中考物理《功和功率的計(jì)算》訓(xùn)練(附含答案解析)

中考物理《功和功率的計(jì)算》專題訓(xùn)練（附含答案解析）

1.2021年4月25印度尼西亞的一艘排水量1390噸的潛艇在海下300m處斷裂，通過(guò)水下搜索發(fā)現(xiàn)了海面

下85Om處的失事潛艇。應(yīng)印方要求，我國(guó)派出排水量為7000噸的軍艦協(xié)助施救。為了安全打撈一塊排水

體積為20m3的殘骸，須進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。假設(shè)殘骸出水前以0.5m∕s的速度向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，起重

6

機(jī)的拉力1.5×10No已知海水密度為1.03xl03kg∕∏13.求：

（1）此潛艇殘骸在海底受到的浮力；

（2）85Om深處海水的壓強(qiáng)；

（3）殘骸在海水中向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)起重機(jī)的功率。

2.某碼頭貨運(yùn)站使用如圖甲所示起重裝置，將集裝箱吊裝到船上，該集裝箱的規(guī)格為長(zhǎng)6m,寬2?5m,高

2.5m,總質(zhì)量為18t,吊裝時(shí)需要提升3m。如圖乙為集裝箱被提升過(guò)程中，高度隨時(shí)間變化的圖象（其中

3~7s是勻速直線提升過(guò)程）。g取10N∕kg,求：

（1）該集裝箱未起吊前對(duì)地面的壓強(qiáng)；

（2）整個(gè)提升過(guò)程中，集裝箱的平均速度（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）：

（3）勻速直線提升過(guò)程中，起重裝置對(duì)集裝箱做功的功率。

3.如圖所示，一物質(zhì)量1.5x103kg的貨車通過(guò)如圖滑輪組將一重物勻速提起，此時(shí)車受到的摩擦阻力的大

小是車重的0.02倍。求：

（1）貨車受到的阻力是多大？

（2）已知貨物重1000N,不計(jì)繩重和滑輪間摩擦。此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是80%O車對(duì)滑輪組的拉力是多

大？

（3）已知重物上升的速度為0.5m∕s時(shí)，貨車提起重物時(shí)的功率是多大？

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□

7

C

w

W

2

4.新冠肺炎疫情暴發(fā)后，為防止疫情的蔓延和人群交叉感染，京東自主研發(fā)的智能配送機(jī)器人在武漢完成

了智能配送的第一單；從倉(cāng)庫(kù)的仁和站出發(fā)，將醫(yī)療物資送到了武漢第九醫(yī)院。該智能配送機(jī)器人設(shè)計(jì)的

最大速度是7.2km∕h,空載質(zhì)量是350kg,承載量可以達(dá)到250kg。求：

（1）若配送機(jī)器人以最大速度勻速行駛36km,需要多長(zhǎng)時(shí)間；

（2）若配送機(jī)器人的最大功率為2000W,求以最大速度勻速行駛時(shí)受到的牽引力；

（3）本次配送，配送機(jī)器人做了多少功。

5.如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的打撈裝置示意圖，已知被打撈的合金塊密度為4xl（Pkg∕m3,體積為OQlnA每

個(gè)滑輪重IOoN,繩重和摩擦均忽略不計(jì)。（水的密度0次=1.0xl03kg∕∏13,g取ION∕kg）

（1）合金塊下表面距水面5m時(shí)，求合金塊下表面所受水的壓強(qiáng)。

（2）合金塊未露出水面時(shí)，求合金塊受到的浮力。

（3）完全露出水面后，合金塊在5s內(nèi)勻速上升了2m,求人的拉力及其功率。

6.圖甲是一輛起重車的圖片，起重車的質(zhì)量為9.6t,有四個(gè)支撐腳，每個(gè)支撐腳的面積為0.3m2,起重時(shí)汽

車輪胎離開(kāi)地面。圖乙是起重車吊臂上的滑輪組在某次作業(yè)中將質(zhì)量為120Okg的貨物勻速提升，滑輪組上

鋼絲繩的拉力廠為5000N,貨物上升過(guò)程中的s-r圖像如圖丙所示。（不考慮繩重，g取IONZkg）,求：

（1）提升貨物過(guò)程中起重車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

（2）拉力F的功率；

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（3）提升貨物過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率。

