觀2019年物理中考看效率的解題方法

尹文會(huì)

效率（efficiency）是指有用功率對驅(qū)動(dòng)功率的比值，同時(shí)也引申出了多種含義。效率也分為很多種，比如機(jī)械效率（mechanical efficiency）、熱效率（thermal efficiency）、能量轉(zhuǎn)化效率等。效率與做功的快慢沒有直接關(guān)系，它指最有效地使用社會(huì)資源以滿足人類的愿望和需要;或?qū)?jīng)濟(jì)資源做了能帶來最大可能性的滿足程度的利用。所謂效率高，就是在單位時(shí)間里實(shí)際完成的工作量多，對個(gè)人而言，意味著節(jié)約了時(shí)間;對做功而言節(jié)約就是了能源。

縱觀新課程改革幾年來的各地中考物理試題，“效率”成了中考的?？键c(diǎn)，同時(shí)也了我們學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和中考的失分點(diǎn)。在考試中，它多在試卷的最后以壓軸計(jì)算題的形式或填空的形式出現(xiàn)。本文將結(jié)合實(shí)例對如何提高中考物理效率得分率進(jìn)行分類解析，希望對同學(xué)們有所幫助。

一、機(jī)械效率題

機(jī)械效率是使用簡單機(jī)械時(shí)有用功跟總功的比值，一般以計(jì)算滑輪組、斜面等簡單機(jī)械的效率出現(xiàn)。

解題方法：1、

2、不計(jì)摩擦繩重動(dòng)滑輪重時(shí)

3、滑輪水平時(shí)G物=f，公式相應(yīng)變?yōu)?/p>

4、求斜面機(jī)械效率時(shí)

例 1、（2019襄陽，25）工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為600N的貨物勻速提升了2m，做了1500J的功。求：

（1）滑輪組的機(jī)械效率;

（2）當(dāng)他用400N的拉力勻速提升其它貨物時(shí)，額外功占總功的15%，求提升貨物的重。

解：（1）? ? ? W總=1500J

（2）

例2、（2019龍東，27）如圖所示，小聰用滑輪組拉動(dòng)水平地面上重為500N的物體A，使它勻速前進(jìn)2m，地面對它的摩擦力為150N，小聰施加的拉力F=100N（忽略繩重和滑輪重），則滑輪組做的有用功為? ? ?J，滑輪組的機(jī)械效率為 。

解：（1）W有用=fs物=150N×2m=300J

（2）有圖可知n=2? ?S繩=2h物=2×2m=4m? ? W總=Fs=100N×4m=400J

例3、（2019赤峰，22）一木塊重480N體積為0.08m3，用力F將木塊沿斜面勻速拉到高處，如圖甲所示。已知拉力F做的功W與木塊沿斜面運(yùn)動(dòng)距離s的關(guān)系如圖乙所示。整個(gè)過程的額外功是320J.（g=10N/kg）

求：（1）木塊的密度（2）拉力F大?。?）斜面的機(jī)械效率。

解：（3）W有=W﹣W額=800J﹣320J=480J

二、燃燒效率題（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）

解題方法：燃料燃燒放出的能量是總功W總=Q放=mq

水吸收的是有用功W有=Q吸=cm（t﹣t0）

例4、（2019廣安，26）太陽能具有環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn)，某品牌太陽能熱水器在一天的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為50kg、初溫為15℃的水升高到55℃.（水的比熱容c水=4.2×103J/kg·℃）求：

（1）熱水器中水吸收的熱量Q;

（2）若改用焦炭來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克焦炭？（焦炭的熱值q=3×107J/kg，設(shè)焦炭放出的熱量全部被水吸收）

