分类题型训练：第三章《能量转化与守恒》计算题（3） 浙教版科学 九年级上册

《能量转化与守恒》计算训练（3）《能量转化与守恒》计算训练（3）1.如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：(1)绳子自由端移动的距离(2)此滑轮组的机械效率(3)拉力F的功率2.电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。如图所示，某车有关数据如下表所示，在一次测试过程中，该车以额定功率在水平路面上5分钟内匀速直线行驶了6千米。求：(1)该车在这次测试过程中牵引力所做的功。(2)该车受到的水平阻力。3.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的火车，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2.5×104牛。求：（1）货车空载驾驶时所受的阻力大小。（2）货车以36千米/时的速度，载着500千克的货物，匀速行驶10分钟，货车牵引力做的功。4.小明提着质量为3kg的书包，从1楼走到3楼用了15s的时间，书包带与手的接触面积为10cm2，g取10N/kg。（1）求书包的重力。（2）求书包带对手的压强。（3）估算小明上楼过程中对书包做功的功率。5.一辆挂有绿色号牌的四轮电动汽车，以54km/h的速度在水平地面沿直线匀速行驶了6min，行驶时所受阻力为自重的0.05倍（g取10N/kg）求：（1）电动汽车在6min内通过的路程。（2）已知该车静止时对地面的压强是1.5×106Pa，每个轮胎与地面的接触面积为20cm2，求空车的质量。（3）在水平地面匀速行驶的过程中，该电动汽车牵引力做功的功率。6.学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。（g取10N/kg）。（1）该实验员在搬运中，对实验器材总共做功________焦；（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为__________秒。（列出计算过程）7.现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。(1)由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而______(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6V，通电8min，则两灯泡消耗的总电能为多少焦？(3)若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少？8.释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”。营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。

(1)小华同学的质量为50kg，正常情况下步行上一层楼需要12s，他克服重力做多少功？他克服重力做功的功率是多少？(每层楼高3m，g取10N/kg)

(2)人体摄人过多的能量往往希望通过运动消耗掉。某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2361kJ”，小华同学吃了一块净含量50g的上述巧克力，如果他从巧克力获得的能量全部用于克服重力做功，则他要爬多少层楼？(每层楼高3m)9.某公司研发的智能服务机器人，具有净化室内空气，陪伴老人聊天、散步等功能。若它在40N的牵引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶30s，求：（1）它行驶的路程。（2）此过程中牵引力所做的功。（3）牵引力所做功的功率。10.在上海世博园“低碳行动”展区展出了一系列高科技展项，其中包括我国自主创新的纯电动汽车。该汽车充足电后，在水平路面进行性能测试，记录如下表所示。求这次测试中：

(1)汽车总行驶时间；

(2)汽车对路面的压强；

(3)汽车水平牵引力所做的总功。11.家庭电路的电压是220V，某空调处于制冷状态时的功率P1是2.2kW，处于送风状态时的功率P2是0.22kW，它们是交替进行的，现测得此空调在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示。请回答：(1)空调在前5min内处于____状态。(2)空调工作10h消耗的电能是多少千瓦时？12.小明在跑步机上锻炼身体。设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑步的总动力为40N。求:(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程？(2)他在这段时间内做了多少功？(3)他做功的功率是多少？参考答案1.（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m（2）有用功:W有=Gh=900N×1m=900J，