7.總長(zhǎng)55km的港珠澳大橋進(jìn)行通車測(cè)試時(shí)，一輛小汽車以某速度勻速通過(guò)大橋（看成直線運(yùn)動(dòng)），遠(yuǎn)動(dòng)

過(guò)程中受到的阻力恒為車重的0.08倍，全程消耗了5kg的汽油，耗時(shí)50min.已知汽車的總質(zhì)量為1.5t,q

汽布4.6xl（）7j∕kg,g取10N∕kg,由此可計(jì)算：

（1）假設(shè)每個(gè)輪胎與橋面的接觸面積為0.025m2,則汽車靜止時(shí)對(duì)橋面的壓強(qiáng)是多少？

（2）汽車牽引力所做的功和功率各是多少？

（3）汽油機(jī)的效率是多少？（結(jié)果精確到0.1%）

8.如圖所示是世界上第一艘飛艇，它是由法國(guó)工程師吉法爾于1852年制造的。這艘飛艇的氣囊充滿氫氣

后，長(zhǎng)44m,直徑11.9m,體積2100m3,形狀像一個(gè)巨大的橄欖。這年的9月24日，吉法爾乘坐該長(zhǎng)艇從

巴黎的馬戲場(chǎng)出發(fā)，用一臺(tái)2.2kW的蒸汽機(jī)帶動(dòng)螺旋槳，以8km∕h的速度，飛行了28km。

（1）飛艇的氣囊形狀像一個(gè)橄欖，在前進(jìn)過(guò)程中可以減小;

（2）充滿氫氣后氣囊受到的浮力是多少？（空氣密度取1.29kg∕m3）（）

（3）這次飛行，飛行所需時(shí)間、蒸汽機(jī)做的功及飛行時(shí)受到的平均阻力各為多少？（）

9.美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中，工人用起吊裝置提升建筑材料，如圖，若電動(dòng)機(jī)輸出功率900W,某次把質(zhì)量為IOOkg

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的材料勻速提上樓，用時(shí)20s,材料上升速度為0.75m∕s,電動(dòng)機(jī)輸出功率恒定不變，不計(jì)繩重和摩擦，求

此過(guò)程中：(g=IONZkg)

(1)材料上升的高度是多少？

(2)電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力多大？

(3)該裝置的機(jī)械效率多大？(留一位小數(shù))

10.如圖所示，工人利用滑輪組提升重為540N物體，某段過(guò)程中物體勻速上升的速度為0.1m∕s,拉力的功

率為90W。求:

(1)工人拉繩子的速度;

(2)繩子自由端的拉力;

(3)滑輪組的機(jī)械效率。

11.某人利用某滑輪組以60ON的力向下拉動(dòng)繞在滑輪組的繩子一端10秒，使繩端向下移動(dòng)了l?5m,與此

同時(shí)，重物勻速上升了0.5m,已知滑輪組的機(jī)械效率為70%(g=10N∕kg)o求：

(1)重物上升的速度多大？

(2)人所做功的功率多大？

(3)被吊起的重物質(zhì)量多大？

12.如圖所示，工人用滑輪組勻速提重600N的貨物，所用的拉力F為400N,貨物在50s內(nèi)勻速上升5m,

不計(jì)繩重及細(xì)繩與滑輪間的摩擦，求：

(1)在此過(guò)程中工人所做的有用功及拉力做功的功率；

(2)滑輪組的機(jī)械效率；

(3)若工人用滑輪組勻速提升重800N的貨物，則滑輪組的機(jī)械效率。

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13.圖示是我國(guó)自主研制的726型氣墊登陸艇，其滿載質(zhì)量為1603當(dāng)該型艇滿載時(shí)停在水平地面上，與

地面間的總接觸面積為80nΛ求：

（1）當(dāng)該型艇滿載時(shí)停在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？（g=10N∕kg）

（2）該型船艇最大速度是144km∕h,若此時(shí)受到的阻力始終為7X1（VN,則水平推力做功的最大功率是多少？

（3）該型艇滿載靜止在水面上，啟動(dòng)時(shí)能把船身抬高2m,則抬高一次需要消耗多少kg的柴油？（柴油機(jī)

