初二物理功率和机械效率计算题提高训练(精选)汇总_初物_1初中物理

初中物理计算题提高训练——功率和机械效率 1、2011年5月22日，世界内河上最豪华的邮轮——“长江黄金l号”在重庆朝天门下水首航。如图所示， 一架重力为9×l04N的直升飞机在20s内竖直下降10m，最后停在邮轮的停机坪上。求： （1）飞机竖直下降20s内的平均速度； （2）飞机竖直下降20s内重力做的功。 2、某工地上，一架起重机将质量为2t的货物以0.1m/s的速度匀速提升10m后又水平匀速移动5m， 求：（1）在整个过程中，起重机对货物做的功； （2）在货物上升的过程中，起重机对货物做功的功率。(g取10N／kg) 3、小林响应学校“节能环保”的倡导，上学由做公交车改为骑自行车，小林家与学校的距离为3 km，他骑 车10 min就可以到达学校。求： （1）小林骑车的平均速度为多少？ （2）若自行车受到的平均阻力为80 N，则他在这段骑车的过程中克服阻力做了多少功？ 4、如图所示，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜 坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%。求卡车：（1）对水平路 面的压强；（2）爬坡时的牵引力；（3）爬坡时的速度． 15、如图所示，动滑轮重20N，物体重80N，不计绳重和摩擦。 （1）请你在图中画出一种绕绳方法． （2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1m时， 求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率． G 物 6、如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180 N的物体，所用的拉力为200 N，在5s内物体升高的高 度为2 m．此过程中，求： （1）有用功； （2）总功的功率； （3）定滑轮的机械效率． 7、如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如 表所示。 求：（1）手的拉力所做的有用功； （2）手的拉力所做的总功。 8、总质量为4500kg的汽车在一段平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了1min。若汽车的牵引力为 2×104N，与路面的总接触面积为0.15m2。（g=10N／kg）求： （1）汽车行驶的路程。（2）汽车牵引力做的功。（3）汽车停在水平路面时，对路面的压强。 9、5月19日上午，装载着两台大型桥吊的“振华2 3号”轮在舟山大浦口码 2头靠岸。这两台桥吊将是舟山港起吊速度最快、起重量最大、外伸距最长的集装箱桥吊，将大大提高舟山 港的集装箱吞吐能力。(g=10N／kg) （1）桥吊一次最多能起吊6 5吨的货物，6 5吨货物的重力为多大? （2）若将6 5吨的货物竖直吊起2 0米，用时200秒，则桥吊对货物做了多少功?功率 有多大? 10、如图所示的是某建筑工地上使用的提升机，用它能将装在货箱A中的建筑材料提升到高处。若拉力F 做功的功率为2000W，重为2400N的建筑材料在18s内被匀速提升10m，求： （1）提升机做的有用功；（2）提升机的机械效率；（3）拉力F的大小。 11、五岳之首的泰山是我国著名的旅游胜地，人们可乘坐索道吊车观赏泰山美景（如图所 示）．据了解，中天门索道全长约2078m，上、下高度差约600m，单个吊车载满人后的总重是6000N．以单 个吊车载满人为例，问： （1）若吊车与索道的接触面积是0.02m2，索道承受的压强多大？ （2）若吊车从索道最高处运行到最低处需要10分钟，重力做功的功率是多 大？ 12、在新农村建设中，为将—批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中 动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问： 3（1）每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少? （3）为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建 材，建材匀速上升时的速度为0.4m/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220V 0.8kW”、“220V 3kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。 13、五一节，小豪一家去公园游玩，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400 kg。