关于初中物理中的效率问题
- 格式:doc
- 大小:43.50 KB
- 文档页数:4
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示,一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ,此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。
已知工人与地面的接触面积为500cm 2,工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ,不计绳重和摩擦。
则下列说法错误的是( )A .工人用提升400N 重物的过程中,动滑轮做的有用功为1200JB .工人用提升400N 重物的过程中,绳子自由端移动的速度为0.6m/sC .用该滑轮组提升重为600N 的物体,机械效率为80%D .工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .动滑轮做的有用功40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ⨯⨯物物动有故A 正确,不符合题意;B .由图知,绳子段数n =2,物体匀速提升3m ,绳子自由端移动距离s =6m ,绳子自由端移动的速度为6m 0.6m/s 10ss v t === 故B 正确,不符合题意;CD .工人对地面的压强为6000Pa ,工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2,所以工人对地面的压力26000P N a 0=.30005m F pS ==⨯设动滑轮质量为m 动,则人的质量m 人=80kg -m 动因为n =2,所以()()11-=-+=-g+22F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据,得出m 动=20kg ,m 人=60kg ,故D 正确,不符合题意。
用该滑轮组提升重为600N 的物体,机械效率为()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G hG W G hNG GN NG η=⨯⨯⨯有物物总物动物动故C 错误,符合题意。
故选C 。
2.如图所示,用一动滑轮拉一物体A 以0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A 重为20N ,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力为2.5N ,则在2s 内拉力做的功是________J ,滑轮的机械效率是________(不计滑轮重力).【答案】5 80% 【解析】 【分析】 【详解】物体2s 移动的距离:s=vt=0.5m/s×2s=1m , ∵使用的是动滑轮,∴拉力移动的距离:s′=2s=2×1m=2m , 拉力做功:W=Fs′=2.5N×2m=5J ; ∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍, ∴f=0.2G=0.2×20N=4N , 滑轮的机械效率: η====80%.故答案为5,80%.3.如图所示,用F =50N 的力通过滑轮组水平拉重为80N 的物体使其向左匀速运动0.4m ,在这个过程中拉力F 做功为_____J ,已知物体受到水平地面的摩擦力为60N ,该滑轮组的机械效率为_____(忽略绳子和动滑轮的重力)【答案】40 60% 【解析】 【分析】首先判断滑轮组有几段绳子受力,计算出拉力移动的距离,利用拉力做的总功;滑轮组所做的有用功为克服物体A 受到摩擦力所做的功,根据求出其大小,再根据效率公式求出滑轮组的机械效率。
例 1(热水器烧水效率问题)3天然气灶烧水,焚烧0.5m 的天然气,使100kg 的水从 20℃高升到 70℃。
373已知水的比热容为c=4 .2 ×10 J/ (kg?℃),天然气的热值为q=7.0 ×10 J/m 。
求:3(1)0.5m 天然气完整焚烧放出的热量Q放;(3)燃气灶的效率η 。
例 2(汽车发动机效率问题)有一家大型的特种专用汽车生产基地,该厂某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶 5.6km,遇到的阻力是 3.0 × 103N,耗费燃油 1.5-3 333×10m(假定燃油完整焚烧)。
若燃油的密度ρ=0.8 ×10 kg/m ,热值 q=4 7×10 J/kg ,求:( 1)专用车牵引力所做的功?(2)该专用车的热机效率是多少?例 3(其余情形问题)每到夏收季节,乡村大批农作物秸秆在田间被任意焚烧,这不单造成资源浪费、环境污染,并且极易引生气灾等。
为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。
若焚烧秆浆煤,使50kg、20℃的水温度高升到 80℃。
(秆浆煤的热值为 2.4 ×107J/kg )求:( 1)水需要汲取的热量?(2)假如秆浆煤焚烧开释的热量有 30%被水汲取,需要完整焚烧多少千克秆浆煤?【针对练习】B1.用酒精灯给2kg 的水加热,当水的温度从20℃高升到 100℃时,共耗去酒精 40g。