总功:W总=Fs=400N×3m=1200J，

此滑轮组的机械效率：

η=W有/W总×100%=900J/1200J×100%=75%；(3)拉力F的功率:P=W总/t=1200J/10s=120W。2.(1)3×107J(2)5×103N3.解：（1）货车空载行驶时所受的阻力大小：f＝0.1G＝0.1×2.5×104N＝2500N；（2）v＝36km/h＝36×1/3.6m/s＝10m/s，由v＝s/t可知，10min内货车行驶的路程：s＝vt＝10m/s×600s＝6000m，载着500kg的货物匀速行驶，此时货车受到的阻力：f′＝0.1G′＝0.1×（2.5×104N+500kg×10N/kg）＝3000N；因为牵引力与阻力是一对平衡力，所以牵引力F′＝f′＝3000N，故10min内货车牵引力做的功：W＝F′s＝3000N×6000m＝1.8×107J。4.解：（1）书包的重力：G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，（2）书包带对手的压力：F＝G＝30N，书包带与手的接触面积：S＝10cm2＝1×10﹣3m2，书包带对手的压强：p＝FS＝30N1×10−3m2＝3×104Pa；（3）一层楼高大约3m，从1楼走到3楼，上升的高度h＝2×3m＝6m，小明上楼过程中对书包做功：W＝Gh＝30N×6m＝180J，对书包做功的功率：P＝Wt＝180J15s＝12W。5.解：（1）由v＝s/t可得，电动汽车在6min内通过的路程s＝vt＝54km/h×6/60h＝5.4km；（2）由p＝F/S可得，车静止时对地面的压力F＝pS＝1.5×106Pa×4×20×10﹣4m2＝12000N，水平面上的物体，对水平面的压力大小与物体本身的重力相等，则G车＝F＝12000N，空车的质量m＝G车/g＝12000N/10N/kg＝1200kg；（3）匀速行驶的速度v＝54km/h＝15m/s，因为电动汽车做匀速直线运动，所以车的牵引力：F＝f＝0.05G车＝0.05×12000N＝600N，电动汽车牵引力做功的功率：P＝W/t＝Fs/t＝Fv＝600N×15m/s＝9000W。答：（1）电动汽车在6min内通过的路程为5.4km。（2）空车的质量为1200kg。（3）在水平地面匀速行驶的过程中，该电动汽车牵引力做功的功率为9000W。6.解：（1）实验器材受到的总重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，实验员在搬运中对实验器材做的功：W＝Fs＝3000N×15m＝4.5×104J；（2）从P﹣m图象中得出，当一次搬运10kg、20kg、30kg时人的功率分别为：P1＝40W、P2＝60W、P3＝55W，根据功的原理可知，三种搬运方法对实验器材做的功相同，W＝45000J，所以，三种方法搬运实验器材上楼用的时间：t1＝W/P1＝45000J/40W＝1125s，t2＝WP2＝45000J/60W＝750s，t3＝W/P3＝45000J/55W≈818.2s三种方法搬起箱子、放下箱子和下楼的时间：t1'＝40s×300kg10kg＝1200s，t2'＝50s×300kg20kg＝750s，t3'＝70s×300kg30kg＝1200s，三种搬运方法用的总时间：t总1＝t1+t1′＝1125s+1200s＝2325s，t总2＝t2+t2′＝750s+750s＝1500s，t总3＝t3+t3′＝818.2s+700s＝1518.2s7.（1）增大（2）解：根据图表可知，I1=0.5A，I2=1.0A；U1=U2=6V则：W=W1+W2=U1I1t+U2I2t=6V×0.5A×8×60S+6V×1.0A×8×60S=4320J(3)

解:根据图表可知L1的额定电流I额1=0.5A，I额2=1.0A；两灯串联使用，在保证安全的情况下，通过电路的最大电流为0.5A。根据图表可知此时灯L1两端的电压为6V，灯L2两端的电压为2V。所以：P总=P1+P2=U1I+U2I=6V×0.5A+2V×0.5A=4W8.(1)步行上一层楼做的功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×3m=1500J；他克服重力做功的功率：P=W/t=1500J/12s=125W(2)吃一块净含量50g的上述巧克力获得的能量；Q=2361kJ100g×50g=1180.5kJ=1.1805×106J爬一层楼克服重力的功为1500J，所以，他要爬楼的层数；n=1.1805×106J/1500J=787层9.（1）15m（2）600J（3）20W10.（1）根据t=s/v=135km/54km/h=2.5h(或9000s)（2）F1=G=104N，根据p=F1/S=104N/0.1m2=105Pa（3）根据W=Fs=400N×1.35×105m=5.4×107J11.解：(1)