(g 取l0N/kg) （1）若车上人的总质量是200 kg，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? （3）从环保角度分析，太阳能电动观光车与普通汽车相比，具有哪些优点? (写出一条即可) 14、在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某 次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。求 在此过程中： （1）有用功； （2）拉力F的功和功率； （3）滑轮组的机械效率。 15、电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具。如图所示的这辆电动车自身重量 为600N，两个车轮与地面的总接触面积为200cm2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa。 （1）该车的最大载重量是多大? 4（2）该车每次充电能储存电能3×106J，电能转化为机械能的效率为80％．若车以某一速度匀速行驶，受到 的阻力是40N，求该车充一次电后，最多能跑多远? 16、你知道水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮动。有的利用特 制的履带划水前进，有的用螺旋桨推进，有的用推进器喷水前进。中国某型号的水陆两用坦克，它的总质 量22吨，配备发动机的功率420千瓦。水上最大速度14千米/小时，陆地最大速度54千米/小时。请你根 据短文中的信息，解答下列问题：(g= 10牛/千克) （1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22米3，则所受的浮力约为 牛。（ρ =1.0×103千 水 克/米3） （2）该水陆两用坦克停在水平地面上时，履带着地总面积为4米2，坦克对地面的压强是多少帕？ （3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54千米（发动机正常工作），行驶过程中受到的牵引力 多大？ 17、我市大部分耕地是低产盐碱地，近年来政府加大投入，采用“上农(林)下渔”、“深沟排碱”和“暗管 改碱”三种模式改良。在盐碱地改造工程中，应用的主要机械是专门排送泥浆的泥浆泵,泥浆泵工作时,首 先由高压水枪喷射出的水柱将泥土冲起，再利用泥浆泵将泥浆抽送到目的地。下表是某型号泥浆泵的有关 参数。已知泥浆的平均密度为2.0 ×103kg/m3，取g=10N/kg。求泥浆泵按所标参数满负荷工作一小时（以最 大功率工作，每小时将60 m3的泥浆竖直提高l5m）： （1）所抽泥浆的质量； （2）泥浆泵对泥浆所做有用功的功率。 18、现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬到1.2m高的车厢上，他们用木板在车厢与地面之间 搭成一个长度约为4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推 上车。求： （1）该斜面的机械效率是多少? （2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大? 19、用l00 N的水平力推着小车在水平面上做匀速直 线运动， 5s内小车前进了10 m，则在这段时间内：（1）物体运动的速度是多大?（2）推力做功是多少?（3）推力的功 率是多大? 20、小明健身用的拉力器结构如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在 2s内匀速 升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求： （1）所拉配重块的重力； （2）2s内配重块运动的速度； （3）此过程中拉力器的机械效率． 521、小明同学的质量是50 kg，每只脚与地面的接 触 面 积 是 200 cm2，1min 内爬楼梯的高度为 12m (g 取 10N/kg)．求 小明： （1）双脚站立时对地面的压强；（2）爬楼梯至少做的功；（3）爬楼梯的 站名 到站时间 开车时间 功率． 海口 10:15 22、东环铁路的开通为我省的交通运输开启了新的里程碑。 博鳌 11:21 11:22 （1）根据下表的信息，算出D7305次动车从海口到三亚的平均速度大 三亚 12:12 约为多少km/h。（已知海口到三亚的距离大约是308km，计算时各物理量可用近似值） （2）动车组功率为5000kW，求动车组匀速行驶6min所做的功。 （3）电力牵引的动车组与内燃机车牵引的列车相比，除了功率大、速度快外，还具有哪些优点？