求:(1)水汲取的热量;(2)酒精完整焚烧放出的热量;(3)炉子的效率。
(已知酒精的热值q=3. 0×107J/kg )C2.一辆重为 5× 104N 的汽车,在平直公路上以 72km/h 的速度行驶时,碰到的阻力为车重的 0.02 倍,每小时需汽油 6kg,汽油的热值为 4.6×107J/ kg,求这辆汽车发动机的效率。
C3、设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用率,也要考虑发动机的冷却问题。
完整版)初中物理效率公式汇总
引言
物理中的效率是指某一过程或装置所完成的有用功与所消耗的总能量或功率之比。
在初中物理中,研究效率公式是非常重要的基础知识。
本文将汇总初中物理中常见的效率公式。
1.功率效率公式
功率效率是指输出功率与输入功率的比值。
在初中物理中,我们常常需要计算各种装置的功率效率。
功率效率公式如下:
功率效率 = 输出功率 / 输入功率
其中,单位通常为百分比。
2.机械效率公式
机械效率是指机械装置的输出工作与输入工作的比值。
机械装置包括各种简单机械,如杠杆、滑轮等。
机械效率公式如下:
机械效率 = 输出工作 / 输入工作
3.热效率公式
热效率是指热机转换能量的效率,常见的热机包括蒸汽机、内燃机等。
热效率公式如下:
热效率 = 有用输出能量 / 输入的热能
4.光效率公式
光效率是指光源将电能转化为光能的效率,常见的光源包括白炽灯、LED等。
光效率公式如下:
光效率 = 发光功率 / 输入的电功率
5.电能利用率公式
电能利用率是指电能装置将输入的电能转化为有用输出电能的比值。
电能利用率公式如下:
电能利用率 = 有用输出电能 / 输入的电能
结论
以上是初中物理中常见的效率公式汇总。
掌握这些公式可以帮助我们计算不同物理过程或装置的效率,提高研究效果。
参考文献:
物理效率公式](https:___95%88%E7%8E%87)。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图,A物体重力为100N,B物体重力为30N,此时A物体恰好向右做匀速直线运动,A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍,下列说法正确的是(不计绳重和摩擦)()A.A物体受到的绳子的拉力为15NB.若将B物体的重力增加一倍,则A物体受到的摩擦力为35NC.动滑轮拉B物体的效率为75%D.若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动,拉力的功率为2W【答案】C【解析】【分析】【详解】A.A物体恰好向右做匀速直线运动,摩擦力等于拉力,由题知,摩擦力f=0.2G=0.2⨯100N=20N故A物体受到的绳子的拉力为20N,故A错误;B.若把B的重增加一倍,但A与地面的粗糙程度不变,压力也不变,因此A受到的摩擦力也不会改变,故B错误;C.由图可知,n=2, A物体对绳子的拉力等于A物体受到的绳子的拉力,则动滑轮的重力G动=2F-G B=2f- G B=2⨯20N-30N=10N不计绳重和摩擦,则动滑轮拉B物体的效率η=WW有用总=WW W+有用有用额=BG hGh G h+动=BBGG G+动=30N30N10N+=75%故C正确;D.若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动,摩擦力水平向右,大小不变,A物体受到的绳子的拉力不变,则拉力为原来的2倍,即40N,拉力的功率P=Wt=Fst=F′v=40N⨯0.1m/s=4W故D错误。
故选C。
2.如图所示,工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。
若不计绳重及摩擦,绳子自由端移动的距离是____m ,动滑轮的重力为____N ,该滑轮组的机械效率是______。
【答案】4 100 80% 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知,动滑轮上绳子段数为2,则绳子自由端移动距离为s =2h =2×2m=4m[2]拉力为250N ,物体中400N ,则根据动滑轮上绳子段数为2,可求动滑轮重力为G 滑=2F -G 物=2×250N-400N =100N[3]机械效率为()()400N100%100%100%80%400N+100N W G h W G G hη=⨯=⨯=⨯=+有物滑总物3.小黄用图所示的滑轮组经过10s 的时间,用150N 的拉力将一个重270N 的重物提高1m ,求此过程:拉力F 自由端拉出的距离是_____m ;小黄所做的有用功是_______J ;总功是_______J ;拉力做功的功率是______W 。
初中物理中的能量转换效率测试题在初中物理的学习中,能量转换效率是一个重要的概念。
为了帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点,下面我们将通过一系列测试题来进行巩固和强化。
一、选择题1、下列关于能量转换效率的说法中,正确的是()A 能量转换效率可以大于 1B 能量转换效率总是小于 1C 能量转换效率可能等于 0D 能量转换效率与能量的总量有关答案:B解析:能量转换过程中,总会有部分能量以热能等形式散失掉,所以能量转换效率总是小于 1。
