初中物理中涉及到的效率计算主要包括有用功、额外功、总功、机械效率等概念。以下是一些计算方法和相关例题:
定义:机械效率=有用功÷总功×100%
1. 提升滑轮组的机械效率=G/nG物
例:人的体重为50kg,用滑轮组提升重200kg的物体,求机械效率。(结果保留两位小数)
2. 克服摩擦做功的机械效率=f/s
例:用大小为30N,方向水平向右的拉力F,使重物A向右匀速运动,物体A与地面间的摩擦力大小为45N,求物体A克服摩擦力做的总功和有用功。
3. 克服重力做功的机械效率=G/h
例:用动滑轮将重为50N的物体提高2m,已知动滑轮重为10N,求有用功和总功。
接下来是一个具体的例题:
例题:一台抽水机,在 1min 内将 3. 6 × 10 6 J 的水抽到 10m 高处,求:
(1)抽水机做的有用功是多少?
(2)抽水机的总功率是多少?
(3)抽水机的机械效率是多少?
解答:(1)由题知,抽水机做的有用功是:$W_{有用} = Gh = 3.6 \times 10^{6}J$;
(2)抽水机的总功率是:$P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{3.6 \times 10^{6}J}{60s} = 6 \times 10^{4}W$;
(3)抽水机的机械效率是:$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} \times 100\% = \frac{3.6 \times 10^{6}J}{3.6 \times 10^{6}J + 3.6 \times 10^{5}J} \times 100\% = 95\%$。
通过以上计算,我们可以了解到初中物理中各种效率的计算方法。同时,通过例题练习,可以更好地理解和掌握这些概念和公式。
初中物理中常见的效率计算方法主要有以下几种:
1. 机械效率:有用功与总功的比值。计算公式为:η = 有用功 / 总功。例题:用功率为1000瓦的抽水机,在1小时内可以抽水多少立方米?可以利用机械效率来计算。首先算出抽水机的效率η = 抽水重量 / 总能量,再根据重力加速度和时间算出总能量,从而算出抽水机可以抽的水的体积。
2. 热效率:热机中热量的利用率。计算公式为:热效率 = 有效利用的热量 / 燃料完全燃烧放出的热量。例题:某电热水器的铭牌上标有“220V 2000W”,如果热水器在额定电压下工作,求热效率?需要知道电热水器的功率和热水器在额定电压下的工作状态,从而得到有效利用的热量和燃料完全燃烧放出的热量,进而计算热效率。
3. 光效率:光能转化为其他形式能的效率。计算公式为:光效率=转化成的其他形式能量/照射到单位面积上的能量。例题:某太阳能电池板给某个用电器供电,已知该用电器的额定功率为10W,该电池板接受的太阳辐射能为100W/m^2,求该太阳能电池板的效率?需要知道太阳辐射能的有效面积和电器额定功率,从而得到照射到单位面积上的能量和电器消耗的能量,进而计算电池板的效率。
以上是初中物理中常见的效率计算方法及其相关例题,希望能帮助到您。
初中物理效率计算方法
效率通常是指单位时间内某物所做的工作。在初中物理中,效率的计算涉及到做功和能量的转化。以下是一些常见的效率计算方法:
1. 机械效率:机械效率是指机械在工作中所做功与总功之比。计算公式为:机械效率 = 所做功 / 总功 × 100%。
例题:小李使用一台功率为300瓦(W)的抽水机,在5分钟内将质量为500千克的水抽到10米高的水塔中。求抽水机的机械效率。(g取10N/kg)
解:抽水机做的总功:W总 = Pt = 300W × 5 × 60s = 90000J,水的重力:G = mg = 500kg × 10N/kg = 5000N,克服重力做的功:W有用 = Gh = 5000N × 10m = 50000J,抽水机的机械效率:η = W有用 / W总 × 100% = 5000J / 9000J × 100% ≈ 55.6%。
2. 电功率效率:电功率效率是指电器在工作中消耗的电功率与输出的机械功率之比。计算公式为:电功率效率 = 消耗的电功率 / 输出的机械功率 × 100%。
例题:小华家新买了一款电热水器,铭牌上的部分参数如下表所示。在使用过程中,小华观察发现电热水器的加热时间越来越长,与热水器额定加热功率和额定电压相匹配的热水器加热时间相比,造成这种现象的可能原因是( )
电热水器的一些参数:
容量:50L
额定电压:220V
额定加热功率:2kW
环境温度:25℃
加热方式:电热管加热
保温性能:良好
耗电量(kW·h/次):≤3.6
A. 电热水器的电热管电阻丝断了
B. 电热水器的保温性能不好
C. 小华家电路电压升高了
D. 电热水器的发热电阻丝太细了
解:由题意可知,热水器的加热时间越来越长,说明电流做功变多,而电热水器的加热时间与电压有关,电压越高加热时间越短,故造成这种现象的可能原因是小华家电路电压升高了。
电热水器的发热电阻丝的电阻不变,由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知,当电压升高时,电热水器的实际功率变大,故选项C正确。
常见问题:如何根据效率公式进行相关计算?
答:根据效率公式进行相关计算时,需要知道做功和能量的转化情况。具体来说,需要知道输入的能量、输出的能量和损失的能量,从而求出效率。在解题时要注意单位的换算和计算格式的规范。