（从环保角 度答出两点） 电动机 （4）请运用物理知识解释：旅客在站台上候车时为什么必须站在安全线外？ 23、图8是提升货物的某升降机示意图。货厢内所装货物的重力是6000 N，货厢的重力是 2000 N。若不计钢丝绳和动滑轮的重力，不计摩擦。试求： （1）在匀速提升中，若货物与货厢底部的接触面积是2 m2，则货物对货厢底部的压强是多 货箱 少? 货物 （2）在匀速提升中，钢丝绳上的拉力是多少? （3）若升降机在30s 内将货厢和货物匀速提升6 m，则钢丝绳自由端拉力的功率是多少? 24、如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变，电动机线圈电 阻为1Ω，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中，电路 中的电流为20A，动滑轮的机械效率为80%（g=10N／kg）。则： （1）电动机所施加的拉力F做的功是多少？ （2）电动机所施加的拉力F是多少？ （3）电动机线圈电阻的发热功率是多少？ （4）试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。 25、如图所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运 动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳 子足够长。求： （1）物体A与水平面间摩擦力f的大小； （2）拉力F的大小； （3）物体A运动10s 的过程中，拉力F所做的功。 26、电动汽车越来越受到人们的青睐，电动版朗逸是大众汽车首款完全在中国开发的车型。它已在北京车 6展上和世人见面。朗逸电动车由安装在车头部位的电动机驱动，电动发动机的最大功率为85kW，持续输 出功率是50kW；该车具有出色的动力表现，从静止加速到100km/h用时11s，运动路程为165m。电池系统 是由锂离子电池单元组组成，容量为26.5kW·h，充满电连续行驶里程（60km/h等速状态下）为150km；电 池可以通过家用220V电源直接充电，充满电所需时间为6h。请根据以上信息，求： （1）电池在家用电源下的充电电流； （2）电动汽车充满电连续行驶的时间； （3）电动汽车从静止加速到100km/h的过程中的平均速度； （4）在持续输出功率下，当电动汽车以100km/h的速度匀速行驶时，电动机所提供的牵引力。 27、如图所示，小红在探究斜面的机械效率时，用力把重为25N的物体沿着高为10cm的斜面，从底 端匀速拉到顶端，拉力克服摩擦力做了l.5 J的功. 求: （1）拉力在该过程中所做的功； （2）该斜面的机械效率： 28、如图，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。 他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000N。 （1）把木箱由B处推动A处，用了30s时间，求木箱的 运 动速度。（2）小明推木箱做了多少功？ （3）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留 一 位小数） 29、下图是某城市的地铁设计方案，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。为了充分利用能量，上坡 前就关闭发动机，利用惯性冲上缓坡。已知火车进站、停站、出站的时间分别为30s、60s、30s，火车的功率 为4800kW(并保持不变)，火车车身长300m。求： （1）火车在进站、停站、出站的过程中平均速度的大小； （2）火车出站后以l08km/h速度水平匀速直线行驶时，其牵引力的大小； （3）火车在水平匀速直线行驶时受到阻力的大小。 30、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， 7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? 31、2011年3月11日，日本发生9.0级地震， 地震引发海啸。 受此影响，福岛第一核电站发生爆炸，多个 反应堆机组起 火。3月19日中国某企业向日本捐赠了一台 62 米臂长的 泵车，该泵车主要参与核电站反应堆的注水降温工作。请完成下列问题： （1）这台泵车从长沙启运，经过25小时、1200千米的长途运输送达上海，再海运到日本。求运送这台 泵车从长沙到上海的平均速度是多少千米／时? （2）这台泵车在1小时内将180吨水注入到核反应堆机组内，假设注水高度为50米，求该泵车需对这 些水做功多少?[来 32、2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，。