2024年中考物理专题训练——功和功率的综合计算（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024年中考物理专题训练——功和功率的综合计算（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-16 07:03:13 | ||
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文档简介
2024年中考物理专题训练——功和功率的综合计算
1．某汽车以的速度在平直的公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为，每行驶消耗柴油，柴油的热值为。求：
（1）完全燃烧柴油放出的热量；
（2）该柴油发动机效率。
2．我国自主研发的某品牌汽车进行测试，已知该车在某段长1.15km的水平路面匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到阻力为4000N，汽车在此过程中发动机热机效率为40%，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。在该段测试过程中：
（1）汽车的功率为多少？
（2）燃烧了多少汽油？
3．如图所示，重500N的小红在做仰卧起坐运动。若小红上半身的重为全身重的40%，每次仰卧起坐上半身重心上升的高度均为0.3m，她在1min内做了40个仰卧起坐，求：
（1）小红完成一次仰卧起坐所做的功；
（2）小红在1min内做仰卧起坐的功率。
4．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：
（1）小明克服泥土重力做的功。
（2）拉力的大小。
（3）拉力的功率。
5．如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，该柴油机的空燃比是14:1。“空燃比”即混合气体中空气和柴油的质量比。（柴油的热值4×107J/kg）
型号 HR05b
活塞行程 100mm
转速 2400r/min
输出功率 8kW
效率 40%
（1）正常工作1min消耗柴油为多少kg？
（2）每次吸气冲程进入混合气体的质量为多少kg？
（3）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为多少N？
6．发动机的效率是汽车经济性能指标之一。某品牌汽车厂家提供一款轿车的部分出厂参数如下：①汽车在平直公路匀速行驶100km过程中速度表如图所示，该汽车百公里耗油质量为9kg；②发动机输出功率为30kW。（油的热值是）。根据以上参数计算：
（1）该汽车行驶100km的时间是多少；
（2）发动机所做的有用功；
（3）汽车发动机的效率。
7．为了方便广大市民和保障学生人身安全，目前盘州市已有一大批校车投人使用。图为某一学校专用校车，其质量为6.4t，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2kg，受到的阻力是1.8103N。（柴油热值为3.0107J/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）校车发动机的效率。
8．图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m 。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1.2m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。（取g=10N/kg）求：
（1）机器人静止在水平地面时对地面的压强；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动50s，此过程中牵引力做的功；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动时的功率。
9．送餐机器人是智能商务电器的一种。正逐渐进入我们的生活，如图所示，是某餐厅出现的一款送餐机器人。在某次送餐服务中，送餐机器人及其所托物体的总质量为50kg，受到的阻力为50N，20s内沿直线匀速移动的距离为20m，求：
（1）送餐机器人的总重力？
（2）送餐机器人20s内克服阻力所做的功？
（3）若送餐机器人满载时的功率为100W，移动的速度保持不变，则满载工作时，送餐机器人受到的驱动力多大？
10．为保家卫国，加强国防建设，我国自主研制了一款两栖坦克，坦克发动机最大功率为460kW，满载时质量是2.5×104kg，坦克履带与地面接触的总面积是5m2，在野外陆地的最大速度是72km/h，在水中的最大速度是18km/h。已知g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，请完成下列问题：