2、一台内燃机工作时,燃料燃烧放出的能量为 10000J,其中转化为有用机械能的能量为 3000J,则这台内燃机的效率为()A 30%B 70%C 100%D 无法确定答案:A解析:内燃机的效率=有用机械能/燃料燃烧放出的总能量 ×100% = 3000J / 10000J × 100% = 30%3、下列设备中,能量转换效率最高的是()A 白炽灯B 节能灯C 太阳能热水器D 燃气热水器答案:C解析:太阳能热水器直接利用太阳能,几乎没有能量损失,能量转换效率最高。
二、填空题1、某电动机工作时,电能转化为机械能的效率为 80%,若它消耗电能 1000J,则获得的机械能为_____J。
答案:800解析:机械能=电能 ×效率= 1000J × 80% = 800J2、一台抽水机的功率是 1kW,它在 5min 内将水抽到 10m 高的地方,抽水机的效率为 60%,则抽水的质量为_____kg。
(g 取 10N/kg)答案:1800解析:抽水机做的有用功 W 有用= mgh,总功 W 总= Pt,效率η = W 有用/ W 总,可得 m =ηPt / gh = 60% × 1000W × 5 × 60s /(10N/kg × 10m) = 1800kg三、计算题1、某太阳能热水器接收太阳能的总功率为 14×10^6 J/h,热水器的效率为 40%,该热水器工作 5h,可以使 100kg 的水温度升高多少摄氏度?c 水= 42×10^3 J/(kg·℃)解:热水器接收的太阳能为:14×10^6 J/h × 5h = 7×10^6 J水吸收的热量为:Q 吸=ηQ 总= 40% × 7×10^6 J = 28×10^6 J根据 Q 吸= cmΔt,可得Δt = Q 吸/ cm = 28×10^6 J /(42×10^3 J/(kg·℃)× 100kg) ≈ 667℃答:可以使 100kg 的水温度升高约 667℃。
初中九年级物理热机的效率练习题14.2热机的效率练题一、知识链接1、人类使用的能量绝大部分是从中获得的内能。
2、1千克某种燃料时放出的热量,叫做的燃烧值(热值)。
热值的单位是,符号是。
木碳的燃烧值(热值)是xxxxxxxx焦/千克,它的物理意义是。
完全燃烧100克木碳,可以得到焦耳的热量。
燃料完全燃烧放出的热量可用公式来计算。
3、热机效率的定义:用来的那部分能量与所释放的能量之比。
4、用公式:η=来表示。
热机效率通常用来表示.例如:蒸汽机的效率一般在左右;汽油机的效率为;柴油机的效率为.5、提高热机效率的主要途径:(1)。
(2)(3)。
(4)6、内能的利用对环境的污染有:(1)污染;(2)污染。
二、基础训练1、将装水的茶壶放在炉子上加热,水蒸气把壶盖顶起,这一现象却能表现出热机中能量转化的基本过程:燃料的能转化为能,传给和;把壶盖顶起,使的内能转化为壶盖的能。
2、燃料在燃烧中,实际上很难燃烧,放出的热量比按燃烧值计较出的热量要,而且有效利用的热量又比放出的热量要,因此,进步燃料的利用率,是节省的重要措施。
3、关于热机效率,下列说法正确的是:()A.两台热机,做有用功多的那台效率高;B.热机的效力总小于1,只因为废气带走了余热;C.热机的效率总小于1,说明使用热机的过程能量不守衡;D.某热机的效力为35%,说明其用来做有用功的那部分能量占燃料全部燃烧放出的热量的35%。
4、为了提高热机效率,应尽可能:。
()A、采用优质燃料;B、提高热机的功C、减少热机的质量;D、减少各种热损失,保证机器良好润滑。
5、关于热机效率,下列说法正确的是:()A、热机效率越高,即热机做的有用功多;B、热机效率越高,即热机的功率越大;C、要进步热机效力,就要尽量减少各类能量丧失,而且要保证良好的涧滑;D、热机效力为60%。
6、关于四冲程汽油机,以下判别精确的是:()A、四冲程的顺序适当调整,汽油机也能事情;B、三个辅助冲程假如减少一个,汽油机也能事情;C、三个辅助冲程需靠外力来完成;D、四冲程只有第三冲程对外做功,把燃料燃烧释放的内能的一部分转化为机械能。
专题11机械效率的计算机械效率是初中物理力学中重要的知识点,是中考中必考的知识点之一。
机械效率知识综合性强,学生考试中普遍感觉较难,很多学生往往是机械的模仿,一味的套公式,不理解公式成立的条件,出错率偏高。
一、机械效率1、三功——有用功、额外功、总功2、机械效率(1)定义:物理学中,把有用功跟总功的比值叫做机械效率,用η表示。
(2)公式:100%W W η=⨯有用总(3)提高机械效率的方法:增大重物、减小机械间的摩擦、减小机械自重、改进结构等。
注意:机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总小于总功,故机械效率总小于1;机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关。
二、滑轮组机械效率的计算:(物体匀速运动)当滑轮组竖放使用时,克服物体重力做有用功,所以有用功是W 有用=Gh,总功W 总=Fs,额外功W 额=W 总-W 有=Fs -Gh,机械效率100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有用总(任何情况下都适用); 如果不计绳重和摩擦,额外功W 额=G 动h,机械效率100%=100%W GhW Gh G hη=⨯⨯+有用总动=100%GG G ⨯+动(不考虑绳子和摩擦的情况下适用)。