的效率為32%,柴油的熱值?=4×107J∕kg）

14.質(zhì)量為2.5t的小型載重汽車，額定功率為IOokW,車上裝有5t的砂石，己知汽車在平直公路上勻速行

駛時(shí)所受阻力是汽車總重的0.02倍,汽車先以15m∕s的速度在平直公路上勻速行駛到山坡底,消耗汽油2kg,

然后又以額定功率行駛IOOS的時(shí)間，將砂石從坡底運(yùn)送到50m高的坡頂施工現(xiàn)場(chǎng)（g=10N∕kg）,求：

（1）若空車停在平直公路上輪胎與路面接觸的總面積為0.25m2,此時(shí)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)為多少？

（2）裝砂石的汽車在平直公路上勻速行駛的功率為多少？

（3）汽車從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率是多少？

15.近日，我國(guó)新型戰(zhàn)略核潛艇（如圖甲所示）為保障國(guó)家安全，進(jìn)行了戰(zhàn)備巡航，下表是核潛艇的部分

性能參數(shù)。求：

（1）核潛艇以水下最大航速行駛，到距離270Okm處的某海域執(zhí)行任務(wù)所用的時(shí)間（1節(jié)≈0.5m∕s）;

（2）核潛艇在水面航行時(shí)受到的浮力；下潛到最大深度時(shí)受到水的壓強(qiáng)；（g=10N∕kg,海水的密度P源水

=1.03×lO3kg∕m3）

（3）若核潛艇在水下巡航時(shí)，做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力與速度的關(guān)系如圖乙所示，它的動(dòng)力功率是

多少。

水下排水量11500噸水下最大航速36節(jié)

水面排水量9000噸水下巡航速度20'i'?

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艇長(zhǎng)135米最大潛深350米

艇寬13米發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率25000千瓦

甲乙

16.圖甲是建造長(zhǎng)江大橋時(shí)使用的起吊裝置(圖中未畫(huà)出)的鋼纜繩拉著實(shí)心圓柱體A距江面某一高度處

沿豎直方向勻速下降，在下降到江底之前，始終保持0?2m/s的速度不變。圖乙是A下降到江底之前鋼纜繩

對(duì)A的拉力廠的隨時(shí)間f變化的圖像(取江水的密度為P次=LoXlO3kg∕m3,g取10N∕kg)°求:

(1)圓柱體A下降過(guò)程中，重力的功率；

(2)圓柱體A的密度；

(3)當(dāng)圓柱體A下降到江底(江底視為水平)，卸下鋼纜繩后，圓柱體A對(duì)江底的壓強(qiáng)?

17.如圖甲所示底面積為0.2∏Λ高為0.2m的質(zhì)量均勻的長(zhǎng)方體A,放置在水平面上,對(duì)地面的壓強(qiáng)為6×103

Pa；一質(zhì)量為80kg的工人站在水平地面上，用如圖乙所示的滑輪組把A運(yùn)到高處，工人用大小為B的豎

直拉力拉繩使A以IOemzS的速度勻速上升，這時(shí)地面對(duì)工人的支持力為N/,工人勻速拉繩的功率為P,

滑輪組的機(jī)械效率為若工人以相同的功率用大小為尺的豎直拉力拉繩使另一物體B以12.5cm∕s的速

度勻速上升，這時(shí)地面對(duì)工人的支持力為M，滑輪組的機(jī)械效率為〃2。已知M：53：4,〃/：〃2=16：15,

(g取ION∕kg)求:

(1)物體A的密度；

(2)工人拉繩的功率P-,

(3)用滑輪組提升B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率牝。

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///////〃/////

Q

O

A

甲乙

18.如圖所示，質(zhì)量為0.3kg、底面積為50cmz的物體放在水平桌面上，用大小為8N的水平拉力，拉動(dòng)物

體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，IOs內(nèi)過(guò)路程為2m,求：（g取ION∕kg）

（1）物體所受的重力；

（2）靜止時(shí)物體對(duì)桌面的壓強(qiáng)；

（3）IOs內(nèi)拉力做功的功率。

19.如圖所示，為我國(guó)自主研發(fā)的新一代智能汽車，該汽車具有自動(dòng)加速、剎車和避障等功能，已知汽車

空載質(zhì)量為IOOOkg,最大載重為500kg,靜止時(shí)輪胎與水平地面的總接觸面積為（Mn?,不考慮外界因素影

響，汽車行駛時(shí)受到的阻力為汽車總重的0.05倍，如圖所示，是汽車滿載并以恒定功率行駛時(shí)的速度與時(shí)