（1）坦克满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强多大？
（2）坦克满载时漂浮在水面上，排开水的体积为多少？
（3）坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力为多大？
11．一辆货车以72km/h的速度在平直公路上匀速前进，已知货车行驶时受到的阻力大小为。 求：
（1）此时货车的牵引力；
（2）货车发动机工作时的功率；
（3）货车行驶30min发动机做的功。
12．如图所示，是临沂大学研制的智能防疫喷雾消毒机器人，激光自主导航，完全无人化操作，最适宜学校、医院等人群密集场所进行防疫消毒。其自重为160kg（不含消毒药水）；有两条履带，每条履带触地面积为0.2m2。在某次消毒作业中，该机器人在正常工作的电动机驱动下，携带20kg消毒药水，匀速行驶5min到达0.45km处的消杀区域，在匀速行驶过程中所受阻力为总重力的0.1倍（g取10N/kg）。求此过程中：
（1）该机器人对水平地面的压强。
（2）该机器人做的功。
（3）该机器人做功的功率。
13．如图所示，搬运工人在10s内将重为450N的重物匀速提升2m，不计绳重和摩擦，所用拉力为250N。求：
（1）拉力F所做有用功的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）此过程中动滑轮的机械效率。
14．一辆汽车在平直公路上进行性能测试时，汽车由静止开始在平直的公路上做直线运动，其v-t图象如下，在第10s时速度达到20m/s，10~20s汽车以20m/s的速度匀速运动，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N；求：
（1）汽车在10~20s发动机（牵引力）的功率；
（2）如果汽车一直以恒定功率行驶，根据（1）结果，计算0~10s内牵引力做的功；
（3）假如汽车完成前10s的运动，燃烧了0.04千克汽油，则前10s发动机的效率是多少？（已知汽油的热值约为5×107J/kg）
15．送餐机器人是智能商务电器的一种，现在正逐渐进入我们的生活。如图所示，就是某餐厅出现的一款送餐机器人。该机器人送餐服务时在1min内沿直线匀速移动的距离为18m，若它在移动中所受阻力为200N，其他部分参数如表，请你完成下列问题：
身高 160cm
体重 50kg
续航时间 12h
托盘承受重力 5kg
与地面接触的总面积 10-3m
（1）求出它在静止不动时对水平地面的压强是多少
（2）此机器人在送餐服务时运动的速度为多大
（3）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功及功率分别是多大
16．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。
17．小亮同学在家中自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆（忽略其质量）的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂着一个沙袋，如果在B端施加竖直向下、大小为300N的作用力时，轻杆AB在水平位置平衡。已知AB长2m，OB长0.5m，小亮的质量为50kg，小亮站在地面时脚与地面的接触总面积为250cm （g取10N/kg）。求：
（1）沙袋的重力；
（2）此时小亮对地面的压强；
（3）将沙袋匀速提高0.6m，用时2s，小亮对杆做功的功率。
18．为改善寄宿学校学生的住宿条件，政府部门于今年为学校新盖学生宿舍楼，在施工期间，由于建筑工人操作不当，导致运送建筑材料的升降机故障无法正常使用，为了不耽搁工期，建筑工人决定采用如图所示的滑轮组，将建筑材料由地面运送至高处。现有一个底面积100cm2的建筑材料静止在水平地面上，对地面的压强为2×104Pa，在拉力F=150N的作用下，通过滑轮组在10s内将物体匀速竖直提升6m，不计绳重滑轮自重和摩擦。（g取10N/kg）求：
（1）拉力F的功率？
（2）建筑材料的质量？
（3）求此滑轮组的机械效率为多少？
参考答案：
1．（1）；（2）30%
【详解】解：（1）完全燃烧700g柴油放出的热量为
（2）汽车在这段时间内做的有用功为
该柴油发动机效率为
答：（1）完全燃烧柴油放出的热量为；
（2）该柴油发动机效率为30%。
2．（1）1.15×105W；（2）0.25kg
【详解】解：（1）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为
此过程中汽车牵引力做的功
则汽车的功率为
（2）汽油完全燃烧放出的热量
消耗汽油的质量
答：（1）汽车的功率为1.15×105W；