当滑轮组横放使用时,克服摩擦力做有用功,所以有用功是W有用=fs 物,总功W 总=Fs 绳,额外功W 额=W 总-W 有=Fs 绳-fh,机械效率100%=100%W fsW Fs η=⨯⨯有用物绳总,此时与物体重力无关,绳端移动的距离与物体运动的距离的关系为s 绳=ns 物。
注意:(1)当用竖放滑轮组提水中物体时,克服的不再是物体的重力,而是G-F 浮,在计算机械效率时,只有将G 换成G-F 浮即可。
(2)由于物体和绳端同时运动,将s=nh 或s 绳=ns 物两边同时除以时间t,所以得v 绳=nv物。
尤其在计算拉力的功率选用P=Fv 计算时,一定要用v 绳,不要用v 物。
(3)滑轮组机械效率的高低与提升物体的重力、动滑轮的重力有关,与绳子股数、提升高度无关。
F 图20 1.用如图所示滑轮组将一物体匀速提高2m ,已知拉力大小恒为60N ,方向总保持竖直向上,动滑轮的质量为3kg ,绳重和摩擦均不计。
求:(1)物体所受重力;(2)该滑轮组在此过程中的机械效率(保留1位小数)。
答案:(6分)解:(1)不计绳重及摩擦F 拉=1/n (G 物+G 动)G 物= n F 拉- G 动= n F 拉- m 动g=3×60N-3kg×10N/kg=150N 3分(2)η=W 有用/W 总= G 物h/(FS )= G 物h/(Fnh )×100%=150N×2m/(60N×3×2m )×100%≈83.3% 3分2.装卸工人用如图20所示的滑轮组匀速提升重为1000N 的货物,所用的拉力F 为600N ,绳子自由端在50s 内被拉下2m ,在此过程中求:(1)拉力F 所做的功;(2)拉力F 功率;(3)滑轮组的机械效率。
答案:解:(1)W 总= FS = 600N ×2m = 1200J(2)P= W 总t = 1200J 50s= 24w (3)η=W 有W 总 = Gh W 总 = 1000N ×1m 1200J =83﹪ 3.电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐。
某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示。
(1)若该车和人共重l400N,行驶时两轮胎与地的接触面积共为1.ox 10-zmz,那么车对地面的压强多大?(2)在某平直路段上,电动自行车以额定功率匀速行驶时,受到的平均阻力为40N 。
此时自行车的动力多大?若行驶速度为7m/s,则ls 内动力对自行车所做的功是多少?电动自行车的效率多大?⑶与内燃机摩托车相比,电动自行车在环保节能方面有许多优点,请写出其中的两条。
(所提问题指代不明)答案:4.在某建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组将重为1200 N 的建筑材料从地面运到高20 m 的楼上,手竖直向上的拉力是500 N ,在这个过程中,工人做了 J 的额外功,滑轮组的机械效率是____。
关于初中物理中的效率问题1、机械效率:是指有用功在总功中所占的比值。
表达式:η=W有/W总x100%=Gh/Fs x100%=G/nf x100%例1、如图所示,利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。
已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍,物体被匀速拉动的距离为1m。
当物体质量为2Kg时,滑轮组的机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。
求:(1)物体质量为2Kg时,在水平面上受到的滑动摩擦力;(2)动滑轮的重力;(3)物体质量为10Kg,以0.1m/s的速度匀速运动时,拉力F的功率。
例2、如图所示,利用动滑轮提升一个重为G的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为60%。
要使动滑轮的机械效率达到90%,则需要提升重力为G的物块的个数为多少?例3、质量为3t的小型载重汽车,额定功率为100KW,车上装有6t的砂石。
汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20KW的功率匀速行驶了10min,消耗汽油1.2Kg,然后又以额定功率用了2min的时间,将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。
G-10N/Kg,试问:(1)1.2Kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?(汽油的热值为4.5x107J/Kg)(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少?(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少?2、热机效率:热机是用来对外做功的,所以热机的效率表示为:η=W有/Q放x100%=Fs/mq x100%。
例1、如图所示,小轿车的质量为1.5t(含油箱内18Kg的汽油)。
暑假期间,小杰乘坐着这辆轿车走高速公路到某地旅游,路程为300Km。
