談初中物理總復(fù)習(xí)中關(guān)于“效率”問題的教學(xué)

吳志光

初中物理總復(fù)習(xí)教學(xué)中，各種效率的計算是學(xué)生普遍感到難掌握的內(nèi)容.要突破這個難點，應(yīng)教會學(xué)生方法，而不是死記公式.筆者從多年的教學(xué)實踐中總結(jié)

出關(guān)于“效率”教學(xué)的四點做法：一是從“目的”去確定有用功或有用能量；二是從“提供”去確定總功或總能量；三是明確“效率=（有用功或有用能量/總功或總能量）×100%”；四是任何效率總是小于1.如果教師能從以上四點入手，即可讓學(xué)生抓住要點，真正理解各種“效率”問題.

1 利用機械“提升重物”效率的計算

例1 小剛用圖1所示的滑輪組拉重為400N的物體勻速上升1m，拉力大小為250N，不計摩擦及繩重，求滑輪組的機械效率.

分析 “目的”——提升重物，故克服重物做功即為有用功，即W有=Gh；“提供”——拉力，故拉力做的功即為總功，即W總=Fs.

2 利用機械“平移物體”的效率

例2 如圖2所示，工人用240N的拉力拉繩，使水中的小船勻速靠岸，10min內(nèi)繩子被拉下6m，已知小船重1.8×104N，小船行進(jìn)中受到的阻力是它所受重力的0.01倍，求此裝置的機械效率？

分析 “目的”——小船行駛，故小船克服阻力做的功即為有用功，即W有=fs船；“提供”——拉力，故拉力做的功即為總功，即W總=Fs.

3 煤爐燒水效率的計算

例3 小明家每天燒水、煮飯、炒菜需要的熱量，相當(dāng)于將質(zhì)量為30kg、初溫為20℃的水燒開（在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），問：（1）小明家每天燒水、煮飯、炒菜需要多少熱量？（2）小明家每天實際用煤2kg（煤的熱值為3×107J/kg），計算小明家煤爐的效率？

分析 “目的”——燒水、煮飯、炒菜，故水、飯、菜吸收的熱量即為有用能量，即Q有=cmΔt；“提供”——煤，故煤完全燃燒放出的熱量即為總能量，即Q總=mq.

4 熱機的效率

例4 一輛汽車在平直的公路上行駛，阻力是8400N，勻速行駛10km，耗油6kg（已知q油=4.6×107J/kg），求汽油機的效率？

分析 “目的”——汽車行駛，故汽車克服阻力做的功即為有用功，即W有=fs；“提供”——汽油，故汽油完全燃燒放出的熱量即為總能量，即Q總=mq.

5 電水壺?zé)男?/p>

例5 某電水壺的銘牌上標(biāo)有“220V 1280W”，最大水量為1kg.小雪同學(xué)用這種電水壺?zé)_水，她將水放至最大水量，測得水的溫度是18℃，通電5min 50s水燒開（在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）.試計算該電水壺的

效率？

分析 “目的”——燒水，故水吸收的熱量即為有用能量，即Q有=cmΔt；“提供”——用電，故電流做功即為總功，W總=Pt.

6 水電站發(fā)電效率

例6 有一小水電站水的流量為每分鐘90m3，水的落差為25m，水電站輸出的電流為200A，電壓為1500V，求水電站的發(fā)電效率？

分析 “目的”——發(fā)電，故獲取的電能即為有用能量，即W有=UIt；“提供”——水做功，故水做功即為總功，即W總=Gh=mgh=ρVgh.

7 電動自行車效率

例7 電動自行車輕便、實用、無污染，很受人們喜愛.表1是某種型號電動自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)，若騎車人的質(zhì)量為80kg，在2h內(nèi)連續(xù)勻速行駛36km.若電動自行車勻速行駛時的工作電流為3A，求電動自行車的效率？

表1

質(zhì)量m/kg40

工作電壓U/V40

速度v/m·s-1≤20

騎車人質(zhì)量為80 kg時的平均阻力F/N20

分析 “目的”——電動車行駛，故電動車克服阻力做功即為有用功，即W有=fs；

“提供”——用電，故電流做功即為總功，W總=UIt.

[HTH]8 太陽能熱水器效率

例8 用太陽能熱水器將初溫為20℃、質(zhì)量為100kg的水加熱到70℃，已知每平方米的面積上在1h內(nèi)得到的太陽能輻射平均為2.8×107J，該太陽能熱水器接收太陽能總有效面積為1.2m2，每天接收太陽能的時間1.25h，求太陽能熱水器的加熱效率？

分析 “目的”——燒水，故水吸收的熱量即為有用能量，即Q有=cmΔt；“提供”——太陽能，故太陽輻射的能量即為總能量，即W總=1.2×1.25×2.8×107J.

9 太陽能電池效率的計算

例9 太陽能是21世紀(jì)重點發(fā)展的能源之一.太陽能汽車是利用太陽能電池將接收的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動機來驅(qū)動汽車的一種新型汽車.一輛太陽能實驗車，車上太陽能電池接收太陽能的面板的有效面積為8m2，太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為1×103W/m2.在晴朗的天氣，電池對著太陽時產(chǎn)生的電壓為U=120V，并對車上的電動機提供I=10A的電流，試問：太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？

分析 “目的”——獲取電，故獲取的電能即為有用能量，即W有=UIt；“提供”——太陽能，故太陽輻射的能量即為總能量，即W總=Pt.

總之，在總復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師應(yīng)把相關(guān)“效率”問題進(jìn)行歸例總結(jié)，讓學(xué)生真正理解有關(guān)“效率”問題的解題策略，從而提高復(fù)習(xí)效益.