（2）燃烧了0.25kg汽油。
3．（1）60J；（2）40W
【详解】解：（1）小红同学上半身的重
G＝40%G总＝40%×500N＝200N
小红完成一次仰卧起坐所做的功
W＝Gh＝200N×0.3m＝60J
（2）小红在1min内做仰卧起坐所做的总功
W总＝nW＝40×60J＝2400J
小红在1min内做仰卧起坐的功率
答：（1）小红完成一次仰卧起坐所做的功为60J；
（2）小红在1min内做仰卧起坐的功率为40W。
4．（1）600J；（2）80N；（3）40W
【详解】解：（1）把重为120N的土从井中匀速提升5m，则小明克服泥土重力做的功
W有＝Gh＝120N×5m＝600J
（2）由乙图可得：t＝20s时，W总＝800J，由图可知n＝2，绳端移动的距离
s＝nh＝2×5m＝10m
由W＝Fs可得，拉力
（3）拉力的功率
答：（1）小明克服泥土重力做的功为600J。
（2）拉力的大小为80N；
（3）拉力的功率为40W。
5．（1）0.03kg；（2）3.75×10﹣4kg；（3）4000N
【详解】解：（1）由可知，柴油机1min输出的有用功
由可知，燃料完全燃烧放出的热量为
由可知，正常工作1min消耗柴油的质量
（2）由于飞轮（曲轴）每转两周对外做功一次，所以飞轮转动2400周对外做功的次数为1200次，即柴油机每分钟对外做功1200次，则柴油机做功一次消耗的柴油质量
由于该柴油机的空燃比是14:1，所以每次吸气冲程进入混合气体的质量
（3）由于柴油机每分钟对外做功1200次，所以柴油机一个做功冲程燃气对活塞做的功
做功冲程中燃气对活塞的平均压力为
答：（1）正常工作1min消耗柴油为0.03kg；
（2）每次吸气冲程进入混合气体的质量为3.75×10﹣4kg；
（3）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为4000N。
6．（1）4000s；（2）1.2×108J；（3）26.7%
【详解】解：（1）由图可知汽车的速度为，由公式可知，行驶100千米所用的时间为
（2）在一百公里内发动机做的有用功为
（3）9kg汽油完全燃烧放出的热量
发动机的效率为
答：（1）该汽车行驶100km的时间是4000s；
（2）发动机所做的有用功是1.2×108J；
（3）汽车发动机的效率是26.7%。
7．（1）2.4104W；（2）6107J；（3）24%
【详解】解：（1）因为校车匀速直线运动，发动机的牵引力与阻力是一对平衡力为
校车行驶的路程
这段路程内发动机做的功
校车行驶这段路程所用的时间
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）校车发动机的效率
答：（1） 段路程内发动机做功的功率2.4×104W；
（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为6×107J；
（3）校车发动机的效率为24%。
8．（1）1.6×106Pa；（2）2400J；（3）48W
【详解】解：（1）机器人静止在水平地面时对地面的压强
（2）机器人匀速直线运动，牵引力的大小为
机器人在水平地面上匀速直线移动50s，此过程中牵引力移动的距离为
牵引力做的功
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动时的功率
答：（1）机器人静止在水平地面时对地面的压强为；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动50s，此过程中牵引力做的功为2400J；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动时的功率为48W。
9．（1）500N；（2）100J；（3）100N
【详解】解：（1）送餐机器人的总重力
（2）送餐时，机器人沿直线匀速移动，所受的阻力为50N，在20s内克服阻力所做的功
（3）机器人移动的速度
据P=Fv知，满载工作时，机器人受到的驱动力
答：（1）送餐机器人的总重力为500N；
（2）送餐机器人20s内克服阻力所做的功为100J；
（3）满载工作时，送餐机器人受到的驱动力为100N。
10．（1）5×104Pa；（2）25m3；（3）2.3×104N
【详解】解：（1）由题意可知，坦克满载时的重力
由可知，坦克满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强
（2）坦克满载时漂浮在水面上时，受到的浮力大小和重力大小相等，即此时坦克受到的浮力
由可知，坦克排开水的体积
（3）由功率的变形式可知，坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力
答：（1）坦克满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强是5×104Pa；