假设轿车匀速直线行驶,受到的阻力为车重的0.1倍。
已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能,汽油的热值为4.6x107J/Kg,g=10N/Kg。
请运用所学知识解答下列问题:(1)轿车到达目的地牵引力所做的功是多少?(2)通过计算说明该小轿车在行驶途中是否需要加油?(3)观察小轿车的外形,判断小轿车在水平路面高速行驶和静止时,哪种情况下对地面的压力大,并说明原因。
中考物理中得效率问题一、机械效率:就是指有用功在总功中所占得比值。
表达式:η=W有/W总x100%=Gh/Fs x100%=G/nf x100%例1、有关滑轮组得机械效率小明利用如图所示得滑轮组将重为900N得物体从地面匀速提升至15m得楼顶,所用得拉力为360N,拉绳得时间150s,求:(1)拉力得功率;(2)滑轮组得机械效率;(3)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新得滑轮组,提升相同得重物时,滑轮组得机械效率将如何改变?为什么?例2、质量为3t得小型载重汽车,额定功率为100KW,车上装有6t得砂石。
汽车先以10m/s得速度在平直公路上以20KW得功率匀速行驶了10min,消耗汽油1、2Kg,然后又以额定功率用了2min得时间,将砂石从山坡底运送到50m高得坡顶施工现场。
G-10N/Kg,试问:(1)1、2Kg得汽油完全燃烧放出得热量为多少?(汽油得热值为4、5x107J/Kg)(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到得阻力为多少?(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石得机械效率就是多少?二:、热机效率:热机就是用来对外做功得,所以热机得效率表示为:η=W有/Q放x100%=Fs/mqx100%。
例1、某家用轿车,重为1、5x104N,当车以72Km/h得速度行驶了0、5h时,消耗汽油3Kg,期间车受到得阻力为车重得0、08倍。
已知汽油得热值为4、6x107J/Kg,在此过程中,求:(1)车通过得路程;(2)牵引力做功得功率;(3)汽车发动机得效率。
例2、“五一”期间,小明得爸爸带全家驾车到外地旅游。
途中汽车以100Km/h得速度匀速行驶了一段路面水平平整、长200Km得高速路段。
汽车行驶过程中,发动机得实际功率恒为25KW,汽车得效率为25%。
已知汽油热值为q=4、6x107J/Kg。
求:(1)汽车通过该路段行驶得时间;(2)汽车通过该路段牵引力做得功;(3)汽车在该路段上行驶时得牵引力;(4)汽车通过该路段消耗得汽油得质量。
完整)初中物理机械效率计算题练习题1.小明使用装置拉动重量为2000N的物体A,底面积为0.5m2.如果绳端的拉力为250N,地面对A的摩擦力为600N,求A对地面的压强和该装置的机械效率。
2.物体重量为180N,动滑轮重量为20N,绳重和摩擦不计。
在拉力F的作用下,物体以0.1m/s的速度匀速上升。
求F 的大小、拉力做功的功率和动滑轮的机械效率。
3.建筑工人用滑轮组提升重量为200N的泥桶,拉力为80N,用5秒将泥桶匀速向上提升2m。
求拉力的功率和滑轮组的机械效率。
4.XXX使用滑轮组匀速提起重量为600N的物体A,人拉绳的力为250N,不考虑绳重和摩擦。
物体上升的速度为1m/s。
求人拉绳做功的功率、滑轮组的机械效率和动滑轮的重量。
5.重量为120N、底面积为0.1m2的物体在水平拉力F=20N的作用下沿水平地面向右匀速运动了10m,用时20s。
求物体对地面的压强、物体所受摩擦力的大小、拉力所做的功和拉力的功率。
6.滑轮把重量为1000N的物体匀速提升12米,求作用在滑轮上的拉力F、绳子对重物所做的功和绳子对重物做功的功率(提升重物所用的时间为1分钟)。
7.使用滑轮组提起重量为900N的物体,绳子自由端拉力为400N,物体在20秒内匀速上升了10m。
求物体上升的速度、提起物体所做的有用功和滑轮组的机械效率。
8.使用滑轮组将重量为8kg的国旗缓缓匀速升高15米。
求XXX匀速拉绳的力、XXX对旗做的功和XXX做功的功率(不考虑滑轮与绳的摩擦,滑轮和绳的质量忽略不计,取g=10N/kg)。
9.体重为400N的小军跳起时重心升高的平均高度为0.02米。
求小军跳一次做功的大小和跳绳时的功率(假设小军1分钟跳150次)。
10.重量为2540N的货物被滑轮组提升1.7m,不考虑摩擦和滑轮和绳子的物重。
1.绳端拉力为635N,绳端移动距离为6.8m。
2.若考虑摩擦、滑轮和绳子的重量,则需要在绳端施加800N的力,此时滑轮组的机械效率为79%。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.用如图所示的滑轮组拉动物体A ,使物体A 以0.2m/s 的速度水平向左匀速运动10s 。
已知物体A 重500N ,物体A 受到的摩擦力为120N ,拉力F 的功率为30W 。
