零五网 › 全部参考答案› 通城学典课时作业本答案 › 2026年通成学典课时作业本九年级物理上册苏科版江苏专版 第22页解析答案
15(9分)氢能源汽车具有零排放的环保优势。某款氢能源汽车在水平公路上匀速行驶时受到的阻力为$1.2×10^{3}\ \mathrm{N}$,匀速行驶$30\ \mathrm{km}$消耗氢气$0.6\ \mathrm{kg}$。求:($q_{\mathrm{氢气}}=1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}$)
(1)汽车牵引力所做的功。
(2)氢气完全燃烧释放的热量。
(3)汽车利用氢能的效率。(结果精确到$0.1\%$)
答案:15.(1)汽车在水平公路上匀速行驶时,受到的牵引力与阻力平衡,由二力平衡条件可知,此过程中汽车受到的牵引力$F=f=1.2×10^{3}\ \mathrm{N}$,汽车牵引力做的功$W=Fs=1.2×10^{3}\ \mathrm{N}×30×10^{3}\ \mathrm{m}=3.6×10^{7}\ \mathrm{J}$
(2)0.6 kg氢气完全燃烧释放的热量$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{氢气}}=0.6\ \mathrm{kg}×1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}=8.4×10^{7}\ \mathrm{J}$
(3)汽车利用氢能的效率$\eta=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%=\frac{3.6×10^{7}\ \mathrm{J}}{8.4×10^{7}\ \mathrm{J}}×100\%≈42.9\%$
解析:
【分析】
本题是力学与热学结合的计算题,分三个小问求解。解题思路:(1)汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是平衡力,大小相等,先确定牵引力,再用公式$W=Fs$计算牵引力做功;(2)利用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$计算氢气释放的热量;(3)汽车利用氢能的效率为牵引力做的有用功与氢气释放热量的比值,代入公式计算即可。
【解析】
(1)汽车匀速行驶时,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,故牵引力$F=f=1.2×10^{3}\ \mathrm{N}$;行驶距离$s=30\ \mathrm{km}=30×10^{3}\ \mathrm{m}$,根据功的公式,牵引力做功:
$W=Fs=1.2×10^{3}\ \mathrm{N}×30×10^{3}\ \mathrm{m}=3.6×10^{7}\ \mathrm{J}$
(2)根据热值公式,0.6 kg氢气完全燃烧释放的热量:
$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{氢气}}=0.6\ \mathrm{kg}×1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}=8.4×10^{7}\ \mathrm{J}$
(3)汽车利用氢能的效率为有用功与总热量的比值:
$\eta=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%=\frac{3.6×10^{7}\ \mathrm{J}}{8.4×10^{7}\ \mathrm{J}}×100\%≈42.9\%$
【答案】
(1)$3.6×10^{7}\ \mathrm{J}$;(2)$8.4×10^{7}\ \mathrm{J}$;(3)$42.9\%$
【知识点】
二力平衡、功的计算、热值与热效率
【点评】
本题结合氢能源汽车的实际应用,考查基础力学与热学的综合计算,需掌握二力平衡、功、热值、效率的相关公式,是常规的综合计算题,难度适中。
【难度系数】
0.6
16 (9分)如图所示是小林同学组装的提升重物的装置,动滑轮重为20 N,不计绳重和摩擦。在拉力F 的作用下,将重为480 N的重物经过10 s匀速提升了4 m。求:
(1) 拉力F 的大小。
(2) 拉力F 做功的功率。
(3) 此过程动滑轮的机械效率。

答案:16. (1) 动滑轮绳子股数为2,不计绳重和摩擦,拉力$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{2}×(480\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N})=250\ \mathrm{N}$
(2) 拉力F做功的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=\frac{Fnh}{t}=\frac{250\ \mathrm{N}×2×4\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=200\ \mathrm{W}$
(3) 该动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%=\frac{480\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=96\%$
解析:
【分析】
要解决这道题,首先需确定动滑轮承担物重的绳子段数n,不计绳重和摩擦时,拉力与物重、动滑轮重的关系为$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{n}$;接着根据拉力移动距离$s=nh$,结合功和功率公式计算拉力的功率;最后利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$(其中$W_{\mathrm{有用}}=Gh$,$W_{\mathrm{总}}=Fs$)计算机械效率。
【解析】
(1) 由图可知,动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$。不计绳重和摩擦,拉力$F$的计算公式为:
$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{n}$
代入$G=480\ \mathrm{N}$,$G_{\mathrm{动}}=20\ \mathrm{N}$,$n=2$,得:
$F=\frac{480\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{2}=250\ \mathrm{N}$
(2) 重物提升高度$h=4\ \mathrm{m}$,拉力移动的距离$s=nh=2×4\ \mathrm{m}=8\ \mathrm{m}$。拉力做的总功:
$W_{\mathrm{总}}=Fs=250\ \mathrm{N}×8\ \mathrm{m}=2000\ \mathrm{J}$
拉力做功的功率:
$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{2000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=200\ \mathrm{W}$
(3) 有用功是提升重物做的功:
$W_{\mathrm{有用}}=Gh=480\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=1920\ \mathrm{J}$
动滑轮的机械效率:
$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{1920\ \mathrm{J}}{2000\ \mathrm{J}}×100\%=96\%$
【答案】
(1) $250\ \mathrm{N}$;(2) $200\ \mathrm{W}$;(3) $96\%$
【知识点】
动滑轮拉力计算;功率计算;机械效率计算
【点评】
本题是初中物理中动滑轮相关的基础计算题,考查了动滑轮绳子段数的判断、拉力、功率及机械效率的计算,公式应用明确,属于常规题型,只要掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
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