（2）坦克满载时漂浮在水面上，排开水的体积为25m3；
（3）坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力为2.3×104N。
11．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）货车在平直公路上匀速前进，由二力平衡条件可知，货车的牵引力
（2）发动机工作时的功率
（3）货车行驶30min 发动机做功
答：（1）此时货车的牵引力为4.5×103N；
（2）货车发动机工作时的功率为9×104W；
（3）货车行驶30min发动机做的功为1.62×108J。
12．（1）4500Pa；（2）81000J；（3）270W
【详解】解：（1）防疫机器人静止在水平地面时，对地面产生的压力等于机器人和液体的总重力，对地面产生的压强
（2）在匀速行驶过程中所受阻力为总重力的0.1倍，匀速行驶过程在牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，在水平地面匀速直线前进的过程中，防疫喷雾机器人牵引力
该机器人做的功
（3）牵引力做功的功率
答：（1）该机器人对水平地面的压强为4500Pa；
（2）该机器人做的功为81000J；
（3）该机器人做功的功率为270W。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）拉力F所做有用功的大小为
（2）由图知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为
所以拉力F做的总功为
则拉力F做功的功率为
（3）所以此过程中动滑轮的机械效率为
答：（1）拉力F所做有用功的大小为；
（2）拉力F做功的功率为；
（3）此过程中动滑轮的机械效率为。
14．（1）8×104W；（2）8×105J；（3）40%
【详解】（1）汽车在10~20s匀速运动，所以牵引力为
F=f=4000N
则汽车在10~20s内发动机的功率为
P=Fv=4000N×20m/s=8×104W
（2）因汽车一直以恒定功率行驶，则汽车在0~10s内的牵引力做的功为
W=Pt=8×104W×10s=8×105J
（3）燃烧了0.04千克汽油，放出的热量为
Q=mq=0.04kg×=2×106J
前10s内发动机的效率为
η=×100%=×100%=40%
答：（1）汽车在10~20s发动机（牵引力）的功率为8×104W；
（2）在0～10s内汽车牵引力做的功是8×105J；
（3）前10s发动机的效率是40%。
15．（1）5×105Pa；（2）0.3m/s；（3）3.6×103J，60W
【详解】（1）机器人静止时对水平地面的压力
F = G =mg=50 kg×10 N/kg = 500 N
则机器人静止时对地面的压强
（2）机器人在送餐服务时运动的速度
（3）机器人送餐服务过程中匀速移动，牵引力等于阻力，因此机器人克服阻力所做的功
W = Fs=200 N×18 m =3.6×103 J
机器人做功功率
答：（1）机器人在静止不动时对水平地面的压强是5×105Pa；
（2）此机器人在送餐服务时运动的速度为0.3m/s；
（3）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功为3.6×103J；功率是60W。
16．（1）250W；（2）20J；（3）80%
【详解】解：（1）根据题意有，拉力做的总功为
小明拉动拉力器的功率为
（2）拉动拉力器过程中做的有用功为
则克服摩擦所做的功为
（3）根据题意有拉力器的机械效率为
答：（1）小明拉动拉力器的功率为250W；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功是20J；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率是80%。
17．（1）100N；（2）8000Pa；（3）30W
【详解】解：（1）沙袋的重力
（2）小亮受到了重力，和杠杆对小亮向上的拉力，地面对小亮的支持力，则小亮对地面的压力为
此时小亮对地面的压强
（3）根据相似可知，将沙袋匀速提高0.6m，小亮对杆下降的距离为
经整理可知
小亮对杆做的功为
小亮对杆做功的功率
答：（1）沙袋的重力为100N；
（2）此时小亮对地面的压强为8000Pa；
（3）小亮对杆做功的功率为30W。
18．（1）180W；（2）20kg；（3）66.7%
【详解】解：（1）由图知，由两段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
拉力F的功率为
（2）建筑材料对地面的压力为
建筑材料对地面的压力等于它的重力，建筑材料的重力为
建筑材料的质量为
（3）拉力做的有用功为
此滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F的功率为180W；
（2）建筑材料的质量为20kg；
（3）此滑轮组的机械效率为66.7%。
1．某汽车以的速度在平直的公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为，每行驶消耗柴油，柴油的热值为。求：
（1）完全燃烧柴油放出的热量；
（2）该柴油发动机效率。
2．我国自主研发的某品牌汽车进行测试，已知该车在某段长1.15km的水平路面匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到阻力为4000N，汽车在此过程中发动机热机效率为40%，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。在该段测试过程中：
（1）汽车的功率为多少？
（2）燃烧了多少汽油？
3．如图所示，重500N的小红在做仰卧起坐运动。若小红上半身的重为全身重的40%，每次仰卧起坐上半身重心上升的高度均为0.3m，她在1min内做了40个仰卧起坐，求：
（1）小红完成一次仰卧起坐所做的功；
（2）小红在1min内做仰卧起坐的功率。
4．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：
（1）小明克服泥土重力做的功。
（2）拉力的大小。
（3）拉力的功率。
5．如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，该柴油机的空燃比是14:1。“空燃比”即混合气体中空气和柴油的质量比。（柴油的热值4×107J/kg）
型号 HR05b
活塞行程 100mm
转速 2400r/min
输出功率 8kW
效率 40%
（1）正常工作1min消耗柴油为多少kg？
（2）每次吸气冲程进入混合气体的质量为多少kg？
（3）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为多少N？
6．发动机的效率是汽车经济性能指标之一。某品牌汽车厂家提供一款轿车的部分出厂参数如下：①汽车在平直公路匀速行驶100km过程中速度表如图所示，该汽车百公里耗油质量为9kg；②发动机输出功率为30kW。（油的热值是）。根据以上参数计算：
（1）该汽车行驶100km的时间是多少；
（2）发动机所做的有用功；
（3）汽车发动机的效率。
7．为了方便广大市民和保障学生人身安全，目前盘州市已有一大批校车投人使用。图为某一学校专用校车，其质量为6.4t，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2kg，受到的阻力是1.8103N。（柴油热值为3.0107J/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）校车发动机的效率。
8．图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m 。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1.2m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。（取g=10N/kg）求：
（1）机器人静止在水平地面时对地面的压强；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动50s，此过程中牵引力做的功；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动时的功率。
9．送餐机器人是智能商务电器的一种。正逐渐进入我们的生活，如图所示，是某餐厅出现的一款送餐机器人。在某次送餐服务中，送餐机器人及其所托物体的总质量为50kg，受到的阻力为50N，20s内沿直线匀速移动的距离为20m，求：
（1）送餐机器人的总重力？
（2）送餐机器人20s内克服阻力所做的功？
（3）若送餐机器人满载时的功率为100W，移动的速度保持不变，则满载工作时，送餐机器人受到的驱动力多大？
10．为保家卫国，加强国防建设，我国自主研制了一款两栖坦克，坦克发动机最大功率为460kW，满载时质量是2.5×104kg，坦克履带与地面接触的总面积是5m2，在野外陆地的最大速度是72km/h，在水中的最大速度是18km/h。已知g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，请完成下列问题：
（1）坦克满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强多大？
（2）坦克满载时漂浮在水面上，排开水的体积为多少？
