功和功率练习题(含问题详解)

功和功率
八、计算题(本题包含24小题，每题？分，共？分)
79．(05市)一辆轿车在水平路面上匀速直线行驶，轿车上的速度表如图所示。

求：⑴轿车行驶的速度是多少米/秒？
⑵在2min轿车行驶的路程是多少千米？
⑶若轿车发动机提供的牵引力为F＝1600N，则轿车通过上述路程牵引力做的功为多少焦？
80．(04)2004年5月27日上午9时，黑石铺湘江大桥正式竣工，黑石铺大桥东起开心区大托铺，与107国道相接，西至城县苹塘镇与319国道相连，使长常高速公路与京珠高速公路连在一起，大桥全长3068m，一辆质量为2.0×103kg的小汽车，从桥东匀速至桥西所用时间为200s，所受的阻力是2.0×103N，问：
（1）小汽车从桥东到桥西行驶的速度是多大？
（2）小汽车引力所做的功是多大？
（3）小汽车此时的功率是多大？
81．(04)某电梯公寓楼高约40m，完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×104m3，还需要使用其他建筑材料3.5×104t，混凝土密度为2.5×103kg/m3，取g=10N/kg。

求：
（1）已知自来水密度为1×103kgm/m3，若要从地面向楼顶提供自来水，加压设备至少需给水施加多大的压强？
（2）若每天要把120m3的水从地面送到楼顶，每天至少应对水做多少功？
（3）测量表明，该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×106Pa，若房基与地面的接触面积为1×103m2，则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少？
82．(00东城区)如图所示，物体A的质量为50kg，当力F为100N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进0.5m所用的时间为10s,(不计绳和滑轮重)求:
(1) 物体A受到的重力. (2) 物体A受到的摩擦力.
(3) 力F做的功. (4) 力F做功的功率.
83．(05市)一块水田面积为2400m2要灌平均0.1m深的水。

不计水渗透的损失，求：
（1）所灌水的体积。

（2）所灌水的质量。

（3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率为 2.4kw，抽这些水要用多长时间？（ρ水＝1.0 x103kg/m3,g=10N/kg)
84．(04)前不久，闽江口发生一起两船相撞事故，致使一货船沉入几十米深的江底。

假设沉船上有一只体积为0.02m3，重为500N的密闭保险箱。

现用绳子将保险箱从江底匀速向上拉，在50s提升了10m（未露出水面），此过程中：（不计水的阻力，g取10N/kg）
（1）保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各多大？
（2）保险箱上升的速度多大？
（3）拉力做了多少功？
85．一个边长为10cm，密度为0.44×l03kg/m3.的正方体木块漂浮在水面上，将它匀速压入水中，经过的竖直距离为5m，压力做了多少功?(g＝9.8 N/kg)
86．用如图所示的滑轮组捞起一块重2548N的花岗岩石块做了31360J的功，该处湖深是多少?(ρ石＝2.6×103kg/m3)
87．(05市)如图所示，物体G所受到的重力大小为40N.
（1）在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m，求拉力F1在这一过程中对物体所做的功.
（2）若将该物体放在倾角为300的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m，此时拉力F2的大小恰为20N，求拉力F2在这一过程中对物体所做的功.
（3）比较上述两种情况，你能得出什么结论？
88．(00省中考)用1台功率为30千瓦的电动机带动水泵抽水供给高出水面30米的水箱,已知水箱的容积为60米3,抽水装置的机械效率为60%.求:
①水箱充满水后,水箱水的质量.
②需要多少时间才能把空水箱注满水.(ρ水＝1.0×103kg/m3,g＝10牛/千克)
89．(04)一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中
⑴轿车速度为多少km/h? 合多少m/s?
⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？
⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q汽油＝4.6×107J/kg）
90．(03省)站在地面上的人用滑轮组把重960牛的货物由地面匀速提升到4米的高处,所用的时间是8秒,人作用在绳子自由端的拉力为600牛.(不计摩擦和绳重)
①依据题意在图中画出绳子的绕法.
②请根据已知条件设疑并解答.(至少求出4个物理量)
91．(05课改区)一台起重机将质量为420kg的货物提高了5m，如果额外功是9000 J。

