功的计算及应用 知识点题库

质量为5g的铅弹射入0.5cm的木板,铅弹受到的平均阻力是7800N,若铅弹克服阻力做的功70%使铅弹发热,则当铅弹穿过模板后,能否自行熔化,铅弹的初温为27℃,铅的比热容为1.3×102J/(kg·℃),熔点为327℃。

下列说法中符合实际的是(   )
A . 教室中日光灯正常发光时的电流约为2A B . 一节新干电池的电压为2V C . 家中挂壁式空调的正常工作时电功率约为1100W D . 志贤同学从教学楼一楼爬上四楼做功约为450J
如图所示,一个边长为20cm的正方体木块重200N,前进过程中所受的摩擦力为40N,求:

  1. (1) 木块对地面产生的压强是多大?
  2. (2) 不考虑滑轮的自重和摩擦,木块匀速前进2m时,拉力F做了多少功?
  3. (3) 如果这个装置的机械效率是80%,拉力Fˊ的大小等于多少?
2015年4月16日,中国首创的十秒级闪充电车在中国南车株洲电力机车有限公司正式下线,如图所示.这种电车采用超级电容(一种可以直接以电能形式储存能量的设备,像蓄电池一样也有正、负两极)作为电能存储设备.这种超级电容安全环保,可反复充放电100万次以上,使用寿命长达十年.与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点,充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满,并可让车持续正常行驶5km以上.充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如下表所示.则:

物理

充电时的输入电压

电容存储设备的额定输出电压

电容存储设备额定输出功率

每次充满

时的能量

每次充满的时间

每次充满电正常行驶的距离

数据

380V

700V

72kw

1.8×107J

30s

5km

  1. (1) 关于电动汽车的物理知识,下列说法错误的是       
    A . 电动汽车的能量转化是电能转化为机械能 B . 电动汽车的电动机的是根据电磁感应发明而来 C . 电动汽车前进和倒车,通过改变电流方向来改变电动机转动方向的 D . 首先发现电与磁之间联系的科学家是奥斯特
  2. (2) 充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少?电容存储设备正常工作时的电流是多少?(结果保留一位小数).
  3. (3) 如果电容存储设备将电能的60%转化为汽车前进的机械能,则电动汽车匀速行驶过程中,受到的阻力为多大?此时电动汽车速度是多少?
  4. (4) 如果电价按0.5元/(kW•h)计费,那么,电动汽车每行驶1km需要花费多少钱?
小明家有一辆轿车,爸爸在给他讲车的性能时,总是说“2.0的排量”,却很少说“功率”,为此小明特地从网上查到了排量的定义:

活塞从上止点(最高处)移动到下止点(最低处)所通过的“工作容积”称为气缸排量.如果发动机有若干个气缸,所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量.小明从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机,排量(V)为2.0L;从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示.

  1. (1) 设做功冲程燃气对活塞的平均压强为P0 , 发动机的排量为V , 每个活塞的受力面积为S,活塞移动距离为L,则V=4SL(因为该车有四个气缸).每个工作循环中,四个气缸燃气对活塞做的总功是单个气缸做功的4倍.做功冲程中燃气对活塞做功一次的时间为 .请推导出:当发动机转速一定(n一定)时,轿车发动机的输出功率(P出)与其排量(V)的关系式,并说明两者的关系.
  2. (2) 小明又向爸爸询问了一些实测数据:轿车行驶的路况较好,平均车速为100km/h时,发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km.参考图中的数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,发动机的效率约为多少?(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3
耕地的拖拉机在1min40s匀速前进了300m的路程,已知它的功率是24kW,则拖拉机受到的平均阻力是 N.
建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s.求:

  1. (1) 工人做的有用功;
  2. (2) 工人做的总功;
  3. (3) 此过程中该装置的机械效率;
  4. (4) 工人做功的功率.
小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体A重为800N,小勇作用在绳端的拉力大小为500N,在此过程中,下列说法正确的是(   )

A . 水平地面对小勇的支持力做功为6000J B . 小勇做的有用功为3000J C . 小勇拉力的功率为250W D . 此滑轮组的机械效率为80%
一辆重为6×104N的载重汽车以10m/s的速度匀速驶上一个长为500m的斜坡,已知汽车的牵引力为4.8×103N,求:
  1. (1) 汽车从斜坡底端开到顶端所需的时间。
  2. (2) 汽车的牵引力做的功。
  3. (3) 汽车的功率是多少?
如图所示高性能电动汽车,在纯电动状态下,“秦”电动机将电能转化为机械能的效率为 80%,电池为磷酸铁锂电池,电池一次充满电可存储的电能为 3.6×107J,可供车辆最大行驶50公里。