该车功率极大，最大车速能 达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速 直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。问：在测试过程中， （1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？ （2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？ （3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？ 33、河池飞机场位于河池市西北方向的见塘山，距离河池市中心37公里。2008年12月开工至今年4月， 土石方工程已基本完工。在建设机场的过程中，挖掘机发挥了重要的作用。在工程施工中使用的某型号挖 掘机如图甲所示， 它的有关数据如右表所示。挖掘机在运送砂土过程中，装有1.8×104N砂土的铲斗用4s 以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将砂土卸到汽车 上。求： （1）铲斗从A点移到B点经过的路程。 （2）挖掘机静止且不工作时（如图甲所示）对水平地面的压强。 （3）如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60kW，此过程挖掘机的机械效率。 8参考答案： h 10m 1、解： （1）v  0.5m/s；（2）W Gh9104N10m 9105J t 20s 答：（1）飞机竖直下降20s内的平均速度为0.5m/s；（2）飞机竖直下降20s内重力做的功为9×105J。 2、解：（1）因为匀速运动，所以起重机对货物的拉力F=mg=2×103kg×10N/kg=2×104 N，在整个过程中， 起重器只在匀速提升货物的过程中对货物做了功，故W=Fs=2×104 N×10m=2×105 J。 （2）在货物上升的过程中，起重机对货物的拉力F=2×103kg×10N/kg=2×104 N，拉力移动的速度大小为 v=0.1m/s，故起重机对货物做功的功率P=Fv=2×104 N×0.1m/s=2×103W。 或者先求出重物上升的时间t=s/v=10m/0.1m/s=100s，已知在货物上升的过程中，起重机对货物做的功 为W=2×105 J，可求出功率P=W/t=2×105 J/100s=2×103W。 3、（1）5 m/s （2）2.4×105 J 4、解：（1）对水平路面的压强p= = = =6.4×104Pa． （2）因为W =W ×η ①；W =Gh ②；斜面长度s=2h（倾角为30°） ③； 有 总 有 由①～③得 s= ，∴F = =W × = = =2×104N． 引 总 （3）由P=F V，所以爬坡时的速度v= = =4.8m/s。 引 点评：本题考查压强、牵引力和速度的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道在水平面上 9压力等于物体自身的重力和斜面的应用原理． 5、 题图 甲 乙 解：本题由于没规定绳子段数和动力方向，因此有两种不同的思路： 思路一：重物和动滑轮有两段绳子承担 （1）绕绳方法如上图甲图所示。 （2）①根据省力公式 ，F= = =50N；② W =G h=80N×1m=80J，W 有 物 总 =Fs=50N×2×1m=100J；③滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%。 思路二：重物和动滑轮有三段绳子承担 （1）绕绳方法如上图乙图所示。 10（2）①根据省力公式，F= = =33.3N；② W =G h=80N×1m=80J，W 有 物 总 =FS=33.3N×3×1m=99.9J≈100J；③滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%． 点评：（1）绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的 几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。（2）由此题也可以得出，滑轮组的机械效率与被提 升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等有关，与绳子的绕法和段数无关。 6、：本题考查简单机械中的有用功、功率、机械效率的计算。 7、解：（1）手的拉力所做的有用功就是克服钩码重力所做的功，即W =Gh=100N×0.3m=30J。 有用 （2）手的拉力所做的总功W =Fs=60N×0.6m=36J。 总 8、解：（1）汽车行驶的路程s=v t =20m/s×60s=1200m。 （2）牵引力做功W =Fs=2×104N×1200m = 2.4×107J。 （3）对路面的压力F =G=mg=4500 kg×10N/kg=4.5×104N，压强为p= F /S=4.5×104N/0.15 m2=3×105Pa。 压 压 9、解：（1）根据重力与质量的关系G=mg可求出，65吨货物的重力为G=mg=65×103千克×10牛顿／千克 ＝6.5×105牛 （2）桥吊对货物所做的功等于克服货物重力所做的功，即W=Gh=6.5×105牛×20米=1.3×107焦，功率P＝ W/t＝1.3×107焦／200秒＝6.5×l04瓦。 10、解：（1）提升机做的有用功W =Gh=2400N×10m=24000J。 有用 （2）拉力做的总功W =Pt=2000W×18s=36000J，提升机的机械效率η= = ×100%≈66.7%． 总 （3）拉力F移动的距离S=2h=2×10m=20m，拉力F= = =1800J． 1111、解：（1）已知吊车与索道的接触面积是0.02m2，索道承受的压力等于单个吊车载满人后的总重力 是6000N，即F=G=6000N，由压强的计算公式得：p=F/S=6000N/0.02m2=3×105Pa。 （2）t=10min=600s，由功的计算公式得：W=Gh=6000N×600m=3.6×106J；由功率的计算公式得： P=W/t=3.6×106J/600s=6000W。 点评：本题综合性较强，考察压强、功、功率的计算，做题时要熟练掌握相关的计算公式，注意单位统 一。 12、.解：此题考查滑轮组、机械效率、功率及其相关知识点。 （1）有用功W =Gh=400N×10m=4000J，额外功W =G h=100N×10m=1000J。 有 额 动 （2）由于总功W = W +W =4000J+=1000J==5000J，故机械效率η= W 有 = 4000J 。 总 有 额 80% W 5000J 总 （3）提升四箱建材时的总功W’ = W’ +W’ =4×4000J+100J=17000J，将重物匀速提升至10m高处所需 总 有 额 时间t= s = 10m =25s，则提升四箱建材的总功率P= W' =1700J =680W=0.68kW， 故应选择型号为 总 v 0.4m/s t 25s “220V 0.8kW”的电动机才能使配置更为合理。 13、解：（1）光观车静止在水平地面上，它对地面压力的大小等于车和车上人重力的大小，即 F = G =(m +m )g=(400 kg ＋200 kg) × l0N/kg =6000N ， 总 车 人 F 6000N 观光车对水平地面的压强：P=  =1.2×105Pa。 S 0.05m2 （2）观光车5min行驶的路程：s=vt=5 m/s×5 ×60s =1500m，观光车克服阻力做的功： W=Fs=fs=200N×1500m =3×l05J。 （3）节能； 噪声小；无尾气 (答案合理均寸得分) 答：观光车对水平地面的压强为1.2×105Pa，克服阻力做的功为3×l05J。 14、解：（1）有用功W ＝Gh＝4000×10J＝4×104J 有 （2）拉力F的功：W ＝Fs＝F×2h ＝2500×2×10J＝5×104J，拉力F做功的功率 总 P＝W ＝5104 ＝1.25×103W W t 40 （3）η＝ W 有 ×100%＝4104 ×100%＝80% W 5104 总 15、解：（1）该车车胎能承受的最大压力是F=pS=2×105Pa×200×10-4m2=4×103N，该车的量大载重量 G=4×103N-600N=3.4×103N。 （2）电能转化为机械能W=W η=3×106J ×80％=2.4×106J，当车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即 电 F=f=40N，所以车充—次电后，量多能跑的距离为s=W／F=2.4×106J／40N=60000m=60km。 1216、解：（1）F =ρ gV =1.0×103千克/米3×10牛/千克×22米3=2.2×105牛。 浮 水 排 （2）该水陆两用坦克停在水平地面上时，坦克对地面的压力等于坦克的重力，即 F=G=mg=2.2×104千 克×10牛/千克=2.2×105牛，坦克对地面的压强是P=F/S=2.2×105牛/4米2 =5.5×104帕。 （3）坦克行驶的速度为v=54千米/小时=15米/秒，发动机正常工作时的功率为P=4.2×105瓦，根据公式 P=Fv可得，坦克正常行驶时受到的牵引力为F=P/v=4.2×105瓦/15米/秒=2.8×104牛。 17、解：（1）所抽泥浆的质量m=ρV=2.0×l03kg／m3×60m3=1.2×105kg。 （2）泥浆泵对泥浆所做有用功W =Gh=mgh=1.2×105kg×10N／kg ×l5m=1. 