求:（l）起重机做的有用功和总功；
（2）在此过程中起重机的机械效率。

（取 g=10N/kg）
92．(04)如图所示，一个工人用滑轮组提起600N的货物，所用的拉力是250N，绳自由端被拉下3m，求滑轮组的额外功和机械效率．
93．(04课程标准)明同学用如图所示的滑轮组做"测滑轮组的机械效率"的实验时，拉线的绕法如图所示。

每个钩码重均为0.5N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数为1N，问：
⑴在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？
⑵滑轮组的机械效率是多少？
⑶为什么总功总是大于有用功？
94．(05市)工人用一个动滑轮，将质量为20kg 的货物竖直提高了2m 。

己知该动滑轮的机械效率为80 % ，求工人的拉力。

小明解此题的思路是：因为使用动滑轮省一半力，所以
F=G/2=mg/2；又因为此滑轮的机械效率η＝F/F′，故所求拉力F′＝F/η，即得。

请判断小明的思路是否正确？若正确，请按其思路代入数据，解出此题；若不正确，请指出错在那里？然后写出你认为正确的解题过程，并求出拉力。

（取g=10N/kg）
95．(04北碚)建筑工地上工人利用滑轮组使2000N重物匀速升高5m所用的时间是50s。

如果工人做的功是12500J。

⑴工人做功的功率是多少？
⑵滑轮组的机械效率是多少？
96．(02)用如图所示的滑轮组在10s将重物提升了10m,绳子自由端的拉力大小为200N,滑轮组的机械效率为85%,不计摩擦,求:
(1)拉力的功率；
(2)物体的重力；
(3)动滑轮的重.
97．(05德阳课改区)如图所示是德什大桥工地上一台起重机吊臂上的滑轮组，它在50s将重为2.4×104N的钢材匀速提高10m。

已知拉力F为104N。

则这个过程中：
（1）拉力F做了多少功？拉力F的功率多大？
（2）滑轮组的机械效率多大？
（3）题中少了哪两个数据仍能求出滑轮组的机械？
98．(03)一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车重为8×104N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组机械效率为80%,问:
(1)该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?
(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.2m/s,则司机做功的功率是多少?
99．(04)一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N。

求石块在上升过程中(1)石块受到的浮力为多少?(2)绳的自由端拉力做功为多少？(3)动滑轮的机械效率为多少？(ρ石=3×103kg/m3、g=10N/kg )
100．用如图所示的滑轮组(绳重及摩擦不计)将重79N的铁块匀速提升2m，拉力F做功200J，求：
(1)滑轮组的机械效率．
(2)若将铁块浸没水中，仍用该滑轮组将其在水中匀速提升2m(不计水的阻力)，则此时滑轮组的机械效率是多少?(P铁＝7.9×103kg/m3，g＝10N/kg)
101．(04)如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3,滑轮组的机械效率是70％．(g取10N／kg，滑轮和绳子的重力忽略不计)
求：(1)圆柱体在水中所受的浮力．
(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功．
(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断?
102．(05市)某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计)，船的总质量为7.92×103kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是0.3m/s，(g＝10N/kg)求：
(1)滑轮组的机械效率．
(2)人拉绳的功率．
参考答案
八、计算题(本题包含24小题)
79.解：⑴从图中知轿车的速度为v＝90km/h……………………（1分）
v＝90km/h＝25m/s…………………（1分）
⑵由
s
v
t …………………………………（1分）
得s＝vt＝25m/s×2×60s＝3000m＝3km……………………（1分）
⑶通过这段路程牵引力对轿车所做的功 W＝Fs＝1600N×3000m
＝4.8×103J…………………（1分）
答：略。

