初中物理效率计算题解题方法辅导

⌾赵爱华

初中物理效率计算题解题方法辅导

⌾赵爱华

效率计算题是初中物理辅导的一个重要的内容，也是中考的重要内容之一。提高物理效率计算题解题能力的前提是在对物理基本概念理解的基础上，熟练掌握基本规律的应用，强化知识间的综合联系。解题过程涉及审题和解题两个相互联系的层面。

初中物理；效率计算题；解题方法 ；辅导

效率计算题在初中物理题型中独树一帜,它不仅考查了学生对知识的掌握情况,还考查了学生的阅读能力、综合分析问题的能力、解题技巧、语言归纳及表述能力、计算能力及对数据的处理能力。我们的学生在效率计算题上却是一个弱点，很多学生对计算题是望而生畏。因此，在每次练习及考试中，部分学生对效率效率计算题都是放弃的。而在中考中，效率计算题的分值却是有增无减。那么，如何指导初中物理效率计算题解题呢？

我认为一方面是要消除学生的畏惧心理，另一方面是加强学生对问题的分析能力的培养，第三就是平时多积累一些常用的解题方法及技巧。这样，在遇到效率计算题时，随心所欲，从容应付。

中考时涉及这部分内容的题型也比较全面，有填空、选择、实验和计算。计算题主要考查应用机械效率的公式解决一些实际问题，并且和简单机械、功、功率、热量、燃料的热值等知识有机联系在一起。只要掌握了知识，学会分析问题的方法，题目是千变万化的，但知识是永恒的，方法是灵活的。以不变去应万变，才能永远立于不败之地。提倡举一反三，善于归纳总结。遇到了效率计算题，要相信自己的知识和能力，消除畏惧心理，不盲目的放弃和解答，正确面对效率计算题。

抓住效率计算题的关键词，然后寻找思路，即打算如何来解出这个题。千万不要未弄懂题意就开始解题，只有在于平时多加积累、练习、思考、探索。相信只要付出了努力，就一定会有所收获，就不会怕效率计算题了。下面我就物理效率计算题作出一些方法辅导：

一、简单机械效率计算题解题方法辅导

机械功原理告诉我们，使用任何机械都不能省功，使用滑轮组、杠杆和斜面这些简单机械时，对机械所做的功并不都是有用的，其中有一些是不得不做的额外功，所以使用简单机械做功时，有用功在总功中占的比例越大越好，有用功占的比例大，说明机械工作的效率高。在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比值叫机械效率，如果用η表示机械效率，那么公式为：η=W有/W总=Gh/Fs(G为物体所受的重力，h物体被提升的高度，F为拉力大小，s为绳子自由上升的高度、杠杠被提升高度或斜面长度)。

例题分析：斜面长1m，高0.2m,将10N重的物体从斜面底端拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，求(1)斜面的机械效率是多少？(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功？

解：(1)有用功：W有用=Gh=10N×0.2m=2J

总功 ：W总=FS=2.5N×1m=2.5J

所以斜面的机械效率：η=W有/W总=2J/2.5J=80℅

(2)由W总= W有用+W额得

额外功：W额=W总-W有用=2.5J-2J=0.5J

二、热效率计算题解题方法辅导

燃料送入锅炉的热量，其中大部分被锅炉受热面吸收产生水蒸气，这是被利用的有效热量。而另一部分热量损失掉了，这部分热量，称为热损失。锅炉效率是指锅炉使用期间蒸汽带走的热量与燃料的完全燃烧放出的热量之比，也就是锅炉的热效率，热效率公式为η=Q吸/ Q放(其中Q吸=cm △t, Q放=mq或vq)

提高锅炉热效率就是增加有效利用热量，减少锅炉各项热损失，其中重点是降低锅炉排烟热损失和机械未完全燃烧损失。

例题分析：某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是4.2 ×103J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：(1) 锅炉内的水吸收的热量是多少?(2) 无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?(3) 此锅炉的效率是多少？

解：锅炉内的水吸收的热量：

Q吸=cm △t=4.2 ×103J/(kg·℃×200kg×(100-25)℃=6.3×107J

无烟煤完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=6 kg×3.4×107J/kg=2.04×08J

此锅炉的效率：η=Q吸/ Q放=6.3×107J/2.04×08J≈30.9℅

三、热机效率计算题解题方法辅导

热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，通常用百分数来表示。如果用η表示，则有η=W有/ Q放(其中W有=FS,Q放=mq或vq )。

例题分析：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 x107J/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?(2)这段时间内汽车发动机的效率是多少？

解：(1)汽油完全燃烧放出的热量：

Q放 = mq = 1.2Kg × 4.6×107J/ kg =5.52×107J

(2)汽车行驶的路程：由V= S/t得

S = Vt =20m/s × 600S = 1.2×104m

汽车发动机的有用功：

W有 = FS =1.2x103N ×1.2×104m = 1.44×107J

汽车发动机的效率：η=W有/ Q放=1.44×107J /5.52×107J≈26.1℅

四、转换效率计算题解题方法辅导

在中考题中，有些题型既不是考查机械效率，也不是考查热机效率和热效率的计算，有的更加复杂。比如题目中涉及到太阳能热水器、电热器、风力发电机、水力发电机和电动车等设备，由于这些设备本身条件的限制，工作过程中不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。这些设备在发生能量转化过程中的效率可起名为 “转换效率”， 公式可写成：效率=转化后的能量/转化前的能量，如电动机效率是电动机转换成的机械动能与消耗的电能之比。例如电机消耗的电能是3000瓦，而产生的机械动能是2400瓦，2400/3000=80%，其效率就是百分之八十。

例题分析：从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染。而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图23所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？(计算结果保留一位小数)(汽油密度：0.71×103kg/m3；汽油热值：4.6×107J/kg)

解：由ρ=m/V 可得汽油质量：

m汽油=ρ汽油V汽油=0.71×103kg/m3×300×10-3m3=213 kg

汽油完全燃烧放出热量：

Q=qm汽油=4.6×107J/kg×213 kg=9.798×109J

产生的电能：

W=50%Q=4.899×109J

由P=W/ t 可得产生的电能可供动车组行驶时间：

t=W/ P=4.899×109J/4.8×106W≈1020.6s

动车组行驶速度：v=252km/h=70m/s

由v=s/t 可得动车组行驶路程：

s=v t=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km…

效率计算题涉及的考点多，范围广，综合性和应用性强。 在解答有关效率的计算题时，要冷静思考，结合具体的问题情境，获得相关的有用信息，紧紧围绕机械效率的计算公式，得出正确的答案。学生在复习过程中，重视基础知识，一定要掌握、理解必要的物理公式，并会据此解决实际问题。只有夯实基础，举一反三，才能熟练而正确的解决初中物理效率计算题。

总之，初中物理效率计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主。它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。明确题目涉及的物理现象和物理过程，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算，初中物理老师对其解题方法要进行辅导。

广西桂林市第八中学 541003)