功和功率计算题

功和功率计算题导学案 授课时间：2013.5.4

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济青高速路上，受到的阻

力是车重的1/10，g 取10N/kg,求：

（1）轿车的牵引力；【2×103 N 】

（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 /m 3，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？【3.0×103

N 】

（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144 km ，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。

（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－

2m 2,那么车对

地面的压强多大？【1.6×105

Pa 】

（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。

（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】

图1

图4

6、一辆汽车以72km ／h 的速度匀速行驶10 min ，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=4.6 x107

J ／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?

【9.2×104

W 】

(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?【2.4×104

W 】

(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；【2.76×108 J 】 （2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。【20k g ＜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4.0×107

J/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 ？

【2.25×106

J 】

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?【12 km 】

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% 】

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1.25m 2

。取g=10N/kg ，求：

⑴挖掘机对水平地面的压强；【6×104

Pa 】

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。【1.2×106

J 】【80000N 】

⑶若挖掘机以额定功率经过10s 把一块质量为6×103

kg 的石块抬高5m ，则挖掘机的效率为多少？【25﹪】