下列说法正确的是( )A .绳子自由端移动的距离为2mB .拉力F 的大小为40NC .滑轮组的机械效率为80%D .滑轮组对物体A 所做的功为1000J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由图知,3n =,绳子自由端移动的距离的速度为30.2m /s 0.6m /s v nv ==⨯=绳物则绳子自由端移动的距离为0.6m /s 10s 6m s v t ==⨯=绳绳故A 错误; B .由W Fs P Fv t t=== 可得拉力的大小30W 50N 0.6m /sP F v ===绳 故B 错误;CD .物体移动的距离为0.2m /s 10s 2m s v t ==⨯=物滑轮组对物体所做功为120N 2m 240J W fs ==⨯=有总功为50N 6m 300J W Fs ==⨯=绳总滑轮组的机械效率为240J100%100%80%300JW W η=⨯=⨯=有总故C正确,D错误。
故选C。
2.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为_____________N,当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是_______ N ,滑轮组的机械效率为_________;经过分析,发现使用同一滑轮组,_________ ,可以提高滑轮组的机械效率(不考虑绳重和摩擦)。
【答案】100 200 75% 增加物重【解析】【详解】[1]由图乙可知,运送一件货物的重力为100N时,滑轮组的机械效率是50%,不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率η=100N==50%100N+W W Gh GW W W Gh G h G G G ===+++有有总有额动动动G动=100N[2]由图可知,n=2则运送3件货物时绳子的拉力F=12(G总+G动)=12(3×100N+100N)=200N[3]不计绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率η′=3100N==3100N+100NW W G h GW W W G h G h G G⨯===+++⨯有有总总总有额总动总动75%[4]由以上计算可知,使用同一滑轮组,增加物重,可以提高滑轮组的机械效率。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示的滑轮组,每个滑轮重2N ,把一个重为12N 的物体在2s 内匀速提升0.2m ,不计绳重和摩擦,则( )A .绳子自由端的拉力F 为6NB .绳子自由端移动速度为0.1m/sC .F 所做的有用功为2.8JD .滑轮组的机械效率约为85.7%【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图可知绳子承担重物的段数n 为2。
A .绳子自由端的拉力()()11+12N 2N 7N 2F G G n ==+=物动 故A 错误; B .物体移动的速度0.2m0.1m/s 2sh v t ===物 则绳子自由端移动速度20.1m/s 0.2m/s v nv ==⨯=绳子物故B 错误;C .拉力F 做的功为总功7N 20.2m 2.8J W Fs Fnh ===⨯⨯=总物体克服重力做的功为有用功120.2m 2.4J W Gh ==⨯=有故C 错误;D .物体克服重力为有用功12N 0.2m 2.4J W Gh ==⨯=总则滑轮组的机械效率2.4J 100%100%85.7%2.8JW W η=⨯=⨯=有总故D 正确。
故选D 。
2.如图所示,重300N 的物体在10s 内水平均速移动了1.5m ,若物体受到地面的摩擦力为60N ,绳端所用的拉力F 的功率为12W ,则绳端所用的拉力为_____N ,滑轮组的机械效率为_____。
【答案】40 75% 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知,滑轮组有两段绳子与动滑轮相连,所以23m s s ==绳物绳端运动的速度为3m =0.3m/s 10ss v t ==绳绳 根据公式P Fv =可得,拉力大小为12W ==40N 0.3m/sP F v =绳 [2]由题可知,滑轮组所做的有用功为物体克服摩擦力所做的功60N?1.5m=90J W fs ==物有总功为40N?3m=120J W Fs ==总绳所以,滑轮组机械效率为90J=100%=100%75%120JW W η⨯⨯=有总3.如图的装置中,物体B 重为30N ,每个滑轮重均为6N ,不计绳重及滑轮的摩擦。
初中物理提高热机效率的方法热机是利用内能做功的机械,是将内能转化为机械能的机器。
在现实生活中,热机的应用非常广泛,但也存在着效率低下的问题。
因此,提高热机效率具有重要的现实意义。
本文将从改善燃烧环境、提高机械效率、采用热回收技术、减少热损失和智能控制系统等方面介绍提高初中物理热机效率的方法。
一、改善燃烧环境燃烧环境是影响热机效率的关键因素之一。
为了提高热机效率,可以采取以下措施改善燃烧环境:1. 选择合适的燃料:选择高热值、含硫量低的燃料,如天然气、石油等,可以提高燃料的燃烧效率。
2. 控制燃烧反应:通过调节燃料和空气的比例,控制燃烧反应的剧烈程度,使燃料充分燃烧,减少废气排放。
3. 预热空气:通过预热空气,提高空气的温度和压力,使燃料更容易点燃,提高燃烧效率。
二、提高机械效率机械效率是热机效率的另一个重要因素。