解：Q放=Q=8.4×106J? ?m′= = =0.28kg

三、力熱效率題（內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）

解題方法：燃料燃燒放出的能量是總功W總=Q放=mq

牽引力做的功的是有用功W有=pt

例5、（2019安順，17）如圖所示是一款新型四輪沙灘卡丁車，其滿載時(shí)的質(zhì)量為600kg，每個(gè)車輪與沙灘接觸的面積為500cm2，卡丁車滿載時(shí)在水平沙灘上勻速直線運(yùn)動(dòng)，10min行駛6km，它的發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為11.5kW。

（3）該卡丁車以汽油為燃料，若在這次行駛中消耗汽油0.6kg，求該卡丁車汽油機(jī)的效率。（q汽油=4.6×107J/kg）

解：η= ×100%= ×100%=×100%=25%。

四、光電效率題（太陽能→電能）

解題方法：太陽輻射電池板上的能量是總功 W總=P總t

蓄電池充滿電的電能是有用功W電=P電t

例6、（2019廣東，29）如圖甲所示為某太陽能百葉窗的示意圖，它既能遮陽，還能發(fā)電。它的構(gòu)造特點(diǎn)是百葉窗的葉片為太陽能電池板（以下簡稱電池板），其工作電路示意圖如圖乙所示，電池扳將太陽能轉(zhuǎn)化為電能（轉(zhuǎn)化效率為10%），為蓄電池充電，蓄電池再向節(jié)能燈供電。設(shè)太陽每秒鐘輻射到每平方米電池板上的能量為1.2×103J（即為1.2×103W/m2），電池板對蓄電池充電的功率為60W;蓄電池充滿電后，能夠讓10盞“12V 3W”節(jié)能燈正常工作6小時(shí)，不考慮蓄電池充電和供電時(shí)的電能損耗。則：

（5）該百葉窗電池板的面積為? ? ?m2。

解：η= = = ×100%= =10%

五、電熱效率題（電能→內(nèi)能）

解題方法：消耗的電能是總功W總=Q放=mq

水吸收的是有用功W有=Q=cm（t﹣t0）

例7、（2019益陽，26）某居民家安裝了一臺(tái)電熱水器，其銘牌標(biāo)示如下表所示。加滿20℃的水后加熱至70℃，已知水的比熱容C水=4.2×103J/（Kg﹒℃），干木材的熱值q=1.2×107J/ kg。

（3）如果用干木材替代電熱水器燒水，效率為14%，需要多少干木材？

解：

六、力電效率類試題（電能→機(jī)械能）

解題方法：電動(dòng)機(jī)提高的能量是總功W總

有用功W有=W總-W額

例8、（2019沈陽，18）如圖所示，電動(dòng)起重機(jī)是通過電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子b帶動(dòng)滑輪組工作的裝置（滑輪組的連接方式未畫出）。質(zhì)量為360kg的貨箱放在水平地面上，與地面的接觸面積是0.25cm2。求：

（3）在上述勻速拉起貨箱的過程中，使用滑輪組所做的額外功是9.6×103J，滑輪組的機(jī)械效率是多大？

解：W有=W總-W額=2.4×104J-9.6×103J=l.44×104J

自然界中，各種形式的是可以相互轉(zhuǎn)化的。在能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，必然存在能量的損失——效率（即轉(zhuǎn)化率、利用率）問題。初三學(xué)生必須熟練。在解這類題時(shí)，我們只需要找到能量轉(zhuǎn)化的形式，根據(jù)轉(zhuǎn)化的的方向，就可以確定有用功和總功。如：A能→B能，A擁有的能量是總的;B的能量是有用的。分清總的和有用的能量，效率問題的題目基本不會(huì)失分，得分率才會(huì)有所提高。

在科技高速發(fā)展當(dāng)下，人類對能源的利用率都依舊不高，因此提高能源的利用率，減少能量的損失以及減少對環(huán)境的污染是當(dāng)代社會(huì)急需解決的一大難題，自然“效率”類題就成了中考的重點(diǎn)，值得師生共同關(guān)注。

（作者單位：彌勒市第五中學(xué)）