（3）坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力为多大？
11．一辆货车以72km/h的速度在平直公路上匀速前进，已知货车行驶时受到的阻力大小为。 求：
（1）此时货车的牵引力；
（2）货车发动机工作时的功率；
（3）货车行驶30min发动机做的功。
12．如图所示，是临沂大学研制的智能防疫喷雾消毒机器人，激光自主导航，完全无人化操作，最适宜学校、医院等人群密集场所进行防疫消毒。其自重为160kg（不含消毒药水）；有两条履带，每条履带触地面积为0.2m2。在某次消毒作业中，该机器人在正常工作的电动机驱动下，携带20kg消毒药水，匀速行驶5min到达0.45km处的消杀区域，在匀速行驶过程中所受阻力为总重力的0.1倍（g取10N/kg）。求此过程中：
（1）该机器人对水平地面的压强。
（2）该机器人做的功。
（3）该机器人做功的功率。
13．如图所示，搬运工人在10s内将重为450N的重物匀速提升2m，不计绳重和摩擦，所用拉力为250N。求：
（1）拉力F所做有用功的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）此过程中动滑轮的机械效率。
14．一辆汽车在平直公路上进行性能测试时，汽车由静止开始在平直的公路上做直线运动，其v-t图象如下，在第10s时速度达到20m/s，10~20s汽车以20m/s的速度匀速运动，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N；求：
（1）汽车在10~20s发动机（牵引力）的功率；
（2）如果汽车一直以恒定功率行驶，根据（1）结果，计算0~10s内牵引力做的功；
（3）假如汽车完成前10s的运动，燃烧了0.04千克汽油，则前10s发动机的效率是多少？（已知汽油的热值约为5×107J/kg）
15．送餐机器人是智能商务电器的一种，现在正逐渐进入我们的生活。如图所示，就是某餐厅出现的一款送餐机器人。该机器人送餐服务时在1min内沿直线匀速移动的距离为18m，若它在移动中所受阻力为200N，其他部分参数如表，请你完成下列问题：
身高 160cm
体重 50kg
续航时间 12h
托盘承受重力 5kg
与地面接触的总面积 10-3m
（1）求出它在静止不动时对水平地面的压强是多少
（2）此机器人在送餐服务时运动的速度为多大
（3）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功及功率分别是多大
16．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。
17．小亮同学在家中自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆（忽略其质量）的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂着一个沙袋，如果在B端施加竖直向下、大小为300N的作用力时，轻杆AB在水平位置平衡。已知AB长2m，OB长0.5m，小亮的质量为50kg，小亮站在地面时脚与地面的接触总面积为250cm （g取10N/kg）。求：
（1）沙袋的重力；
（2）此时小亮对地面的压强；
（3）将沙袋匀速提高0.6m，用时2s，小亮对杆做功的功率。
18．为改善寄宿学校学生的住宿条件，政府部门于今年为学校新盖学生宿舍楼，在施工期间，由于建筑工人操作不当，导致运送建筑材料的升降机故障无法正常使用，为了不耽搁工期，建筑工人决定采用如图所示的滑轮组，将建筑材料由地面运送至高处。现有一个底面积100cm2的建筑材料静止在水平地面上，对地面的压强为2×104Pa，在拉力F=150N的作用下，通过滑轮组在10s内将物体匀速竖直提升6m，不计绳重滑轮自重和摩擦。（g取10N/kg）求：
（1）拉力F的功率？
（2）建筑材料的质量？
（3）求此滑轮组的机械效率为多少？
参考答案：
1．（1）；（2）30%
【详解】解：（1）完全燃烧700g柴油放出的热量为
（2）汽车在这段时间内做的有用功为
该柴油发动机效率为
答：（1）完全燃烧柴油放出的热量为；
（2）该柴油发动机效率为30%。
2．（1）1.15×105W；（2）0.25kg
【详解】解：（1）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为
此过程中汽车牵引力做的功
则汽车的功率为
（2）汽油完全燃烧放出的热量
消耗汽油的质量
答：（1）汽车的功率为1.15×105W；
（2）燃烧了0.25kg汽油。
3．（1）60J；（2）40W
【详解】解：（1）小红同学上半身的重
G＝40%G总＝40%×500N＝200N
小红完成一次仰卧起坐所做的功
W＝Gh＝200N×0.3m＝60J
（2）小红在1min内做仰卧起坐所做的总功
W总＝nW＝40×60J＝2400J