間圖像，g取10N∕kg,求：

（1）汽車在10~20s內(nèi)通過(guò)的路程；

（2）空載的汽車靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；

（3）汽車滿載時(shí)行駛的恒定功率。

20.ETC收費(fèi)系統(tǒng)是通過(guò)安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與收費(fèi)站ETC車道上的天線進(jìn)行專用短程

通訊，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而實(shí)現(xiàn)車輛通過(guò)高速公路或橋梁收費(fèi)站無(wú)需

停車就能繳納高速公路或橋梁費(fèi)用的電子系統(tǒng)?，F(xiàn)有一輛質(zhì)量為L(zhǎng)5t的汽車在某高速路上以如圖1所示的

速度勻速直線行駛到達(dá)收費(fèi)站，汽車勻速直線行駛時(shí)受到的阻力為車重的卷。如圖2示，這是某高速公路

入口處的ETC通道示意圖，汽車在進(jìn)入ETC收費(fèi)島區(qū)域前s∕=50m處開(kāi)始減速，經(jīng)f∕=4s后運(yùn)動(dòng)至ETC

收費(fèi)島邊界，然后再以6m∕s的速度勻速直線通過(guò)ETC收費(fèi)島，ETC收費(fèi)島長(zhǎng)S2=36m,不計(jì)車長(zhǎng)。

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(1)車載電子標(biāo)簽與ETC車道上的天線間通過(guò)什么進(jìn)行通訊的？

(2)到達(dá)收費(fèi)站前，汽車勻速行駛時(shí)的功率是多少？

(3)汽車從到達(dá)ETC收費(fèi)島邊界到離開(kāi)ETC收費(fèi)島牽引力做的功是多少？

(4)汽車從開(kāi)始減速到離開(kāi)ETC收費(fèi)島全過(guò)程的平均速度是多少？

圖1圖2

參考答案與解析

1.(1)2.06×105N(2)8.755×IO6Pa(3)7.5×IO5W

【詳解】解：(1)此潛艇殘骸在海底受到的浮力

5

Fn=pV?=1.03?2O?g7mf0N∕kg?2.O6?10N

(2)850m深處海水的壓強(qiáng)

P=Pgh=1.03?105kg∕m3?10N∕kg7850m=8.755?IO6Pa

(3)起重機(jī)的功率

P=Fv=ΦC5fflΨ??7.5?IOW5

答：(I)此潛艇殘骸在海底受到的浮力為2.06Xl(TN;

(2)85Om深處海水的壓強(qiáng)為8.755X1()6pa；

(3)殘骸在海水中向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)起重機(jī)的功率為7.5xl()5w0

2.(1)12000Pa;(2)O.33m∕s;(3)9×104W

【詳解】解：(1)集裝箱的重力

G=Ing=18×103kg×1ON∕kg=1.8×105N

集裝箱的受力面積

S=6m×2.5m=15m2

集裝箱對(duì)地面的壓強(qiáng)

F1.8×10,N

p=-=-------?~-=1.2×104Pa

S15m2

(2)整個(gè)提升過(guò)程中，集裝箱的平均速度

s3m八Cr,

V=-=——≈0.33m/s

t9s

(3)勻速直線提升過(guò)程中，起重裝置對(duì)集裝箱的拉力和集裝箱的重力是一對(duì)平衡力，拉力大小

F=G=∕ng=1.8×104kg×10N∕kg=1.8×105N

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勻速直線提升過(guò)程中，集裝箱被提升的距離

s,=2.5m-0.5m=2m

起重裝置對(duì)集裝箱做的功

W=f?'=1.8×105N×2m=3.6χl05J

勻速直線提升過(guò)程所用的時(shí)間

∕,=7s-3s=4s

起重裝置對(duì)集裝箱做功的功率

p=m=3?6xl05j=9×104W

∕'4s

答：(1)該集裝箱未起吊前對(duì)地面的壓強(qiáng)是12000Pa;

(2)整個(gè)提升過(guò)程中，集裝箱的平均速度是0.33m∕s;

(3)勻速直線提升過(guò)程中，起重裝置對(duì)集裝箱做功的功率是9xlO4W.

