初三物理第十二讲机械效率及其应用.docVIP

初三物理第十二讲：效率及其应用； 难点一：容易将效率与功率混淆。 帮助认识：我们可以简单地这样认为，效率是指总共的功或能中有用的部分所占的百分比，有用的部分所占的百分比越高，额外的部分所占的百分比就越低，提高效率就是提高有用的部分所占的百分比。不仅仅简单机械需要研究效率，电器、热机、电站、锅炉等几乎所有的涉及能量转化或转移的器具设备都需要研究效率，都需要努力提高它们的效率，以尽可能少的消耗取得尽可能多的效益。而功率(P = )是指做功的快慢，做功快慢(P =)与所做功有多少比例是有用的这二者之间没有必然联系，也就是机械功率(P = )的大小与机械效率的高低之间互不影响。 难点二：在现实情境中不能哪是有用功、哪是总功？ 常见错误：①有用功与总功计算张冠李戴，效率大于1；②复杂题目不能确认哪是有用功、哪是总功；③不会根据额外功解决相关问题。 物理意义有用功、额外功和总功。人们要做功都有目的，而做功这个过程中难免有些功会浪费，只有一部分功会用在达到人们预期的目的上，功就是有用功，浪费的功是功，功的总和就是总功有用功主要和目的有关器具设备（Q =cm△t）（Q =qm） 2、从能量转移或转化的有用功和总功。3、从能量输入和输出的角度总功和有用功。（Q=qm）难点三：常见错误：①②可以解决一步到位的简单计算，对综合不同知识领域的问题、稍微复杂的问题分析综合感到困难。 原因分析：帮助认识：综合性强，涉及到的基础知识多。解决效率问题建立在熟练运用如下知识的基础上，涉及到知识有机械功及相关计算（W =Fs、W =Gh、G = mg 等）机械功率（P =）电功或电能（ W =UIt）电功率（P = =UI）电热（Q = I 2Rt）（Q =cm△t 、Q =qm或Q =qV ）以η =（或η =）为基础代入相关量，尽量采用综合运算求解分步求解。例如，电热水器的效率η、电功率P、水的质量m、升高的温度△t，工作时间tη === ， 变形可得 t = 进行综合运算求解。 常见错误：①②在斜面的运算中不能顺利地根据额外功求物体受到的摩擦力；。 原因分析：。帮助认识：①η = = =G物h=，由此可以看出，由于动滑轮的重量G动滑轮是不变的，G物的增大会引起有用功所占比例η变大。②W总=W有用 + W额外W额外=fW总=W有用 + ff = 。Q =I 2Rt，导线上因为电流发生热效应消耗的电能白白浪费了属于额外功，我们虽然不能直接算出有用功，但可用W有用= W总 W额外例：一只蚂蚁在10min的时间内把一粒米从一楼搬到二楼，一位同学把一只铅球在10s的时间从一楼搬到二楼，谁做功的效率高？谁的功率？ 难点四：例：以“低碳世博”为理念的上海世博园区，有很多新能源汽车在示范运行，其中包括120辆纯电动客车，实现了公共交通的零排放。下表是某纯电动汽车与燃油汽车进行测试时的部分数据： 纯电动汽车 燃油汽车 能源种类 电能 汽油（q汽油=4.5×107J/kgρ汽油=0.7×103kg/m3） 牵引力 600N 600N 每百公里能耗 20kW·h 8L 单位能耗价格 1.0元/ kW·h 6.5元/ L 二氧化碳排放量 0 每消耗1kg汽油排放2.2kg二氧化碳 请根据上表提供的有关数据计算：（1）电动汽车行驶100km比燃油汽车节约多少费用？（2）燃油汽车每行驶100km向空气排放多少千克的二氧化碳？（3）电动汽车和燃油汽车的能量转换效率分别是多少？例：下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。物体重力G=10N，上升的高度h=0.1m；簧测力计显示的拉力F=5N，沿斜面移动的距离s=1m。斜面的机械效率为 ，物块受到的摩擦力为 N，物块和斜面的内能增加了约 J。 A．甲比乙更省力 B．做相同的总功，甲比乙做的有用功少 C．做相同的总功，甲比乙做功快 D．甲比乙更省距离 2、某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F23、加热器——将其它形式的能转化成内能的装置 （1）在上述各加热装置工作的过程中，能量转化的情况分别是：甲 、乙 、丙 、丁 。 （2）上述所有加热器中的水吸收的 可以看做机械的有用功，可用公式 计算水吸收的热量。使用这些装置的总功计算各不相同，图甲中完全燃烧2kg的煤放出的热量是 ；图乙中完全燃烧1.5m3的天然气放出的热量是 ；图丙中电源电压220V，电流2A，则电流在1min中内做的功是 ；图丁中的太