小红在1min内做仰卧起坐的功率
答：（1）小红完成一次仰卧起坐所做的功为60J；
（2）小红在1min内做仰卧起坐的功率为40W。
4．（1）600J；（2）80N；（3）40W
【详解】解：（1）把重为120N的土从井中匀速提升5m，则小明克服泥土重力做的功
W有＝Gh＝120N×5m＝600J
（2）由乙图可得：t＝20s时，W总＝800J，由图可知n＝2，绳端移动的距离
s＝nh＝2×5m＝10m
由W＝Fs可得，拉力
（3）拉力的功率
答：（1）小明克服泥土重力做的功为600J。
（2）拉力的大小为80N；
（3）拉力的功率为40W。
5．（1）0.03kg；（2）3.75×10﹣4kg；（3）4000N
【详解】解：（1）由可知，柴油机1min输出的有用功
由可知，燃料完全燃烧放出的热量为
由可知，正常工作1min消耗柴油的质量
（2）由于飞轮（曲轴）每转两周对外做功一次，所以飞轮转动2400周对外做功的次数为1200次，即柴油机每分钟对外做功1200次，则柴油机做功一次消耗的柴油质量
由于该柴油机的空燃比是14:1，所以每次吸气冲程进入混合气体的质量
（3）由于柴油机每分钟对外做功1200次，所以柴油机一个做功冲程燃气对活塞做的功
做功冲程中燃气对活塞的平均压力为
答：（1）正常工作1min消耗柴油为0.03kg；
（2）每次吸气冲程进入混合气体的质量为3.75×10﹣4kg；
（3）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为4000N。
6．（1）4000s；（2）1.2×108J；（3）26.7%
【详解】解：（1）由图可知汽车的速度为，由公式可知，行驶100千米所用的时间为
（2）在一百公里内发动机做的有用功为
（3）9kg汽油完全燃烧放出的热量
发动机的效率为
答：（1）该汽车行驶100km的时间是4000s；
（2）发动机所做的有用功是1.2×108J；
（3）汽车发动机的效率是26.7%。
7．（1）2.4104W；（2）6107J；（3）24%
【详解】解：（1）因为校车匀速直线运动，发动机的牵引力与阻力是一对平衡力为
校车行驶的路程
这段路程内发动机做的功
校车行驶这段路程所用的时间
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）校车发动机的效率
答：（1） 段路程内发动机做功的功率2.4×104W；
（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为6×107J；
（3）校车发动机的效率为24%。
8．（1）1.6×106Pa；（2）2400J；（3）48W
【详解】解：（1）机器人静止在水平地面时对地面的压强
（2）机器人匀速直线运动，牵引力的大小为
机器人在水平地面上匀速直线移动50s，此过程中牵引力移动的距离为
牵引力做的功
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动时的功率
答：（1）机器人静止在水平地面时对地面的压强为；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动50s，此过程中牵引力做的功为2400J；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动时的功率为48W。
9．（1）500N；（2）100J；（3）100N
【详解】解：（1）送餐机器人的总重力
（2）送餐时，机器人沿直线匀速移动，所受的阻力为50N，在20s内克服阻力所做的功
（3）机器人移动的速度
据P=Fv知，满载工作时，机器人受到的驱动力
答：（1）送餐机器人的总重力为500N；
（2）送餐机器人20s内克服阻力所做的功为100J；
（3）满载工作时，送餐机器人受到的驱动力为100N。
10．（1）5×104Pa；（2）25m3；（3）2.3×104N
【详解】解：（1）由题意可知，坦克满载时的重力
由可知，坦克满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强
（2）坦克满载时漂浮在水面上时，受到的浮力大小和重力大小相等，即此时坦克受到的浮力
由可知，坦克排开水的体积
（3）由功率的变形式可知，坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力
答：（1）坦克满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强是5×104Pa；
（2）坦克满载时漂浮在水面上，排开水的体积为25m3；
（3）坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力为2.3×104N。