3.(1)300N；(2)625N；(3)925W

【詳解】解：(1)貨車受到的阻力是

3

f=O.O2Go=0.02mg=0.02×1.5×10kg×lON/kg=300N

(2)滑輪組的機(jī)械效率是

n=?×100%=-×100%=-×100%=-×l∞%=^^×100%=80%

W&Fs2Fh2F2F

解得F=625No

(3)繩自由端速度為

v=2×0.5m∕s=lm∕s

貨車牽引力為

尸尸尸?≠625N+300N=925N

貨車提起重物時(shí)的功率是

P=4=925NXIm/s=925W

答：(1)貨車受到的阻力是300N；

(2)滑輪組的拉力是625N：

(3)貨車提起重物時(shí)的功率是925W。

4.(1)5h；(2)1000N；(3)3.6×107J

【詳解】解：(1)需要的時(shí)間

s36km.

t=-=----------=5h1

V7.2m/h

(2)最大速度

v=7.2km∕h=2m∕s

以最大速度勻速行駛時(shí)受到的牽引力

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f=3222‰0θ0N

V2m∕s

(3)本次配送，配送機(jī)器人做的功

7

lV=pz=2000W×5×3600s=3.6×10J

答：1)若配送機(jī)器人以最大速度勻速行駛36km,需要5h時(shí)間:

(2)若配送機(jī)器人的最大功率為2000W,以最大速度勻速行駛時(shí)受到的牽引力為1000N；

(3)本次配送，配送機(jī)器人做功為3.6xK)7J。

5.(1)5×104Pa;(2)100N：(3)250N,200W

【詳解】解：(I)合金塊下表面所受水的壓強(qiáng)

p=p^glι=?.0×103kg∕m3×10N∕kg×5m=5×104Pa

(2)因?yàn)楹辖饓K完全浸沒(méi)水中，所以合金塊所受的浮力

尸/可次gy=1X103kg∕m3×10N∕kg×0.0Im3=1OON

(3)合金塊的質(zhì)量

斫333

mP???Vig=4×10kg∕m×O.O?m=40kg

合金重力

G金=m金g=40kgx10N∕kg=400N

完全露出水面后，人所用拉力

格馬=4OON+1OON=25()N

22

繩子自由端移動(dòng)的距離

ks-2Λ=2×2m=4m

人的拉力做功

W=FS=250Nx4m=1OOOJ

拉力的功率

答：(1)合金塊下表面所受水的壓強(qiáng)為5xlO?4Pa;

(2)合金塊受到的浮力為100N；

(3)人的拉力為250N,其功率為200W。

6.(1)9×104Pa;(2)3750W；(3)80%

【詳解】解(1)提升貨物過(guò)程中起重車的總重為

35

Gi,=G車+G物=(相車+加物)g=(9.6X10kg+1.2X10'kg)X1ON/kg=1.08×10N

提升重物時(shí)，受力面積為

S/=4S輪=4×0.3m2=1.2m2

提升貨物過(guò)程中起重車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)

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工經(jīng)=幽雪UXIo除

S軍S軍1.2m^

(2)物體的速度為

s2.5m八CL,

VΛ=-=------=0.25m∕s

物1ΠtIOs

繩子的速度為

U繩=3%=?×0.25m∕s=0.75m∕s

拉力尸的功率

P=FVM=5000NX0.75m∕s=3750W

(3)提升貨物過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率

〃=&=1.2×104N

=80%

3F3X50OoN

答：(1)提升貨物過(guò)程中起重車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為9χIO4Pa;

(2)拉力廣的功率為3750W；

(3)提升貨物過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率80%。

7.(1)1.5×105Pa;(2)6.6×IO7J,2.2×104W;(3)28.7%

【詳解】解：(1)汽車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于汽車的總重力

F"=G=WJg=1.5×103kg×1ON∕kg=1.5×104N

汽車靜止時(shí)對(duì)橋面的壓強(qiáng)

F1.5×104NUs5c

P=—if=---------------=1,5×105Pa

S4×0.025m2

(2)勻速直線，汽車的牽引力等于汽車受到的阻力

F朽戶0.08G=0.08x1.5×104N=1.2×103N

汽車牽引力所做的功

W有=F率S=1.2×103N×55000m=6.6×IO7J

汽車牽引力的功率

P=以=66xl07J=2.2×104W

t50×60s

(3)汽油放出的熱量

Q^=q汽油m=4.6x?07J∕kg×5kg=2.3×108J

汽油機(jī)的效率

〃=TXlOO%=6?6^10:JXloO%=28.7%

Q放2.3×108J

答：(1)汽車靜止時(shí)對(duì)橋面的壓強(qiáng)是UxlO5Pa;