为了提高机械效率,可以采取以下措施:1. 选择高效率的机械部件:选择高精度的机械部件,如轴承、齿轮等,减少摩擦和能量损失。
2. 调节转速和负载:根据实际需要调节转速和负载,使机械部件在最佳状态下运行,提高能量利用率。
3. 润滑保养:定期对机械部件进行润滑保养,减少摩擦损失,提高机械效率。
三、采用热回收技术热回收技术是指将热机排放的废热回收再利用的一种技术。
采用热回收技术可以提高热机的效率,同时减少能源浪费。
常用的热回收技术有:1. 中间冷却:将高温高压的燃气冷却到较低的温度和压力,回收部分能量用于驱动涡轮增压器等设备,提高热机效率。
2. 余热回收:将废气中的热量回收再利用,如用于加热生活用水、工业用水等,减少能源浪费。
四、减少热损失减少热损失是提高热机效率的重要手段之一。
可以采取以下措施减少热损失:1. 加强保温措施:对热机及其管道进行良好的保温处理,减少热量散失到环境中。
2. 减少散热损失:合理设计散热器,使散热损失最小化。
同时,定期检查和维护散热器,确保其正常工作。
3. 提高热机密封性:采取措施提高热机的密封性,如使用高性能的密封材料和严格的装配工艺等,减少漏气和热量损失。
初中九年级物理热机的效率练习题含答案学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________1. 2020年6月23日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星!收官之星,组网圆梦.长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于该燃料()A.比热容大B.热值大C.所含热量多D.内能大2. 已知一根火柴的质量约为0.1g,火柴棍的热值约为1.2×107J/kg,火柴燃烧时每秒产生的内能最接近()A.1200JB.120JC.12JD.1.2J3. 以下提高热机效率的方法中,错误的是()A.尽量减小热机功率B.尽量使燃料充分燃烧C.保证转动部分良好的润滑D.尽量减少各种热散失4. 甲、乙两台汽油机,甲的效率比乙高,则()A.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少B.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙做的有用功多C.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多D.做同样多的有用功,甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多5. 下列提高热机效率的方法中,不可行的是()A.减少各种热损失B.加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C.充分利用废气的能量,如建热电站D.采取少消耗总能量的办法6. 我国自主生产的“吉利金刚”小轿车,发动机正常怠速为1200转/分钟,怠速指汽车不前进时发动机的转速。
则对于怠速说法正确的是()A.发动机1秒钟完成20个工作循环B.发动机1分钟完成吸气冲程1200次C.发动机1秒钟完成做功冲程10次D.发动机1秒钟共完成80个冲程7. 一台单缸四冲程的柴油机,若飞轮转速为3600转/分,该柴油机活塞1s对外做功()次.A.20次B.30次C.60次D.10次8. 一台四冲程内燃机转速为600r/min,则()A.每分钟内做功100次,共有400个冲程B.每分钟内做功200次,共有200个冲程C.每秒内做功20次,共有10个冲程D.每秒内做功5次,共有20个冲程9. 有一台单缸四冲程柴油机,它工作时飞轮转速为1200转/分,则它的气缸内燃气1秒钟对外做()A.20次B.10次C.600次D.1200次10. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是A.既不吸收热量也不放出热量的物体内能一定不变B.一定质量的物体的温度不变,它的内能就不变C.温度、状态、密度都相同的同种物质组成的物体,质量大的内能大D.相同质量的两种燃料,内能大的热值大11. 可燃冰又名天然气水合物,被称为能满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源首选,它是甲烷和水在海底高压低温下形成的白色固体燃料.1m3的可燃冰可以分解出至少160m3的天然气(天然气热值为3.2×107J/m3),则完全燃烧2m3的可燃冰产生的热量至少为________J.12. 木炭的热值是3.5×107J/kg,其物理意义是________.要放出1.02×108J的热量,需要完全燃烧________kg的木炭.13. 一台单缸四冲程汽油机运行时的各种能量损耗大致被废气带走的能量占35%,汽缸散热损失占30%,机械损失占10%,则该汽油机的效率为________.若该汽油机飞轮的转速为1800r/min,则该汽油机活塞1s对外做功________次.14. 随着经济的发展。
【初中物理】初中物理热机的效率知识点总结物理热机的效率知识点1.在物理学习中,我学习了机械效率和炉子效率等效率问题。
所谓效率是指有效利用部分占总利用部分的比例。
热机是一种利用燃料燃烧产生的内能做功的装置。