8 ×107J， 有 泥浆泵对泥浆所做有用功的功率： 18、解：（1）将包装箱直接提升1.2m做的功为有用功，利用W =Gh计算；沿斜面推上去推力做的功 有用 为总功，利用W =Fs计算，再利用效率公式求斜面的机械效率 总 W =Gh=3000N×l.2m=3.6×103J，W =Fs=1200N×4m=4.8×103J， 有用 总 W 3.6103J η 有用  75% W 4.8103J 总 （2）因为W =W +W ，据此求出额外功，而利用斜面做的额外功就是克服摩擦做的功，利用W 总 有用 额外 额 =fs求摩擦力大小。 ∵W =W +W ，∴W =W ﹣W =4.8×103J﹣3.6×103J=1.2×103J，∵W =fs， 总 有用 额外 额外 总 有用 额外 ∴摩擦力大小： W 1.2103J F  额外  300N 摩 s 4m 答：（1）该斜面的机械效率是75%；（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力为300N。 点评：本题考查了使用斜面时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，区分有用功和总功、知道 有用功、额外功、总功、机械效率的具体关系是本题的关键。 s 10m 19、解：（1）根据s=vt可得，物体运动的速度v=  2m/s。 t 5s （2）推力F=100N，小车在推力方向上的路程为s=10m，所以推力做功W=Fs=100N×10m=1000J。 （3）推力的功率为P=W/t=1000J/5s=200W。 20、解：（1）G mg 20kg10N/kg200N s 0.4m （2）v  0.2m/s。 t 2s （3） ， ， W Fs250N0.4m100J W Gs200N0.4m80J 总 有 W 80  有 100% 100%80% W 100 总 21、解：（1）小明双脚站立时对地面的压力等于小明受到的重力，即F=G=mg=50 kg×10N/kg=500N，地 13面的受力面积S=2×200cm2=0.04m2，双脚站立时对地面的压强：p=F/S=500N/0.04m2=1.25×104Pa。 （2）爬楼梯至少做的功等于克服自身重力所做的功，即W=Gh=500N×12m＝6×103J。 （3）爬楼梯的功率：P=W/t=6×103J/60s=100W。 答：双脚站立时对地面的压强是1.25×104Pa，爬楼梯至少做功6×103J，爬楼梯的功率是100W． 22、解：（1）已知海口到三亚的距离大约为s=308km，查表可知，动车从海口到三亚所需的时间大约为 2h，即t=2h，所以，动车的平均速度v＝s/t＝308km/2h＝154km/h。 （2）动车组牵引力做的功：W＝Pt＝5000kW×（6/60）h＝500 kW·h或W＝Pt＝5×106W×6×60s＝1.8×109J （3）①噪声小 ②没有尾气排放，几乎没有废气污染 （4）因为动车行驶时会带动周围空气流动，由于流体流速快的地方压强小，旅客站在安全线内可能会 被气流卷入铁轨，造成危险。 23、解：（1）已知货物对货箱底部的压力F =G =6000N，货厢底部的受力面积S=2m2，可求得货物对货厢 1 1 底部的压强p=F /S=6000N／2m2=3000Pa。 1 （2）在匀速提升中，货物和货厢的总重量为G=G +G =6000N+2000N=8000N，根据升降机的结构可知， 1 2 钢丝绳上的拉力 F =G／4=8000N／4=2000N。 2 （3）钢丝绳自由端拉力在30s内所做的功为W=F s=F ×4h=2000N×4×6m=48000J，功率为 2 2 P=W/t =48000J／30s=1600W。 答：（1）货物对货厢底部的压强是3000Pa。（2）钢丝绳上的拉力是2000N。（3）钢丝绳自由端拉力的功 率是1600W。 24、解：（1）拉力做的有用功W =Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J，拉力所做的功 有用 W = W /η=8.64×104J /80%=1.08×105J。 有用 （2）因为W =Fs，所以拉力为F= W/s= W/2h =1.08×105J/2×16m=3375N。 （3）电动机线圈电阻的发热功率 P =I2R=（20A）2×1Ω=400W。 热 （4）因能量守恒，电动机的拉力做功的功率为：P = P - P =20A×380V -400W =7.2×103W，又因为： 总 热 P=W/t，所以电动机提升货物所用的时间：t = W/P =1.08×105J /7.2×103W =15s。 25、解：（1）因为物体A做匀速直线运动，故物体A与水平面间摩擦力f =T，而弹簧测力计的示数为 12N，所以f =T =12N。 （2）因为物体做匀速直线运动，在水平方向上受到平衡力作用故作用在动滑轮上的拉力 F=2T=2×12N=24N. （3）物体A运动10s，通过的距离s = v t = 0.1m/s×10s = 1m，拉力F移动的距离s′=s / 2= 1m /2 =0.5m，拉力 F所做的功W=F s′=24N×0.5m=12J。 