(2)汽車牽引力所做的功為6.6xl()7j,功率為22X104W;

第11頁(yè)共20頁(yè)

（3）汽油機(jī)的效率為28為％。

8.空氣阻力2709ON3.5h,2.772×107J,990N

【詳解】解：（1）飛艇的氣囊形狀像一個(gè)橄欖，可以減小迎風(fēng)面積，從而減小前進(jìn)過(guò)程中受到的空氣阻力。

（2）充滿氫氣后氣囊受到空氣的浮力是

F>^=p,r'ιgV瓶φ至TgV=1.29kg∕m3×10N∕kg×21OOm'=2709ON

（3）這次飛行，飛行所需時(shí)間為

28km

=3.5h=1.26×104s

Shn/h

蒸汽機(jī)做的功為

W=Pt=2.2×?03W×l.26×l04s=2.772×IO7J

飛行時(shí)受到的平均阻力為

C=N=2?772XOJ=99ON

s28×103m

答：（1）飛艇的氣囊形狀像一個(gè)橄欖，在前進(jìn)過(guò)程中可以減小空氣阻力;

（2）充滿氫氣后氣囊受到的浮力是27090N；

（3）這次飛行，飛行所需時(shí)間為3.5h,蒸汽機(jī)做的功為2.772xl07j,飛行時(shí)受到的平均阻力為990N。

9.(1)15m；(2)400N：(3)83.3%

【詳解】解：（1）由舊士可得，材料上升的高度

h-v^/=0.75m∕s×20s=15m

（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)〃=3,則電動(dòng)機(jī)拉繩的速度

V^=nv4?=3×0.75m∕s=2.25m∕s

由P=W:=半FS=A可得，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力

F=C=網(wǎng)匕=4。。N

V-2.25m/s

（3）該裝置的機(jī)械效率

wfGhmghmgIO(UgXlON/Zg

----i=-----=------=-----=----------------------=θ?,?/0

n唯FsFnhnF3×400N

答：（1）材料上升的高度是15m；

（2）電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力是400N；

（3）該裝置的機(jī)械效率是83.3%。

10.(I)0.3m∕s;(2)300N；(3)60%

【詳解】解：（1）有3股繩，工人拉繩子的速度

v=3v?F3×0.1m∕s=0.3m∕s

（2）繩子自由端的拉力

第12頁(yè)共20頁(yè)

P90W

F=二==30ON

V0.3m∕s

(3)滑輪組的機(jī)械效率

X100%=—×100%=—×100%=?54°N=60%

3Fh3F3×300N

答：(1)工人拉繩子的速度0.3m∕s;

(2)繩子自由端的拉力300N；

(3)滑輪組的機(jī)械效率60%。

11.(1)0.05m∕s;(2)90W：(3)126kg

【詳解】解：(1)重物上升的速度

h0.5m八八L,

丫物=一=----=0.05m∕s

物tIOs

(2)人的拉力做的總功

W6=Fs=600N×1.5m=900J

則人所做功的功率

P=+黑=9。W

W

(3)由〃=肅XlO0%可得物體重力做的有用功

%

WfI=ηW^=70%×900J=630J

由W方=G∕ι可得物體的重力

C=＞黑/6。N

由G=mg可得物體的質(zhì)量

G126ON

m=—=126kg

gIONZkg

答：(1)重物上升的速度是0.05m∕s;

(2)人所做功的功率是90W；

(3)被吊起的重物質(zhì)量是126kg。

12.(1)3000J；80W；(2)75%；(3)80%

【詳解】解：(1)工人所做的有用功

W?=G∕j=600N×5m=3000J

由圖可知，n=2,拉力端移動(dòng)的距離

5=2Λ=2×5m=10m

拉力做的總功

WFFWOONX10m=4000J

第13頁(yè)共20頁(yè)