11．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）货车在平直公路上匀速前进，由二力平衡条件可知，货车的牵引力
（2）发动机工作时的功率
（3）货车行驶30min 发动机做功
答：（1）此时货车的牵引力为4.5×103N；
（2）货车发动机工作时的功率为9×104W；
（3）货车行驶30min发动机做的功为1.62×108J。
12．（1）4500Pa；（2）81000J；（3）270W
【详解】解：（1）防疫机器人静止在水平地面时，对地面产生的压力等于机器人和液体的总重力，对地面产生的压强
（2）在匀速行驶过程中所受阻力为总重力的0.1倍，匀速行驶过程在牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，在水平地面匀速直线前进的过程中，防疫喷雾机器人牵引力
该机器人做的功
（3）牵引力做功的功率
答：（1）该机器人对水平地面的压强为4500Pa；
（2）该机器人做的功为81000J；
（3）该机器人做功的功率为270W。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）拉力F所做有用功的大小为
（2）由图知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为
所以拉力F做的总功为
则拉力F做功的功率为
（3）所以此过程中动滑轮的机械效率为
答：（1）拉力F所做有用功的大小为；
（2）拉力F做功的功率为；
（3）此过程中动滑轮的机械效率为。
14．（1）8×104W；（2）8×105J；（3）40%
【详解】（1）汽车在10~20s匀速运动，所以牵引力为
F=f=4000N
则汽车在10~20s内发动机的功率为
P=Fv=4000N×20m/s=8×104W
（2）因汽车一直以恒定功率行驶，则汽车在0~10s内的牵引力做的功为
W=Pt=8×104W×10s=8×105J
（3）燃烧了0.04千克汽油，放出的热量为
Q=mq=0.04kg×=2×106J
前10s内发动机的效率为
η=×100%=×100%=40%
答：（1）汽车在10~20s发动机（牵引力）的功率为8×104W；
（2）在0～10s内汽车牵引力做的功是8×105J；
（3）前10s发动机的效率是40%。
15．（1）5×105Pa；（2）0.3m/s；（3）3.6×103J，60W
【详解】（1）机器人静止时对水平地面的压力
F = G =mg=50 kg×10 N/kg = 500 N
则机器人静止时对地面的压强
（2）机器人在送餐服务时运动的速度
（3）机器人送餐服务过程中匀速移动，牵引力等于阻力，因此机器人克服阻力所做的功
W = Fs=200 N×18 m =3.6×103 J
机器人做功功率
答：（1）机器人在静止不动时对水平地面的压强是5×105Pa；
（2）此机器人在送餐服务时运动的速度为0.3m/s；
（3）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功为3.6×103J；功率是60W。
16．（1）250W；（2）20J；（3）80%
【详解】解：（1）根据题意有，拉力做的总功为
小明拉动拉力器的功率为
（2）拉动拉力器过程中做的有用功为
则克服摩擦所做的功为
（3）根据题意有拉力器的机械效率为
答：（1）小明拉动拉力器的功率为250W；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功是20J；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率是80%。
17．（1）100N；（2）8000Pa；（3）30W
【详解】解：（1）沙袋的重力
（2）小亮受到了重力，和杠杆对小亮向上的拉力，地面对小亮的支持力，则小亮对地面的压力为
此时小亮对地面的压强
（3）根据相似可知，将沙袋匀速提高0.6m，小亮对杆下降的距离为
经整理可知
小亮对杆做的功为
小亮对杆做功的功率
答：（1）沙袋的重力为100N；
（2）此时小亮对地面的压强为8000Pa；
（3）小亮对杆做功的功率为30W。
18．（1）180W；（2）20kg；（3）66.7%
【详解】解：（1）由图知，由两段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
拉力F的功率为
（2）建筑材料对地面的压力为
建筑材料对地面的压力等于它的重力，建筑材料的重力为
建筑材料的质量为
（3）拉力做的有用功为
此滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F的功率为180W；
（2）建筑材料的质量为20kg；
（3）此滑轮组的机械效率为66.7%。
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