  1. (1) “秦”在电池充满电后,最大行驶里程状态下,车辆行驶时产生的牵引力为多大?
  2. (2) 若某一次行驶中“秦”消耗电能为 1.656×107J,则若用效率为 25%的燃油汽车需要消耗多少质量的汽油?(汽油热值为 4.6×107J/kg)
下列估测中,最符合实际的是(   )
A . 人步行的速度是3.6m/s B . 人感觉舒适的室温是37℃ C . 将两个鸡蛋举高1m做功在约是1J D . 家用空调的功率为50W
一辆汽车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率是60kW,若汽车的速度为20m/s,汽车的牵引力在5min内做的功为J,这辆汽车受到的牵引力为N。
电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车,驾驶员与车的总质量为1.6t。汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min,此时驱动电机的输入电压为300V,电流为60A,汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
  1. (1) 电动汽车匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能;
  2. (2) 电动汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功;
  3. (3) 该电动汽车的效率。
小李家新买的房子位于12m高的5楼上,装修时利用如图所示的滑轮组提升装修材料。小李站在地面上把一件重为400N的材料匀速提升到楼上,此过程中滑轮组的机械效率为80%.若小李质量为65kg,双脚与地面的接触面积为400cm2(不计绳重及摩擦,g取10N/kg)

求:

  1. (1) 在此过程中小李所做的总功是多少?
  2. (2) 在此过程中,小李对地面的压强是多少?
  3. (3) 小李利用此滑轮组提升装修材料时,一次能提起重物的重力不能超过多少N?
工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体10s内勾速提高了15m,若所用的拉力为150N,不计绳重和摩擦。

  1. (1) 物体上升的速度是多少?
  2. (2) 拉力的功率是多少?
  3. (3) 该滑轮组的机械效率为多少?
大山同学在体育考试中用 60N 的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线,实心球落下是因为受到作用。若实心球重为 20N,大山投出了 6m 的距离,球最高点距地面 3m。则实心球从最高点到落地过程中,它所受的力做的功为J(不计空气阻力)。
已知A物体在光滑的水平面上运动,B物体在粗糙的水平面上运动,现用相同的水平拉力,分别使两个物体沿力的方向运动相同的距离,则(   )
A . WA = WB B . WA < WB C . WA > WB D . 无法比较。
广州地铁为方便婴儿车出站提供两种无障碍方式:一种是竖直升降的无障碍电梯,另一种是沿着楼梯斜向移动的电动升降台,两种方式的情景和简化示意图如图.分别用两种方式将人(包括婴儿和婴儿车)从地下的站厅层匀速运送到地面,此过程竖直电梯的水平地板对人(包括婴儿和婴儿车)的支持力做功4000J.电功率P1=4000W;楼梯电动升降台的电功率P2=500W。两种方式的运动情况数据如表格。求:
 

速度v/m·s-1

时间t/s

竖直电梯

1

5

楼梯升降台

0.5

20

  1. (1) 两种方式所消耗的电能哪种多?请通过分析进行比较。
  2. (2) 楼梯升降台的机械效率。
  3. (3) 人(包括婴儿和婴儿车)的总重。
  4. (4) 你认为推婴儿车的人应选用哪种方式出站?并写出你的理由。
如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10m,物体重G=4×103N.汽车重G=3×104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。求:

  1. (1) 汽车行驶的速度为1.2m/s,则物体运动的速度是多少?
  2. (2) 汽车的牵引力为多大?
  3. (3) 将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?
新疆地区严重缺水,有专家设计了一个方案是:从天津取水,由黄旗海一库布齐沙漠一毛乌素沙漠一腾格里沙漠一乌兰布和沙漠一巴丹吉林沙漠,走河西走廊,经疏勒河自行流人罗布泊。此路经中最高海拔约为h1=1200 m,从罗布泊到下游的艾丁湖,又有近h2=1 000m的落差.此方案是否可行,涉及环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。g取10 N/kg,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3
  1. (1) 若通过管道提升海水,电能效率η=60%,将1t海水提升到海拔1200m处,需要电能E1至少为多少?
  2. (2) 若每年调4×109m3海水人疆,即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水,也还需要额外提供电能.

    ①若利用水的落差发电,发电效率也为η=60%,将1 t海水输送到艾丁湖,额外需要电能△E。为多少?

    ②已知三峡水电站年平均流量Q=5.0×1011m3 , 水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差h=100 m,发电站的发电效率η= 60%.若“引渤人疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送,求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例.

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