分類題型訓(xùn)練：第三章《能量轉(zhuǎn)化與守恒》計(jì)算題（3） 浙教版科學(xué) 九年級(jí)上冊(cè)

《能量轉(zhuǎn)化與守恒》計(jì)算訓(xùn)練（3）《能量轉(zhuǎn)化與守恒》計(jì)算訓(xùn)練（3）1.如圖是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場(chǎng)景，在10s的時(shí)間內(nèi)，工人師傅用豎直向上的拉力將建筑材料勻速提升了1m，已知拉力F為400N，建筑材料的重力G為900N，求這個(gè)過程中：(1)繩子自由端移動(dòng)的距離(2)此滑輪組的機(jī)械效率(3)拉力F的功率2.電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，由于對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好。如圖所示，某車有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示，在一次測(cè)試過程中，該車以額定功率在水平路面上5分鐘內(nèi)勻速直線行駛了6千米。求：(1)該車在這次測(cè)試過程中牽引力所做的功。(2)該車受到的水平阻力。3.一輛在水平路面上沿直線勻速行駛的火車，行駛時(shí)所受的阻力為車總重的0.1倍，貨車（含駕駛員）空載時(shí)重為2.5×104牛。求：（1）貨車空載駕駛時(shí)所受的阻力大小。（2）貨車以36千米/時(shí)的速度，載著500千克的貨物，勻速行駛10分鐘，貨車牽引力做的功。4.小明提著質(zhì)量為3kg的書包，從1樓走到3樓用了15s的時(shí)間，書包帶與手的接觸面積為10cm2，g取10N/kg。（1）求書包的重力。（2）求書包帶對(duì)手的壓強(qiáng)。（3）估算小明上樓過程中對(duì)書包做功的功率。5.一輛掛有綠色號(hào)牌的四輪電動(dòng)汽車，以54km/h的速度在水平地面沿直線勻速行駛了6min，行駛時(shí)所受阻力為自重的0.05倍（g取10N/kg）求：（1）電動(dòng)汽車在6min內(nèi)通過的路程。（2）已知該車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.5×106Pa，每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為20cm2，求空車的質(zhì)量。（3）在水平地面勻速行駛的過程中，該電動(dòng)汽車牽引力做功的功率。6.學(xué)校新近買了30套總質(zhì)量為300千克的實(shí)驗(yàn)器材，每套一箱。實(shí)驗(yàn)員需要把這批實(shí)驗(yàn)器材搬運(yùn)到15米高的實(shí)驗(yàn)室。（g取10N/kg）。（1）該實(shí)驗(yàn)員在搬運(yùn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材總共做功________焦；（2）假設(shè)他身體可以向外提供的功率P與所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m的關(guān)系如圖所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下樓的時(shí)間t與所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m關(guān)系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到開始搬運(yùn)處，所用最短時(shí)間為__________秒。（列出計(jì)算過程）7.現(xiàn)有規(guī)格分別為“6V3W”和“6V6W”兩個(gè)小燈泡L1、L2，已知它們的電流與電壓間關(guān)系如圖所示。(1)由圖可知，L1、L2的燈絲電阻都隨電流的增大而______(選填“增大”“減小”或“不變”)。(2)若將L1、L2并聯(lián)接在學(xué)生電源間，電源電壓調(diào)節(jié)為6V，通電8min，則兩燈泡消耗的總電能為多少焦？(3)若將L1、L2串聯(lián)接在學(xué)生電源間，調(diào)節(jié)電源電壓，在保證每個(gè)燈泡兩端電壓不超過其額定電壓的情況下，L1、L2消耗的實(shí)際總功率最大值是多少？8.釋放化學(xué)能的過程不斷地發(fā)生在人體內(nèi)，食物也是一種“燃料”。營養(yǎng)成分在人體細(xì)胞里與氧結(jié)合，提供細(xì)胞組織所需的能量。人體攝入的能量（營養(yǎng)師常稱之為熱量）過多或過少，都有損于健康。

(1)小華同學(xué)的質(zhì)量為50kg，正常情況下步行上一層樓需要12s，他克服重力做多少功？他克服重力做功的功率是多少？(每層樓高3m，g取10N/kg)

(2)人體攝人過多的能量往往希望通過運(yùn)動(dòng)消耗掉。某種巧克力的營養(yǎng)成分表上標(biāo)有“每100g能量2361kJ”，小華同學(xué)吃了一塊凈含量50g的上述巧克力，如果他從巧克力獲得的能量全部用于克服重力做功，則他要爬多少層樓？(每層樓高3m)9.某公司研發(fā)的智能服務(wù)機(jī)器人，具有凈化室內(nèi)空氣，陪伴老人聊天、散步等功能。若它在40N的牽引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛30s，求：（1）它行駛的路程。（2）此過程中牽引力所做的功。（3）牽引力所做功的功率。10.在上海世博園“低碳行動(dòng)”展區(qū)展出了一系列高科技展項(xiàng)，其中包括我國自主創(chuàng)新的純電動(dòng)汽車。該汽車充足電后，在水平路面進(jìn)行性能測(cè)試，記錄如下表所示。求這次測(cè)試中：