26、解：（1）电池容量即为电池所储存的电能：W=26.5kW·h=26.5×3.6 ×106J=9.54 × 107J，由W=UIt得：电 14W 9.54107J 池在家用电源下的充电电流：I   20A(或20.1A）。 Ut 220V63600s s （2）电动汽车充满电连续行驶的路程s=150km，行驶速度v=60km/h，由v 得，电动汽车充满电连续 t s 150km 行驶的时间t   2.5h 。 v 60km/h s （3）电动汽车从静止加速到100km/h时的路程s=165m，所需时间t=11s，由v 得，汽车的平均速度： t s 165m v  15m/s。 t 11s W Fs （4）该电动汽车的持续输出功率P=50kW，持续运动的速度为v=100km/h，由P  Fv得，此时 t t P 50103W 电动机所提供的牵引力F   1.8103N。 v (1003.6)m/s 27、解：沿斜面拉升物体时，拉力做的功为总功，克服物体重力所做的功为有用功，克服斜面摩擦力做 的功为额外功。本题中，W =1.5J。 额 （1）该过程中，克服物体重力做的功即有用功为W =Gh=25N×0.1m=2.5J，额外功W =1.5J，所以总功 有 额 即拉力做的功为W =W +W =2.5J+1.5J=4J。 总 有 额 （2）斜面的机械效率为η=W /W =2.5J/4J=62.5％。 有 总 28、解：（1）v=s/t=3m/30s=0.1m/s （2）W=Fs=600N×3m=1800J （3）W =Gh=1000N×l.5m=1500J， = W /W=1500J/1800J= 83.3％。 有 有 29、解：（1）火车在进站、停站、出站的过程中，需要的总时间为t =30s+60s+30s=120s，总的路程 总 s =900m+300m+900m+300m=2400m，所以平均速度的大小为v=s /t =2400m/120s=20m/s。 总 总 总 （2）火车出站后水平匀速运动的速度v=108km/h=30m/s，火车的功率P=4800kW=4.8×106W，根据P= W  Fs Fv可得，火车牵引力的大小为 F  P  4.8106W 1.6105N 。 t t v 30m/s （3）因为火车在水平方向上匀速直线行驶，所以火车在水平方向上受到平衡力的作用，即其受到的阻 力大小等于牵引力的大小，即f=F=1.6×105N。 30、解：在这个过程中，克服物体重力所做的功为有用功，拉力所做的功为总功。 （1）W =Gh=600N×4m=2400J。 有用 （2）重物上升4m，拉力移动距离为s=4h=16m，拉力所做的功W=Fs=250N×16m=4000J，拉力的功率为 P=W/t=4000J/20s=200W。 15（3）拉力所做的功为总功，即W =W=4000J，滑轮组机械效率是η=W /W =2400J/4000J=60％。 总 有用 总 31、解：（1）运送这台泵车从长沙到上海的路程为1200千米，时间为25小时，根据公式v=s／t 可得， 运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是v=s／t =1200千米／25时＝48千米／时。 （2）180吨水的重力为G=mg =180000千克×10牛／千克=1.8×106牛，要想把这些水注入到50米高的核 反应堆机组内，该泵车需对这些水做功W=Fs=Gh =1.8×106牛×50米=9×107焦。 32、解：(1) 超音速汽车匀速直线行驶，受到的是平衡力 ∴F=f=2×105N (2)汽车牵引力所做的功W=Fs=2×105N×2000m=4×108J，功率P=Fv=2×105N×400m/s=8×107N。 s s 2000m W 4108J 或者由v ，得t   5s，P  8107W。 t v 40m/s t 5s (3)这样设计的好处是为了减小阻力。 33、解：（1）铲斗从A点移到B点的速度为 υ=2.4m/s，时间为t=4s，所以经过的路程为 s= υt=2.4m/s×4s=9.6m。 （2）挖掘机静止且不工作时，对水平地面的压力F=G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N，接触面积S=4.5m2， 对地面的压强p=F/S=9×104N/4.5m2=2×104Pa。 （3）挖掘机在运送砂土过程中，做的有用功W =Gh =1.8×104N×8m=1.44×105J，送料过程中挖掘机做 有用 总 的总功W =P t =6×104W×6s=3.6×105J，该过程的机械效率 η=W /W =1.44×105J/3.6×105J=40%。 总 送 总 有用 总 16