质量为85kg，他一次最多能拉起块金属块。
（3）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，其拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在体内完全氧化释放37.5千焦的能量）

如图a所示，水平地面上有一块密度0.5×10³kg/m³、高1.2m的长方体木块．小林用水平推力F把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图b甲、乙所示．求：

（1）木块静止时对地面的压强；
（2）在3﹣5s内，推力对木块所做的功；
（3）请在图b丙中，画出0﹣6s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线．

如图甲所示，重500N的小车受到80N的水平推力，在水平地面上做直线运动，其距离随时间变化的图象如图乙所示。

（1）小车运动的速度多大？
（2）10s内重力对小车做多少功？
（3）10s内人对小车做多少功？功率是多大？

如图所示，印刷厂新进一批纸张，每包纸受到的重力是5100N，体积是0.6m³，利用叉车运送纸包，将纸包放在叉托上，纸包与叉托的接触面积是0.1m²，每次叉车将一包纸匀速向上举高1m，需要20s．

（1）每包纸的质量是多少？纸的密度是多少？
（2）根据已知的数据，你还能求出哪些物理量？请计算出三个大小不同的物理量．