2023年中考物理专题训练——功和功率的综合计算

2023年中考物理专题训练——功和功率的综合计算 1．如图甲所示，我国第一艘航母“辽宁舰”正在进行“歼—15”飞机起降飞行训练，置于飞行甲板下的拦阻索装置完全由我国自主研发制造，图乙是拦阻索装置简化后的示意图，它是由压缩汽缸、滑轮组和拦阻索组成，汽缸的缸体和活塞分别通过硬杆与定滑轮组合和动滑轮组合相连，战机着舰时，拦阻索与战机的尾钩咬合，使高速运行的战机瞬间停下来。 甲                    乙 不计滑轮重、绳重和一切摩擦，求： （1）如果汽缸内活塞A的横截面积为20dm2，活塞受到的最大气压为1.6×107Pa，那么活塞对动滑轮组合产生的最大推力约为多少牛？拦阻索上的最大拉力F约为多少牛？ （2）如果阻拦索2s内被战机拉出的总长度为6m，则气缸内气体推动活塞的平均功率为多少？ 2．某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m；通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙，（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求： （1）动滑轮重力； （2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率； （3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。 3．上海桑塔纳牌小轿车的功率为66kW，在高速公路上行驶的最大限制速度可达30m/s．试求： （1）小轿车在高速公路上行驶时的最小牵引力． （2）若小轿车内燃机的效率为40%，每小时平均功率为40kW，则每小时消耗多少汽油（q汽=4.6×107J/kg） （3）为了节约能源，某科研所研制出一辆太阳能汽车，车上电池能产生120V的电压，对车上电动机提供10A的电流，电动机的线圈电阻是4Ω，则它的效率是多少？ 4．夏天，公园内的草坪都要定期使用如图所示的草坪修剪机进行修剪，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。修剪机总重为200N，四个轮子与地面的总接触面积为20cm2，修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23m，匀速运动时受到的平均阻力为20N。在一次修剪过程中，所用时间为5000s，耗油0.2kg（热值q汽油=4.6×107J/kg），求： （1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强； （2）修剪机克服阻力做功的功率； （3）汽油机的效率。 5．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机飞行时所受阻力的大小与速度的关系见表： 速度v（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg，求： （1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦______？ （2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦______？ （3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少______？ 6．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。 （1）求货车空载行驶时所受的阻力大小；     （2）求货车以36km／h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；     （3）当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物？ 7．工人用如图所示的滑轮组和竹筐把质量为1t的沙子提升到高处。已知竹筐能承受的最大压强为3000Pa，竹筐的底面积为3600cm2，工人提空筐上去时用力大小为60N，g=10N/kg，不计绳重和摩擦。求： （1）工人提升880N的沙子上升了3m，用时30s，则工人做功的功率是多少？ （2）在保证安全的情况下，工人每次提升多重的沙子，装置的机械效率最大？为多少？ （3）若把全部沙子提升到3m高处，工人至少要做多少额外功？ 8．一辆汽车以90kW的恒定功率启动并做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图所示．求：（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg） （1）汽车的速度为20m/s时，牵引力为多大？ （2）在0～5s时间内，汽车发动机做了多少功？ （3）汽车匀速行驶时，发动机的热效率为30%，则燃烧1kg汽油，汽车行驶的路程是多少？