觀2019年物理中考看效率的解題方法

尹文會

效率（efficiency）是指有用功率對驅動功率的比值，同時也引申出了多種含義。效率也分為很多種，比如機械效率（mechanical efficiency）、熱效率（thermal efficiency）、能量轉化效率等。效率與做功的快慢沒有直接關系，它指最有效地使用社會資源以滿足人類的愿望和需要;或對經濟資源做了能帶來最大可能性的滿足程度的利用。所謂效率高，就是在單位時間里實際完成的工作量多，對個人而言，意味著節約了時間;對做功而言節約就是了能源。

縱觀新課程改革幾年來的各地中考物理試題，“效率”成了中考的常考點，同時也了我們學習的難點和中考的失分點。在考試中，它多在試卷的最后以壓軸計算題的形式或填空的形式出現。本文將結合實例對如何提高中考物理效率得分率進行分類解析，希望對同學們有所幫助。

一、機械效率題

機械效率是使用簡單機械時有用功跟總功的比值，一般以計算滑輪組、斜面等簡單機械的效率出現。

解題方法：1、

2、不計摩擦繩重動滑輪重時

3、滑輪水平時G物=f，公式相應變為

4、求斜面機械效率時

例 1、（2019襄陽，25）工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為600N的貨物勻速提升了2m，做了1500J的功。求：

（1）滑輪組的機械效率;

（2）當他用400N的拉力勻速提升其它貨物時，額外功占總功的15%，求提升貨物的重。

解：（1）? ? ? W總=1500J

（2）

例2、（2019龍東，27）如圖所示，小聰用滑輪組拉動水平地面上重為500N的物體A，使它勻速前進2m，地面對它的摩擦力為150N，小聰施加的拉力F=100N（忽略繩重和滑輪重），則滑輪組做的有用功為? ? ?J，滑輪組的機械效率為 。

解：（1）W有用=fs物=150N×2m=300J

（2）有圖可知n=2? ?S繩=2h物=2×2m=4m? ? W總=Fs=100N×4m=400J

例3、（2019赤峰，22）一木塊重480N體積為0.08m3，用力F將木塊沿斜面勻速拉到高處，如圖甲所示。已知拉力F做的功W與木塊沿斜面運動距離s的關系如圖乙所示。整個過程的額外功是320J.（g=10N/kg）

求：（1）木塊的密度（2）拉力F大小（3）斜面的機械效率。

解：（3）W有=W﹣W額=800J﹣320J=480J

二、燃燒效率題（化學能轉化為內能）

解題方法：燃料燃燒放出的能量是總功W總=Q放=mq

水吸收的是有用功W有=Q吸=cm（t﹣t0）

例4、（2019廣安，26）太陽能具有環保、可再生等優點，某品牌太陽能熱水器在一天的有效照射時間內，將熱水器中質量為50kg、初溫為15℃的水升高到55℃.（水的比熱容c水=4.2×103J/kg·℃）求：

（1）熱水器中水吸收的熱量Q;

（2）若改用焦炭來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克焦炭？（焦炭的熱值q=3×107J/kg，設焦炭放出的熱量全部被水吸收）

解：Q放=Q=8.4×106J? ?m′= = =0.28kg

三、力熱效率題（內能轉化為機械能）

解題方法：燃料燃燒放出的能量是總功W總=Q放=mq

牽引力做的功的是有用功W有=pt

例5、（2019安順，17）如圖所示是一款新型四輪沙灘卡丁車，其滿載時的質量為600kg，每個車輪與沙灘接觸的面積為500cm2，卡丁車滿載時在水平沙灘上勻速直線運動，10min行駛6km，它的發動機功率恒為11.5kW。

（3）該卡丁車以汽油為燃料，若在這次行駛中消耗汽油0.6kg，求該卡丁車汽油機的效率。（q汽油=4.6×107J/kg）

解：η= ×100%= ×100%=×100%=25%。

四、光電效率題（太陽能→電能）

解題方法：太陽輻射電池板上的能量是總功 W總=P總t

蓄電池充滿電的電能是有用功W電=P電t

例6、（2019廣東，29）如圖甲所示為某太陽能百葉窗的示意圖，它既能遮陽，還能發電。它的構造特點是百葉窗的葉片為太陽能電池板（以下簡稱電池板），其工作電路示意圖如圖乙所示，電池扳將太陽能轉化為電能（轉化效率為10%），為蓄電池充電，蓄電池再向節能燈供電。設太陽每秒鐘輻射到每平方米電池板上的能量為1.2×103J（即為1.2×103W/m2），電池板對蓄電池充電的功率為60W;蓄電池充滿電后，能夠讓10盞“12V 3W”節能燈正常工作6小時，不考慮蓄電池充電和供電時的電能損耗。則：

（5）該百葉窗電池板的面積為? ? ?m2。

解：η= = = ×100%= =10%

五、電熱效率題（電能→內能）

解題方法：消耗的電能是總功W總=Q放=mq

水吸收的是有用功W有=Q=cm（t﹣t0）

例7、（2019益陽，26）某居民家安裝了一臺電熱水器，其銘牌標示如下表所示。加滿20℃的水后加熱至70℃，已知水的比熱容C水=4.2×103J/（Kg﹒℃），干木材的熱值q=1.2×107J/ kg。

（3）如果用干木材替代電熱水器燒水，效率為14%，需要多少干木材？

解：

六、力電效率類試題（電能→機械能）

解題方法：電動機提高的能量是總功W總

有用功W有=W總-W額

例8、（2019沈陽，18）如圖所示，電動起重機是通過電動機拉動繩子b帶動滑輪組工作的裝置（滑輪組的連接方式未畫出）。質量為360kg的貨箱放在水平地面上，與地面的接觸面積是0.25cm2。求：

（3）在上述勻速拉起貨箱的過程中，使用滑輪組所做的額外功是9.6×103J，滑輪組的機械效率是多大？

解：W有=W總-W額=2.4×104J-9.6×103J=l.44×104J

自然界中，各種形式的是可以相互轉化的。在能量轉化或轉移過程中，必然存在能量的損失——效率（即轉化率、利用率）問題。初三學生必須熟練。在解這類題時，我們只需要找到能量轉化的形式，根據轉化的的方向，就可以確定有用功和總功。如：A能→B能，A擁有的能量是總的;B的能量是有用的。分清總的和有用的能量，效率問題的題目基本不會失分，得分率才會有所提高。

在科技高速發展當下，人類對能源的利用率都依舊不高，因此提高能源的利用率，減少能量的損失以及減少對環境的污染是當代社會急需解決的一大難題，自然“效率”類題就成了中考的重點，值得師生共同關注。

（作者單位：彌勒市第五中學）