拉力做功的功率

P=陛=幽1=8OW

t50s

(2)滑輪組的機(jī)械效率

W7(VVH

Z7=-?XIOO%=X100%=75%

W&4000J

(3)動(dòng)滑輪的重力

G.3=2F-G=2×400N-600N=200N

若工人用滑輪組勻速提升重800N的貨物，滑輪組的機(jī)械效率

η'=---×100%=——×100%=80,

G'+Gill800N+200N

答：(1)在此過(guò)程中工人所做的有用功3000J,拉力做功的功率80W；

(2)滑輪組的機(jī)械效率75%；

(3)若工人用滑輪組勻速提升重800N的貨物，則滑輪組的機(jī)械效率80%。

13.(1)2×IO4Pa;(2)2.8×106W;(3)0.25kg

【詳解】解：(1)當(dāng)該型艇滿載時(shí)停在水平地面上，對(duì)水平地面的壓力為

F=G=mg=160×?O3kg×ION∕kg=1.6×?O6N

對(duì)地面的壓強(qiáng)為

F1.6×106NC

P=—=----------=2×IO4Pa

S80m2

(2)最大速度為

V=144km∕h=40m∕s

水平推力做功的最大功率是

P=F∣v=fv=l×104N×40m∕s=2.8×?O6W

(3)啟動(dòng)時(shí)能把船身抬高2m,則所做的功為

W=G∕z=l.6義106N×2m=3.2×106J

柴油完全燃燒放出的熱量為

Q=>*F=°J

柴油的質(zhì)量為

叫=2=_?_=0.25kg

q4χιUJ∕κg

答：(1)當(dāng)該型艇滿載時(shí)停在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為2χlθ?Pa;

(2)水平推力做功的最大功率是2.8xl0"W;

(3)抬高一次需要消耗0.25kg的柴油。

14.(1)I.0×105Pa;(2)2.25×104W;(3)25%

第14頁(yè)共20頁(yè)

【詳解】解：(1)空車對(duì)路面的壓強(qiáng)為

3

_Gs_^g_2.5xlOkgxlON/kg口0χlθ5pa

SSS0.25m2

即此時(shí)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)為1.OxlO5Pao

(2)汽車的總重

34

G.s="κg=(2.5+5)×10kg×10N∕k?=7.5×10N

受到的阻力為

∕=0.02G?=0.02×7.5×104N=1.5×103N

由于汽車勻速運(yùn)動(dòng)，則汽車牽引力為

F=∕=1.5×103N

汽車在平直公路上勻速行駛的功率

P=Fv=1.5×103N×15m∕s=2.25×?O4W

4

即汽車在平直公路上勻速行駛的功率為2.25×IOWo

(3)汽車在斜坡上做的有用功為

W力8=G砂石h=m^gh=5×IO3kg×10N∕kg×50m=2.5×106J

由A：W可得總功

W*=p球仁1OOx1000W×1OOs=1.0×lO7J

則機(jī)械效率為

W,O≤1∩6I

%不譽(yù)im×?00%=x,∕×100%=25%

?1.0×107J

即汽車從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率是25%。

答：(1)若空車停在平直公路上輪胎與路面接觸的總面積為0.25m2,此時(shí)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)為1.0xl()5pa;

(2)裝砂石的汽車在平直公路上勻速行駛的功率為2.25×104W;

(3)汽車從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率是25%。

15.(1)1.5×105s;(2)3.605×lO6Pa；(3)3×106W

【詳解】(1)核潛艇水下最大航速

V=O.5m∕sx36=18m/s

航程

5=2700km=2.7×106m

由v=±知道，執(zhí)行任務(wù)所用的時(shí)間

/

rJ=2?7χl06m=]5χ哂

V18m∕s

(2)由表格數(shù)據(jù)知道，在水面上航行時(shí)

第15頁(yè)共20頁(yè)

m必=9OOOt=9×106kg

則核潛艇在水面航行時(shí)受到的浮力

F浮=G排=m?g=9×106kg×ION∕kg=9×107N

最大深度〃=35Om時(shí)，海水對(duì)它的壓強(qiáng)

p=p?Λ=1.03×lO3kg∕m3×10N∕kg×350m=3.605×106Pa

(3)核潛艇在水下巡航時(shí)，做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的動(dòng)力和阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡，由圖

像知道

F劫=∕=30xl04N

此時(shí)速度

v,=0.5m∕s×20=10m/s

則動(dòng)力的功率

P=F.?v,=3O×IO4NxlOm/s=3×106W

答：(1)核潛艇以水下最大航速行駛，到距離270Okm外的某海域執(zhí)行任務(wù)所用的時(shí)間為L(zhǎng)5xl05s;

(2)核潛艇在水面航行時(shí)受到的浮力為9×107N;下潛到最大深度時(shí)受到水的壓強(qiáng)為3.605xl06pa;

(3)若核潛艇在水下巡航時(shí)，做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，它的動(dòng)力功率是3xl06W.

