初中物理有關(guān)效率的教學(xué)體會

一、問題的提出

北師大版初中物理中有關(guān)效率問題的第一次提出是在學(xué)習(xí)了簡單的機(jī)械后在有用功和總功的概念上提出的，除了在簡單的機(jī)械中提到機(jī)械效率外，在學(xué)習(xí)能量的轉(zhuǎn)化后，也提到了效率，如在內(nèi)能的轉(zhuǎn)移中有爐子的效率，熱機(jī)的效率，在學(xué)習(xí)了電功和電能以后有電熱器的效率和電動機(jī)的效率。

二、簡單機(jī)械中的機(jī)械效率

有相當(dāng)一部分學(xué)生在初二首先學(xué)習(xí)了機(jī)械效率及有關(guān)計算以后就覺得物理這門功課的難度急劇上升，對學(xué)習(xí)物理的興趣大打折扣，那么我們?nèi)握n教師應(yīng)該怎樣在課堂教學(xué)中消化難點增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢？我曾跟許多學(xué)生交流，覺得學(xué)生感覺這里比較難學(xué)，實質(zhì)此處難點不是機(jī)械效率難，而是對有用功和總功的理解不透徹，如果真正把有用功和總功理解了，而應(yīng)用機(jī)械效率=×100%只是一個計算數(shù)值的問題。怎樣理解有用功和總功是這一部分的難點，課本上的概念見北京師范大學(xué)出版社八年級物理P76：“在用動滑輪提升重物時，動滑輪對物體所做的功是有用的，是必須的，這部分功叫有用功。提升重物時，不可避免地要對動滑輪本身做功，克服摩擦做功，這部分功叫額外功。有用功和額外功的總和叫做總功?！?/p>

三、能量轉(zhuǎn)化過程中的效率

在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，效率=W有/W總，有用功指的是我們的目的所需要的能量；總功指的是我們?yōu)榱诉_(dá)到目的實際所付出的能量。具體情況如表格：

1. 燃燒燃料加熱物體時，我們通過具體的燃料燃燒的目的是為了加熱物體，目的：物體吸收的熱量是有用的，為了加熱物體我們?nèi)紵剂戏懦龅臒崃渴强偟?。也常用在太陽能熱水器中?/p>

例：小明家里每天約用60℃的熱水100kg，若自來水的溫度是20℃，液化石油氣燃燒放出熱量的60%被水吸收，則他們家平均每天需要燃燒液化石油氣約多少千克？（液化石油氣的熱值為8.0×107J/kg）

解：

2. 在熱機(jī)問題中，我們通過具體燃燒燃料的目的是為了獲得機(jī)械能。目的：所做的機(jī)械功是有用功，具體燃燒燃料放出的熱量是總的能量。

例： 某小汽車油箱裝滿35kg汽油，司機(jī)駕車到路程為300km的城市去，若汽車勻速行駛，車受到的阻力是920N，汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽油的熱值為4.6×107J/kg。問汽車在途中是否需要加油？

解：

3. 在電學(xué)問題中，常見的有電熱器和電動機(jī)類型。在電熱器中目的是為了獲的熱量，所以熱量是有用的，消耗的電能是總的能量；在電動機(jī)中目的是為了獲得機(jī)械能，所以機(jī)械能是有用的，消耗的電能是總的能量。

例：小明家屋頂上有一太陽能熱水器，水箱的容積為120L，假若熱水器接收到的太陽能有50%裝化為水的內(nèi)能，則使一向水從20℃升高到70℃，需要吸收多少太陽能？如果用2000W的電加熱起來加熱，電加熱的效率為60%，則需要加熱多長時間？

解：

以上是能量轉(zhuǎn)化過程中的效率，于簡單機(jī)械中的機(jī)械效率只是少了“機(jī)械”兩個字，實際教學(xué)中可以用我們的目的功或者能量是有用功，具體方法付出的功或者能量是總功，這樣簡單的機(jī)械效率中的機(jī)械效率和能量轉(zhuǎn)化中的效率就得到了統(tǒng)一。

作者單位 咸陽實驗中學(xué)

編輯 張曉楠