(1)汽車總行駛時(shí)間；

(2)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)；

(3)汽車水平牽引力所做的總功。11.家庭電路的電壓是220V，某空調(diào)處于制冷狀態(tài)時(shí)的功率P1是2.2kW，處于送風(fēng)狀態(tài)時(shí)的功率P2是0.22kW，它們是交替進(jìn)行的，現(xiàn)測(cè)得此空調(diào)在某時(shí)段內(nèi)的電功率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答：(1)空調(diào)在前5min內(nèi)處于____狀態(tài)。(2)空調(diào)工作10h消耗的電能是多少千瓦時(shí)？12.小明在跑步機(jī)上鍛煉身體。設(shè)他在跑步機(jī)上以5m/s的速度勻速跑動(dòng)30min，跑步的總動(dòng)力為40N。求:(1)他在這段時(shí)間內(nèi)相當(dāng)于跑了多少路程？(2)他在這段時(shí)間內(nèi)做了多少功？(3)他做功的功率是多少？參考答案1.（1）由圖可知，n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×1m=3m（2）有用功:W有=Gh=900N×1m=900J，

總功:W總=Fs=400N×3m=1200J，

此滑輪組的機(jī)械效率：

η=W有/W總×100%=900J/1200J×100%=75%；(3)拉力F的功率:P=W總/t=1200J/10s=120W。2.(1)3×107J(2)5×103N3.解：（1）貨車空載行駛時(shí)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內(nèi)貨車行駛的路程：s＝vt＝10m/s×600s＝6000m，載著500kg的貨物勻速行駛，此時(shí)貨車受到的阻力：f′＝0.1G′＝0.1×（2.5×104N+500kg×10N/kg）＝3000N；因?yàn)闋恳εc阻力是一對(duì)平衡力，所以牽引力F′＝f′＝3000N，故10min內(nèi)貨車牽引力做的功：W＝F′s＝3000N×6000m＝1.8×107J。4.解：（1）書包的重力：G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，（2）書包帶對(duì)手的壓力：F＝G＝30N，書包帶與手的接觸面積：S＝10cm2＝1×10﹣3m2，書包帶對(duì)手的壓強(qiáng)：p＝FS＝30N1×10?3m2＝3×104Pa；（3）一層樓高大約3m，從1樓走到3樓，上升的高度h＝2×3m＝6m，小明上樓過程中對(duì)書包做功：W＝Gh＝30N×6m＝180J，對(duì)書包做功的功率：P＝Wt＝180J15s＝12W。5.解：（1）由v＝s/t可得，電動(dòng)汽車在6min內(nèi)通過的路程s＝vt＝54km/h×6/60h＝5.4km；（2）由p＝F/S可得，車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力F＝pS＝1.5×106Pa×4×20×10﹣4m2＝12000N，水平面上的物體，對(duì)水平面的壓力大小與物體本身的重力相等，則G車＝F＝12000N，空車的質(zhì)量m＝G車/g＝12000N/10N/kg＝1200kg；（3）勻速行駛的速度v＝54km/h＝15m/s，因?yàn)殡妱?dòng)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以車的牽引力：F＝f＝0.05G車＝0.05×12000N＝600N，電動(dòng)汽車牽引力做功的功率：P＝W/t＝Fs/t＝Fv＝600N×15m/s＝9000W。答：（1）電動(dòng)汽車在6min內(nèi)通過的路程為5.4km。（2）空車的質(zhì)量為1200kg。（3）在水平地面勻速行駛的過程中，該電動(dòng)汽車牽引力做功的功率為9000W。6.解：（1）實(shí)驗(yàn)器材受到的總重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，實(shí)驗(yàn)員在搬運(yùn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)器材做的功：W＝Fs＝3000N×15m＝4.5×104J；（2）從P﹣m圖象中得出，當(dāng)一次搬運(yùn)10kg、20kg、30kg時(shí)人的功率分別為：P1＝40W、P2＝60W、P3＝55W，根據(jù)功的原理可知，三種搬運(yùn)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)器材做的功相同，W＝45000J，所以，三種方法搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材上樓用的時(shí)間：t1＝W/P1＝45000J/40W＝1125s，t2＝WP2＝45000J/60W＝750s，t3＝W/P3＝45000J/55W≈818.2s三種方法搬起箱子、放下箱子和下樓的時(shí)間：t1'＝40s×300kg10kg＝1200s，t2'＝50s×300kg20kg＝750s，t3'＝70s×300kg30kg＝1200s，三種搬運(yùn)方法用的總時(shí)間：t總1＝t1+t1′＝1125s+1200s＝2325s，t總2＝t2+t2′＝750s+750s＝1500s，t總3＝t3+t3′＝818.2s+700s＝1518.2s7.（1）增大（2）解：根據(jù)圖表可知，I1=0.5A，I2=1.0A；U1=U2=6V則：W=W1+W2=U1I1t+U2I2t=6V×0.5A×8×60S+6V×1.0A×8×60S=4320J(3)

解:根據(jù)圖表可知L1的額定電流I額1=0.5A，I額2=1.0A；兩燈串聯(lián)使用，在保證安全的情況下，通過電路的最大電流為0.5A。根據(jù)圖表可知此時(shí)燈L1兩端的電壓為6V，燈L2兩端的電壓為2V。所以：P總=P1+P2=U1I+U2I=6V×0.5A+2V×0.5A=4W8.(1)步行上一層樓做的功：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)吃一塊凈含量50g的上述巧克力獲得的能量；Q=2361kJ100g×50g=1180.5kJ=1.1805×106J爬一層樓克服重力的功為1500J，所以，他要爬樓的層數(shù)；n=1.1805×106J/1500J=787層9.（1）15m（2）600J（3）20W10.（1）根據(jù)t=s/v=135km/54km/h=2.5h(或9000s)（2）F1=G=104N，根據(jù)p=F1/S=104N/0.1m2=105Pa（3）根據(jù)W=Fs=400N×1.35×105m=5.4×107J11.解：(1)