初中物理功的计算试题

如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力 $F_1$、 $F_2$将重物 $G_1$、 $G_2$提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．若 $G_1=G_2$，则拉力 $F_1$、 $F_2$做的总功相同

B．若 $G_1=G_2$，则拉力 $F_2$做的有用功多

C．若 $G_1>G_2$，则甲的机械效率大于乙的机械效率

D．若 $G_1>G_2$，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等

如图所示，工人准备用一根最多能承受 $400N$力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 $A$和 $B$．完全露出水面的物体 $A$被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 $20\mathit{kg}$（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳

不会断裂， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）物体 $A$完全露出水面后以 $0.5m/s$的速度匀速上升时，物体 $A$的重力和工人拉力的功率分别是多少。

（2）在物体 $A$浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 $75\%$，物体 $A$的密度是多少。

（3）若用该滑轮组打捞体积为 $50d{m}^3$的物体 $B$时，物体 $B$最多露出多少体积时绳子将断裂。

救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力 $F$大小为 $2.5\times {10}^{3}N$时，小车 $A$恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车 $A$的质量为 $1t$，斜面高为 $2m$，斜面长为 $5m$（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦， $g=10N/\mathit{kg})$在小车 $A$由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为　　 $J$，整个装置的机械效率为　　，小车 $A$与斜面间的摩擦力大小为　　 $N$。

救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力 $F$大小为 $2.5\times {10}^{3}N$时，小车 $A$恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车 $A$的质量为 $1t$，斜面高为 $2m$，斜面长为 $5m$（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦， $g=10N/\mathit{kg})$在小车 $A$由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为　　 $J$，整个装置的机械效率为　　，小车 $A$与斜面间的摩擦力大小为　　 $N$。

如图所示，一物体在水平向右的拉力 $F_1$作用下以 $1m/s$速度在水平地面上匀速运动了 $10m$，拉力 $F_1$所做的功为 $W_1$，功率为 $P_1$，若该物体在水平向右的拉力 $F_2$作用下以 $2m/s$的速度在同一水平地面上匀速运动了 $10m$，拉力 $F_2$所做的功为 $W_2$，功率为 $P_2$，则 $W_1$　　 $W_2$， $P_1$　　 $P_2$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$” $)$。

如图所示，用滑轮组提升重物时，重 $400N$的物体在 $10s$内匀速上升了 $1m$。已知拉绳子的力 $F$为 $250N$，则提升重物的过程中 $($　　 $)$

A．做的总功是 $400J$B．拉力 $F$的功率是 $25W$

C．绳子自由端被拉下 $1m$D．滑轮组的机械效率是 $80\%$

“绿水青山就是金山银山”，为了保护环境，我国大力发展电动汽车车替代传统燃油汽车。表中是某种电动汽车的部分参数，假设车上只有司机一人，质量为 $60\mathit{kg}$，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.04倍，电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶 $20\mathit{km}$，电池剩余容量为 $38\mathit{kW}·h$． $(g=10N/\mathit{kg})$

空车质量	$1380\mathit{kg}$
轮胎与地面总接触面积	$320c{m}^2$
电池容量	$42\mathit{kW}·h$
最高时速	$120\mathit{km}/h$
最大功率	$100\mathit{kW}$
最大续航里程	$260\mathit{km}$

求：（1）电动汽车对水平地面的压强

（2）电动汽车匀速行驶 $20\mathit{km}$，牵引力所做的功

（3）电动汽车电能转化为机械能的转化效率

某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物 $G$提升相同高度， $F_1$和 $F_2$大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．力 $F_1$和 $F_2$做功的功率相同

B．力 $F_1$和 $F_2$做的总功相同

C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大

D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高

步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为 $0.5m$，他正常步行 $1\mathit{min}$走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。

（已知小东的腿长是 $65\mathit{cm}$，质量是 $50\mathit{kg}\left)\right(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）小东正常步行的速度是多少？

（2）小东每走一步克服重力所做的功是多少？

（3）小东正常步行克服重力做功的功率是多少？

如图所示，长 $L_1=1m$的薄壁正方体容器 $A$放置在水平地面上，顶部有小孔 $C$与空气相通，长 $L_2=0.2m$的正方体木块 $B$静止在容器 $A$底面。通过细管 $D$缓慢向容器 $A$内注水，直到注满容器 $A$，木块 $B$上浮过程中上下表面始终水平，木块 $B$与容器 $A$底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，木块的密度 ${\rho }_{木}=0.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）注水前，木块 $B$对容器 $A$底面的压强

（2）木块 $B$对容器 $A$底面压力刚好为0时，容器 $A$内水的深度

（3）水注满容器后，容器 $A$顶部对木块 $B$的压力大小

（4）整个过程，浮力对木块所做的功

泸州沱江六桥全程长 $4\mathit{km}$，桥面设计为双向8车道，中间预留了轻轨线路，于2018年1月通车。一辆小轿车做匀速直线运动通过全程，速度为 $50\mathit{km}/h$，受到的阻力恒为 $660N$，通过全程所需的时间为　　 $\mathit{min}$，牵引力所做的功为　　 $J$；若通过全程消耗了 $0.2\mathit{kg}$的汽油，汽油机的效率为　　。（已知热值 $q_{\mathit{汽油}}=4.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

一个重为 $20N$的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以 $50\mathit{cm}/s$的速度匀速运动，若物体运动了 $5m$，拉力的功率为 $3W$，则拉力做功　　 $J$，重力做功　　 $J$。

图甲中用力 $F_1$水平拉着重为 $G$的物体在水平路面上匀速移动 $s$的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动 $s$的距离，水平拉力为 $F_2$．使用动滑轮的过程中 $($　　 $)$

A．总功为 $W_{总}=F_{2}s$B．有用功为 $W_{有}=\mathit{Gs}$

C．机械效率为 $\eta =\frac{\mathit{Gs}}{2F_{2}s}$D．额外功为 $W_{额}=2F_{2}s-F_{1}s$

空难事故发生后，为了找到事故原因，救援人员到现场后，总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量 $30\mathit{kg}$，是一个长 $0.5m$，宽 $0.1m$，高 $0.2m$的长方体，现沉在距海面 $30m$的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 $({\rho }_{\mathit{海水}}$近似取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功？

如图所示，斜面长 $3m$，高 $0.6m$，建筑工人用绳子在 $6s$内将重 $500N$的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是 $150N$（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．斜面上的摩擦力是 $50N$B．拉力的功率是 $50W$

C．拉力所做的功是 $300J$D．斜面的机械效率是 $80\%$