16.(1)6×103W;(2)1.5×103kg∕m3;(3)5×1O3Pa

【詳解】解：(1)在江面上時(shí)圓柱體勻速下降，所以重力和拉力相等，由圖可得

G=Q=3x"N

重力的功率是

wGh

P^—=—=Gv=3×IO4N×0.2π√s≈6×103W

(2)圓柱體浸沒(méi)在水中后，拉力B=lx］。,N；這時(shí)圓柱體受到的浮力是

尸弟=G一尸2=3x104N-IXlO4N=2×104N

因?yàn)檫@時(shí)圓柱體浸沒(méi)，所以圓柱體的體積是

2×104N

=2π?

1.0×103kg∕m3×10N∕kg

圓柱體的質(zhì)量是

G3×104N

3

[-IONzkg=3×10kg

圓柱體的密度

m3×103kg,,

/J物=7-==1.5xlO3kg∕m3

“2m3

(3)由乙圖可得，圓柱體下表面接觸江面到剛好浸沒(méi)的時(shí)間f=5s,圓柱體的高度是

A=v∕=0.2m∕s×5s=lm

第16頁(yè)共20頁(yè)

圓柱體的底面積是

_%2m'_,

Sc--?=------2m^

hIm

江底對(duì)圓柱體的支持力

FN=G-F浮=3x104N-2x104N=IXlO4N

因?yàn)榛ハ嘧饔昧Υ笮∠嗟龋詧A柱體對(duì)江底壓力為

=FN=IxlO4N

圓柱體對(duì)江底的壓強(qiáng)是

P=紜_=四壯i,=5xl()3Pa

S2m2

答：(1)圓柱體A下降過(guò)程中，重力的功率是6x103W；

(2)圓柱體A的密度是L5xl()3kg∕m3;

(3)當(dāng)圓柱體A下降到江底(江底視為水平)，卸下鋼纜繩后，圓柱體A對(duì)江底的壓強(qiáng)是5x103pa。

17.(I)3×103kg∕m3;(2)150W；(3)75%

【詳解】解：(1)物體A對(duì)地的壓力

2

F=PS=6x103pa×0.2m=l200N

物體所受重力

G=F=I200N

物體A的質(zhì)量

G1200N

丁而而=12Okg

物體A的體積

V=Sh=0.2m2×0.2m=0.04m3

物體A的密度

m120kgClCRlo

p=—=--------r=3×103kg∕zm3

(2)分別對(duì)工人提A物體、B物體時(shí)進(jìn)行受力分析，提A物體時(shí)

Nl=GLB①

提B物體時(shí)

M=GLB②

兩次工人所用拉力

F∣：F2=V2：V/=12.5：10=5：4③

第17頁(yè)共20頁(yè)

已知

N∣：Nz=3:4(4)

由①②③④得

F∕=5∞N，F(xiàn)2=400N

拉力功率

P=F∣v∣×3=5OON×0.1m∕s×3=150W

(3)提A時(shí)的機(jī)械效率

W,iGh1200N

可=幅=3χ500N=80%

由

η∣：“2=16：15

可得〃2=75%。

答：(1)物體A的密度是3xl(Pkg∕m3;

(2)工人拉繩的功率是150W；

(3)用滑輪組提升B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是75%o

18.(l)3Ni(2)600Pa:(3)1.6W

【詳解】解：(1)物體所受的重力

G=∕7∕^=O.3kg×10N∕kg=3N

(2)靜止時(shí)物體對(duì)桌面的壓力

F=G=3N

靜止時(shí)物體對(duì)桌面的壓強(qiáng)

F3N

?7-J-50×10'4m2=60OPa

(3)IOs內(nèi)拉力做功

W=FS=8Nx2m=16J

IOs內(nèi)拉力做功的功率

P?6W