观2019年物理中考看效率的解题方法

尹文会

效率（efficiency）是指有用功率对驱动功率的比值，同时也引申出了多种含义。效率也分为很多种，比如机械效率（mechanical efficiency）、热效率（thermal efficiency）、能量转化效率等。效率与做功的快慢没有直接关系，它指最有效地使用社会资源以满足人类的愿望和需要;或对经济资源做了能带来最大可能性的满足程度的利用。所谓效率高，就是在单位时间里实际完成的工作量多，对个人而言，意味着节约了时间;对做功而言节约就是了能源。

纵观新课程改革几年来的各地中考物理试题，“效率”成了中考的常考点，同时也了我们学习的难点和中考的失分点。在考试中，它多在试卷的最后以压轴计算题的形式或填空的形式出现。本文将结合实例对如何提高中考物理效率得分率进行分类解析，希望对同学们有所帮助。

一、机械效率题

机械效率是使用简单机械时有用功跟总功的比值，一般以计算滑轮组、斜面等简单机械的效率出现。

解题方法：1、

2、不计摩擦绳重动滑轮重时

3、滑轮水平时G物=f，公式相应变为

4、求斜面机械效率时

例 1、（2019襄阳，25）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：

（1）滑轮组的机械效率;

（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，求提升货物的重。

解：（1）      W总=1500J

（2）

例2、（2019龙东，27）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F=100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为     J，滑轮组的机械效率为 。

解：（1）W有用=fs物=150N×2m=300J

（2）有图可知n=2   S绳=2h物=2×2m=4m    W总=Fs=100N×4m=400J

例3、（2019赤峰，22）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J.（g=10N/kg）

求：（1）木块的密度（2）拉力F大小（3）斜面的机械效率。

解：（3）W有=W﹣W额=800J﹣320J=480J

二、燃烧效率题（化学能转化为内能）

解题方法：燃料燃烧放出的能量是总功W总=Q放=mq

水吸收的是有用功W有=Q吸=cm（t﹣t0）

例4、（2019广安，26）太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升高到55℃.（水的比热容c水=4.2×103J/kg·℃）求：

（1）热水器中水吸收的热量Q;

（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q=3×107J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）

解：Q放=Q=8.4×106J   m′= = =0.28kg

三、力热效率题（内能转化为机械能）

解题方法：燃料燃烧放出的能量是总功W总=Q放=mq

牵引力做的功的是有用功W有=pt

例5、（2019安顺，17）如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的发动机功率恒为11.5kW。

（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6kg，求该卡丁车汽油机的效率。（q汽油=4.6×107J/kg）

解：η= ×100%= ×100%=×100%=25%。

四、光电效率题（太阳能→电能）

解题方法：太阳辐射电池板上的能量是总功 W总=P总t

蓄电池充满电的电能是有用功W电=P电t

例6、（2019广东，29）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简稱电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池扳将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W;蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：

（5）该百叶窗电池板的面积为     m2。

解：η= = = ×100%= =10%

五、电热效率题（电能→内能）

解题方法：消耗的电能是总功W总=Q放=mq

水吸收的是有用功W有=Q=cm（t﹣t0）

例7、（2019益阳，26）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20℃的水后加热至70℃，已知水的比热容C水=4.2×103J/（Kg﹒℃），干木材的热值q=1.2×107J/ kg。

（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？

解：

六、力电效率类试题（电能→机械能）

解题方法：电动机提高的能量是总功W总

有用功W有=W总-W额

例8、（2019沈阳，18）如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置（滑轮组的连接方式未画出）。质量为360kg的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是0.25cm2。求：

（3）在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是9.6×103J，滑轮组的机械效率是多大？

解：W有=W总-W额=2.4×104J-9.6×103J=l.44×104J

自然界中，各种形式的是可以相互转化的。在能量转化或转移过程中，必然存在能量的损失——效率（即转化率、利用率）问题。初三学生必须熟练。在解这类题时，我们只需要找到能量转化的形式，根据转化的的方向，就可以确定有用功和总功。如：A能→B能，A拥有的能量是总的;B的能量是有用的。分清总的和有用的能量，效率问题的题目基本不会失分，得分率才会有所提高。

在科技高速发展当下，人类对能源的利用率都依旧不高，因此提高能源的利用率，减少能量的损失以及减少对环境的污染是当代社会急需解决的一大难题，自然“效率”类题就成了中考的重点，值得师生共同关注。

（作者单位：弥勒市第五中学）