初中物理功功率计算题

2010．宜宾）（12分）2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水．如图所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4kg，水桶容积为20L．当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N．不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10N/kg．试求：

（1）动滑轮有多重？

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？

（3）水桶被提离井中水面后，以0.2m/s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？

答案：（1）水桶的重力是：G=mg=4kg×10N/kg =40N

水桶的体积是：V桶=m/ρ=4kg /（8×103kg/m3）=5×10-4m3

水桶受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV桶=1.0×103 kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N

绳子受到水桶的拉力：F拉=G-F浮=40N-5N=35N

因为不计绳子重量和摩擦，有两股绳子承重，故有：

F=(F拉+G动)/2，即：25N=(35N+ G动)/2，解得：G动=15N

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率

=70%

（3）水桶装满时水的质量是：m =ρV =1.0×103 kg/m3×20×10-3m3=20kg

水和水桶的总质量是：20kg+4kg=24kg

水和水桶的总重是：G总=m总g=24kg×10N/kg =240N

人的拉力是：F′=（G总+ G动）/2=（240N+15N）/2=127.5N

拉力移动的速度是：v=2v物=2×0.2m/s =0.4m/s

拉力的功率是：P= F′v=127.5N×0.4m/s =51W

1.（2010．镇江）（6分）电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱．若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时30s，电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：

(1)电动自行车速度的大小；(2) 牵引力所做的功；(3) 牵引力做功的功率．

解：1）v=s/t=150m/30s=5m/s 2）W=Fs=20N*150m=3000J

3)P=W/t=3000J/30s=100W 或P=Fv=20N*5m/s=100W

（2010．江苏无锡）“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形状如图所示．为迎接世博会，某公园大门口的水平地面上安放一个大型“海宝”雕塑，其重力为3.6×104 N, 与水平地面间的接触面积为1.2 m2．g取10N／kg．求：

(1)该雕塑的质量是多少?

(2)雕塑对地面的压强是多少?

(3)在搬运过程中，起重机在20s内将该雕塑匀速抬高了2m，则起重机对雕塑所做功的功率是多少?

答案：（1）该雕塑的质量为：

（2）雕塑对地面的压强为：

（3）起重机对雕塑所作的功为：W=Gh=3.6×104 N×2m=7.2×104 J，

起重机做功的功率为：。

10. （2010．临沂）如图所示，四冲程汽油机活塞面积为5×10－3m2，汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105pa，

汽油机正常工作10min所做的功为1.8×106J。求：

（1）高温高压气体对活塞产生的压力是多少？

（2）该汽油机的功率是多少？

答案：（1）根据压强的计算公式p=F/S得，F=pS=8×105pa×5×10－3m2=4×103N；

（2）该汽油机的功率为： .

21．（2010．广州南沙）如图所示是一种塔式起重机的简图，用它把质量为4×102kg ，底面积为0.5m2的货物G匀速提起（g=10N/kg）.

求

（1）起吊前，当货物静止平放在水平地面时，它对地面的压强是多少？

（2）若把货物匀速提起12m，用了4 0s，则货物上升的速度是多少？

（3）起重机对货物做功的功率是多少？

（4）若OA=12m，OB=4m，起重机本身重力不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，其右边至少要配质量为多少千克的物体？

答案：（1）静止于水平地面：

F=G=mg=4×102kg×10N/kg=4×103N

P=F/S=4×103N/0.5m2=8×103Pa

(2）v=s/t=12m/40s=0.3m/s

（3)W =Fs=4×103N×12m=4.8×104J

P=W/t=4.8×104J/40s=1.2×103W

(4)由杠杆平衡条件：OA×mg=OB×m0g

m0=OAm/OB=12m×4×102kg/4m=1.2×103kg

1. （2010．荆门）由航空工业六○五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机（如图所示）将于今年10月首飞，该机可载

4-6名乘客，配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备，可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg，g取10N/kg。

（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少m3?

（2）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少W？

（1）飞机停在水面时，即

所以：

（2）飞机水平匀速飞行时，动力等于阻力，即：

F＝0.1G＝0.1mg＝0.1×4000kg×10N/kg＝4000N

飞机的功率

人用滑轮组拉船前进，用两个动滑轮和两个定滑轮。由于人站在岸上拉船靠近岸，所以滑轮组按下图所示放置，共有5根绳拉船前进。

（1）人拉绳的力为F=240牛，设绳前进S米，人做的功是总功，W总=F·s=240s焦。船前进克服阻力做功是有用功。阻力为船重的0.01倍，即f=0.01G=0.01×1.02×10^5牛=1.02×10^3牛。船前进的距离是绳索端前进距离的1/5，当绳被岸上人拉过s米时，船前进s/5米，有用功为W有用=1024牛×（s/5）=204s焦。滑轮组的机械效率η=W有用/W总=20^4s焦/240s焦=0.85，即η=85%。