初中物理效率计算专题.ppt

1、理解有用功和总功 2、会用公式计算有用功和总功 3、理解机械效率的意义，能用 机械效率的公式解决实际问题 导 学 目 标 太阳能热水器 汽车 电动自行车 电热水器 一、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？ 120L水温度从200C加热到700C吸收的热量 有用功： 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ρ= m / V? 得m水=ρ水v水=1.0x103kg/m3x1.2x10- 1m3 =120kg W有=Q吸=C水m水（t—t0）=4.2x103x120kgx(700C—200C)=2.52x107J W总= Q总=pt.s=1400wx5x3600sx2.5m2=6.3x107J η＝W有/W总 = 2.52x107J/6.3x107J=40% 答：该热水器的效率是40%。 一、太阳能热水器效率计算方法 1、应用太阳能加热物体时 W有= Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量） W总=获得的太阳能（根据题目信息计算） 、 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） 行驶速度 90km/h 耗油量 1.4kg 行驶时间 15min 行驶噪声 ≥80dB 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： (2)W总=Q放=qm=4.6x107J/kgx1.4kg=6.44x107J η＝W有/W总 =2.025x107J/6.44x107J=31.4% （1） 90km/h=25m/s,由v=S/t得S=vt =25m/sx15x60s=22500m W有=FS=900Nx22500m= 2.025x107J P=W/t=2.025x107J/15x60s=22500w=22.5kw 变式1. “五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为4O％。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg) （1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？ （2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？ 变式2 1.如图所示，在青海玉树抗震救灾清理废墟过程中，解放军部队某战士用150kW的铲车开足马力工作．若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的，若柴油发电机的热效率为34.5%．（q柴=3．18×107J/kg，g=10N/kg）求： （1）在推土过程，铲车受到的阻力． （2）在举高过程，铲车所做的功． （3）整个过程消耗柴油多少千克？ 四、汽油机、柴油效率计算方法 W有=FS（即所做的有用功） W总=Q放=qm（燃料燃烧释放的热量） 小结： 2、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） W有=Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量） W总=获得的太阳能（根据题目信息计算） 1、应用太阳能加热物体时