80.解：（1）v=S/t=3068m/200s=15.34m/s
（2）由二力平衡条件可得F=f=2.0×103N
W=FS=2.0×103N×3068m=6.14×106J
（3）P=W/t=6.14×106J/200s=3.07×104W
81.解:
(1)
(2）
(3）设混凝土、其它建筑材料和其余部分的质量分别为m1、m2和m3，总重为G
当m3最大时，G最大，大楼对地基的压力F最大，地基承受的压强达到最大值
82.(1)G=490N;(2)f阻=200N;(3)W F=100J;(4)P F=10W.
83.解：（1）V＝Sh=24000m2 x0.1m=240m3
(2）m＝ρV ＝1.0 x l03 x240m3=2.4 x105k
(3)W=Gh`=mgh`=2.4x 105kgx 10N/kgx 2m=4.8x 106 J
(4)由p=w/t 得 t=w/p=4.8 x106 J/2.4 x 103 W=2 x 105s
84.解：（1）保险箱在水中所受的浮力…（1分）
代入数据得…（1分）
绳子的拉力大小为……（1分）
（2）保险箱上升速度的大小为 v＝h／t＝10m／50s＝0.2m/s ……（1分）
（3）拉力做的功为………（2分）
85
86. 87.（5
分）解：（1）拉力F1做的功（2）拉力F2做的功
W1= F1h ………（1分）W2= F2S ………（1分）
= 40×0.5 J = 20×1 J
= 20 J ……（1分） = 20 J ……（1分）
（3）结论：使用斜面可以省力，使用斜面不能省功（1分）（只要答出其中之一就可得1分）
88.(1)m水=6×104kg;(2)t=1000s.
89.解：⑴轿车的速度为90km/h …………1分
………1分
⑵由得：……1分
因轿车匀速运动，受力平衡
所以阻力f=F=1600N…………1分
⑶汽油燃烧释放的热量为：
………1分
牵引力做功为：……1分
∴发动机效率为：
……1分
90.(1)n=2根,图略;(2)略.
91.解:物体所爱的重力G＝mg＝420kg×10N/kg＝4.2×103N
起重机做的有用功W有＝Gh＝4.2×103N×5N＝2.1×104J
起重机做的总功W总＝W有+W额外＝2.1×104J+9000J＝3.0×104J
机械效率
W
W
η=有
总
＝
2.1J
J
4
4
⨯10
3.0⨯10
＝70%
92. 93.解：⑴
⑵
⑶因为总功等于有用功加上额外功，由于摩擦、发热等损耗不可避免，导致额外功总不为零，所以总功总是大于有用功。

94.95.解：⑴
P=W/t=12500J/50s=250W （2分）
⑵W有＝FS＝2000N×5m＝10000J （2分）
η＝W有/W总＝10000J/12500J＝80％（2分)
96.600W、510N、90N
97.
98.(1)750N;(2)600W
99.解：---------1分
又V排=V
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N----------2分
(2)W总=F·S=F·2h=25N×2m=50J-------------------1分
(3)G=mg=6kg ×10N/kg=60N
又G ′=G －F 浮=60N －20N=40N---------------1分
W 有=G ′h=40N ×1m=40J------------------1分
-----------1分
答：石块受到的浮力为20N ，拉力做功为50J ，动滑轮的机械效率为80%
100.
102.解：（1）设有n 股绳子拉船，t 时间船行距离为S ，人拉绳移动距离为L ＝nS
船匀速移动时，受到的拉力
F ＝f ＝0.01
G ＝0.01mg ＝0.01×7.92×103kg ×10N/kg ＝792N （1分）
滑轮组的机械效率
n ＝nS F S F ＝W W ＝人总有
220792··η （1分） 因为滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成，且人在岸上拉动，所以n ＝3或n ＝4. 若n ＝3时， %100%1203220792＞＝＝⨯η 不可能 若n ＝4时，%904220792＝＝
⨯η （2分） 所以：滑轮组的机械效率为90%
（2）人拉绳的速度：
s m s ＝m ＝＝n t
nS ＝t L
＝船/2.1/3.04⨯νν (1分)
人拉绳的功率：
W s ＝m N v ＝＝F t
L F ＝t W P ＝人人264/2.1220·· （1分） 101.。