效率计算专题.docx

效率计算题专题复习1、 教学目标通过对有用功、总功的深入探究，让学生充分理解效率的意义，并能熟练运用机械效率的公式来解决实际问题。2、 教学重难点本课关键要让学生能正确理解总功和有用功的区别，从本质上明白效率的含义。3、 教学方法从家用电器的使用引入，复习有用功、总功的概念；然后通过例题详细解答太阳能热水器效率、电热水器效率、电动自行车效率、汽油机柴油效率等常用计算方法；最后再进行当堂测验，巩固所学知识。4、 教学过程1、太阳能热水器效率的计算例1、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器的面积是2.5m2，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度从200C加热到700C，需要阳光照射5小时。求太阳能热水器的利用效率。讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：120L水温度从200C加热到700C吸收的热量总 功：2.5m2集热器5小时吸收的太阳能解：120L水的质量：V水=120L=120dm3=1.2x10-1m3由= m / V 得m水=水v水=1.0x103kg/m3x1.2x10- 1m3 =120kgW有=Q吸=C水m水（tt0）=4.2x103x120kgx(700C200C)=2.52x107JW总= Q总=pt.s=1400wx5x3600sx2.5m2=6.3x107JW有/W总 = 2.52x107J/6.3x107J=40%答：该热水器的效率是40%。应用太阳能加热物体时W有= Q吸=cm t（即物体吸收的热量）W总=获得的太阳能（根据题目信息计算）（本题中）W总= Q总=pt.s例2、小名家新安装了一台电热水器。电热水器的名牌如图甲所示。若自来水的温度是10，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源加热指示灯亮；达到指示温度时，加热指示灯灭。请你帮助小明回答下列问题：（1）加热指示灯从亮到灭，热水器中的水共吸收多少热量？（2）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯灭所需时间？ (3)若实际经过2h30min，指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？C水=4.2103J/(kg )讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：加热指示灯从亮到灭，热水器中的水吸收的热量总功：加热2h30min，热水器的电热管消耗的电能解：（1）Q吸=C水m水（tt0)=4.2x103J/(kgC） x55x10-3m3x1.0x103kg/m3x(60oC10oC)=1.155x107J(2)由P=W/t 得t1=W/P=Q吸/P= 1.155x107J/1500w=7700s(3)Q总=Pt2=1500wx2.5hx3600s=1.35x107JW有/W总 =Q吸/Q总=1.155x107J/1.35x107J=85.56%2、电热水器效率计算方法应用电器加热物体时W有= Q吸=cm t（即物体吸收的热量）W总=Pt（即用电器消耗的电能）或W总=UIt例3、电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。使用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一辆电动自行车，沿着水平的道路匀速行驶，在0.5h内，电动行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A。 电动自行车在电动骑行启动时，能量是如何转化的？(2)若车和人在行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？(3)该车电能转化为机械能的效率是多少？讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：电动自行车行驶9km牵引力所做的功总 功：0.5小时电动机所消耗的电能解：（1）电动自行车在电动骑行启动时是电能转化为机械能。(2)W有=Fs=fs=20Nx9x103m=1.8x105J(3)W总=Pt=UIt=32vx4Ax0.5x3600s=2.304x105JW有/W总 =1.8x105J/2.034x105J=88.5%3、电动自行车效率计算方法例4、 随着国民经济的发展，汽车已走进广大家庭。而发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，某实验小组对一辆小轿车进行了相应的测试，测试结果如下表所示，小轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为900N。请计算：（1）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？（2）小轿车发动机的效率是多大？（汽油的热值：4.6x107J/kg,计算结果保留一位小数） 讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：汽车15min内通过的路程牵引力所做的功总 功：1.4kg汽油完全燃烧放出的热量解：（1） 90km/h=25m/s,由v=S/t得S=vt=25m/sx15x60s=22500mW有=FS=900Nx22500m= 2.025x107JP=W/t=2.025x107J/15x60s=22500w=22.5kw(2)W总=Q放=qm=4.6x107J/kgx1.4kg=6.44x107JW有/W总 =2.025x107J/6.44x107J=31.4%4、汽油机、柴油效率计算方法W有=FS=Pt（即所做的有用功）W总=Q放=qm（燃料燃烧释放的热量）小结：应用太阳能加热物体时W有=Q吸=cm t（即物体吸收的热量）W总=获得的太阳能（根据题目信息计算）应用电器加热物体时W有=Q吸=cm t（即物体吸收的热量）W总=Pt=UIt（即用电器消耗的电能）电动自行车行驶时W有=Fs（即自行车通过这段距离所做的功）W总=Pt=UIt（即自行车这段时间内消耗的电能）汽油机、柴油机效率W有=Fs=Pt（即所做的有用功）W总=Q放=qm（燃料燃烧释放的热量）5、当堂检测：一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，匀速时阻力为920N，其发动机效率为30%，汽油热值为4.6107J/kg.求：（1）发动机的功率?