专题25功和功率计算题.docx

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专题25功和功率计算题

专题25---功和功率计算题

专题25功和功率计算题（2课时）

排量

1.6L

发动机功率

50kw

使用汽油

93#

汽油热值

4.6×107J/kg

汽油密度

0.71×103kg/m3

1、随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入我国普通百姓家中，小兵家买来一辆轿车，轿车的参数如右表，如果轿车匀速行驶在平直的玉江路上，受到的阻力是车重的1/10，g取10N/kg,求：

（1）轿车的牵引力；【2×103N】

（2）轿车行驶的速度；【25m/s】

（3）轿车在1min内所行驶的路程。

【1500m】

2、已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW。

若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg，求：

（1）汽车行驶速度是多少？

【21m/s】

（2）汽车行驶过程的牵引力是多大？

【3.0×103N】

（3）汽车发动机的效率是多少？

【40%】

3、小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图1所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW。

请运用所学的知识解答下列问题。

（汽油的热值为4.6×107J/kg）

（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？

【1150N】

（2）汽车发动机的效率是多少？

【40﹪】

（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？

为什么？

【静止时对路面的压力大，因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速大，对汽车的压强小，使汽车有一个向上托力】

4、电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费着青睐。

某型号电动自行车的主要技术参数如下表所示。

型号

TDR0178Z

无刷电机

48V400W

铅酸电池

48V80Ah

整车质量

84.4kg

外包尺寸

1860×530×1050

（1）若该车和人共重1600N，行驶时两轮胎与地面的接触面积为1.0×10－2m2,那么车对地面的压强多大？

【1.6×105Pa】

（2）在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N。

此时自行车的动力多大？

【40N】

（3）若行驶速度为7m/s，则1S内动力对自行车所做的功

是多少？

电动自行车的效率多大？

【28J】【70﹪】

（4）与内燃机摩托车相比，电动自行车在环保节能方面有许多优点，请写出其中的两条。

【减少热量排放，减少噪声污染，能源利用率高】

5、电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具（如图１０）。

它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。

电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。

下表是某型号电动自行车主要技术参数。

整车

整车质量

40kg

最高车速

≤30km/h

最大噪声

≤62dB

蓄电池

电压

48V

容量

12A.h

电动机

额定电压

48V

额定功率

240W

图2

（1）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？

【５A　】

（2）蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦？

【２０７３６００Ｊ】

（3）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？

【41472m】

（4）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？

（各举一条）

【优点：

无尾气、噪音小。

蓄电池一般使用一年左右就需更换，废弃后的电池污染环境】

6、一辆汽车以72km／h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2Kg。

汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2x103N，汽油的热值q=4.6x107J／Kg。

问：

（1）汽车在这段时间内消耗的功率（即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量）是多少?

【9.2×104W】

（2）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?

【2.4×104W】

（3）比较

（1）和

（2）的结果，你有什么发现?

简要分析原因（写出两条即可）。

【两种功率不相等，热量损失，汽油没有完全燃烧】

7、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：

（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；【2.76×108J】

（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。

【20kg＜32kg，不需加油．】

8、为应对日益短缺的石油危机，世界各国正加紧新能源汽车的研制和生产。

我国自主研发的“东光牌”油电混合动力汽车（具备内燃机、电动机两种动力装置），每种动力装置的额定功率都是50kW，充电一次可贮存电能100kW·h。

（1）若该车只由电动机提供动力，每次充电后，可正常工作多少h？

【2h】

（2）目前车用乙醇汽油的热值约为4.0×107J/kg，汽车行驶消耗一次充电的电能，相当于节约多少kg汽油？

【9kg】

（3）如果该车动力装置的机械效率为75%，它正常工作1min所做的有用功是多少J？

【2.25×106J】

9、提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径。

如果汽油机的效率从η1=30％提高到η2=36％，那么一辆轿车在汽油机效率为30％时，消耗一定质量汽油，能够在平直道路士匀速行驶l0km；当效率变为36％后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶多少千米?

【12km】

10、如图3所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0.2m，在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求在此过程中：

（1）铁明竖直向上跳的平均速度是多大？

【0.24m/s】

（2）铁明克服重力做功是多少？

【1200J】

（3）铁明做功的总功率是多大？

【400W】

11、2008年冬季，我国南方的大部分省都遭受特大的冰雪之灾，严重破坏了交通、电力和通信。

为了抗击这场冰雪之灾，国家号召大型煤矿伸出援助之手，连夜采煤供给南方。

广东煤矿用功率为10kW的电动机带动卷扬机，在5min内将10t煤碳从20m深的矿井拉到地面。

如图4所示，（g取10N/kg）。

试问：

（1）电动机做了多少有用功？

【2×106J】

（2）电动机做了多少总用功？

【3×106J】

（3）电动机做功的机械效率是多少？

【66.7%】

图4

12、在青海玉树的抗震救灾中，挖掘机发挥了重要作用。

TY160型挖掘机发动机额定功率为120kW，质量为1.5×104kg，挖掘机与地面的接触面积为1.25m2。

取g=10N/kg，求：

⑴挖掘机对水平地面的压强；【6×104Pa】

⑵挖掘机以额定功率在平直的场地上以5.4km/h的速度匀速前进了15m，挖掘机所做的功及受到的阻力。

【1.2×106J】【80000N】

⑶若挖掘机以额定功率经过10s把一块质量为6×103kg的石块抬高5m，则挖掘机的效率为多少？

【25﹪】

13、云南省政府决定，在两年内要把昆明打造成环境优美，人文和谐的一流城市。

为了解决城市交通堵塞问题，重新修建立交桥。

如图6所示，用“塔吊”起重机在50秒内把一块质量为5×103kg的钢混桥板从地面匀速吊起7m。

起重机的机械效率为70﹪，求：

（1）起重机钢绳对桥板的拉力；【5×104N】

（2）起重机对桥板所做的功；【3.5×105J】

（3）起重机功率。

【1×104W】

图6

14、学校新近买了30套总质量为300kg的物理实验器材，每套一箱。

现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14m高的物理实验室。

（1）该实验员需要做多少功？

（不考虑他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）

【4.2×104J】

（2）假设他身体可以提供的功率P如图7那样取决于所搬运物体的质量m。

若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数应为个。

【10】

（3）不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间。

【10min】

15、小明利用如图8所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m／s。

（己知每层楼高3m）求：

（1）小明所用的时间；【150S】

（2）拉力的功率；【108W】

（3）所做的额外功；【2700J】

（4）在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提

升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变?

为什么?

【变小,提升相同的重物到相同的高度，所做的有用功相同；由于新滑轮组增加了

一个动滑轮，所做的额外功增加，使得总功增大，所以新滑轮组的机械效率变小】

16、如图9所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m。

求：

（g取10N/kg）

（1）人拉绳子的速度；【0.8m/s】

（2）滑轮组对物体做功的功率；【128W】

（3）滑轮组的机械效率。

【80﹪】

17、如图10所示，小明参加社会实践活动，帮助工人师傅用一块4.5m长木板，将450N的货物拉到1.5m高的汽车车箱里。

（1）若不计摩擦时，所用的拉力是多大？

【150N】

（2）考虑摩擦，实际拉力是200N，机械效率是多少？

【75﹪】