用于做有用功的部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率。
2.由于燃气的内能一部分被排出的废气带走,一部分由于机器散热而损失,还有一部分用来克服摩擦等机械损失,用于做有用功的部分在总体中的比例不可能达到io0%,一般情况下:蒸汽机效率6%~15%,汽油机的效率20~30%,柴油机的效率30%~45%。
3.热机效率是热机性能的重要指标。
人们不断改进技术,减少各种损失,提高效率。
在热机的各种损失中,废气带走的能量占了最大的比例。
这部分余热的利用是提高热机效率的主要途径。
热电站利用发电厂废气余热供热,既供电又供热,大大提高了燃料利用率。
核心知识热机的效率相对较低,这意味着热机中燃料完全燃烧释放的能量中用于做有用功的能量较少,也就是说,热机工作过程中损失的能量更多。
综上所述,有以下原因:第一,燃料没有完全燃烧,导致一些能量损失。
例如,我们可以从汽车排放的气体中闻到汽油的气味,这表明汽油发动机中的汽油没有完全燃烧;第二,热机的排气冲程将排出废气,排出的气体也有内能。
此外,气缸壁还将传递部分内部能量;第三,由于热机部件之间的摩擦,必须克服摩擦并消耗部分能量;第四,曲轴获得的机械能没有完全用于外部工作,但部分机械能被传输到飞轮以保持其连续旋转。
虽然这部分是机械能,但不能称之为主动功。
如上所述,热机能量损失的原因很多,因此热机的效率通常较低。
提高热机效率的途径根据以上总结的能量损失原因,我们可以提高效率,只要我们尽可能减少各种损失的部分。
(1)改善燃烧环境,调节油、气比例等使燃料尽可能完全燃烧;(2)减少零件之间的摩擦,减少摩擦热的损失;(3)充分利用废气的能量,提高燃料的利用率,如利用热电站废气来供热。
中考物理中的效率问题
一、机械效率:是指有用功在总功中所占的比值。
表达式:η=W有/W总x100%=Gh/Fs x100%=G/nf x100%
例1、有关滑轮组的机械效率
小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从地面匀速提升至15m的楼顶,所用的拉力为360N,拉绳的时间150s,求:
(1)拉力的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变为什么
例2、质量为3t的小型载重汽车,额定功率为100KW,车上装有6t的砂石。
汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20KW的功率匀速行驶了10min,消耗汽油,然后又以额定功率用了2min的时间,将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。
G-10N/Kg,试问:
(1)的汽油完全燃烧放出的热量为多少(汽油的热值为x107J/Kg)
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少
(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少
二:、热机效率:热机是用来对外做功的,所以热机的效率表示为:η=W
有/Q
放
x100%=Fs/mq x100%。
例1、某家用轿车,重为x104N,当车以72Km/h的速度行驶了时,消耗汽油3Kg,期间车受到的阻力为车重的倍。
已知汽油的热值为x107J/Kg,在此过程中,求:
(1)车通过的路程;
(2)牵引力做功的功率;
(3)汽车发动机的效率。
例2、“五一”期间,小明的爸爸带全家驾车到外地旅游。
途中汽车以100Km/h的速度匀速行驶了一段路面水平平整、长200Km的高速路段。
汽车行驶过程中,发动机的实际功率恒为25KW,汽车的效率为25%。
已知汽油热值为q=x107J/Kg。
求:
(1)汽车通过该路段行驶的时间;
(2)汽车通过该路段牵引力做的功;
(3)汽车在该路段上行驶时的牵引力;
(4)汽车通过该路段消耗的汽油的质量。
三、燃气热水器的效率:
燃气热水器是消耗燃料,把化学能转化为内能来加热水,所以它的热效率的表达式为:η=Q
吸/Q
放
x100%=cmΔt/mqx100%
例1、某家庭用燃气热水器将质量为100Kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。
已知水的比热容为x103J/(Kg·℃),天然气的热值为x107J/m3。
求:(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作时的效率。
四、电热水器的效率:电热水器是消耗电能,把电能转化为内能来对水加热,所以它的热效率的表达式
为η=Q
吸/W
电
x100%=cmΔt/Ptx100%
例1、如图所示是一款不锈钢玻璃电热水壶,其参数如下表。
它的壶盖上有蒸气开关,采用PTC材料底盘加热,具有水沸腾后自动断电、防干烧的双保险功能。
(1)电热水壶的加热底盘是通过________的方式改变水的内能的。
(2)电热水器在额定电压下工作时通过的电流是多少(结果保留一位小数)
(3)若电热水壶的加热效率是80%,在1标准大气压下,将一壶20℃的水烧开要多长时间
[g=10N/Kg,ρ
水=x103Kg/m3,c
水
=x103J/(Kg·℃)]
(4)水沸腾时产生的水蒸气冲击蒸汽开关上面的双金属片,由于热胀冷缩作用,双金属片膨胀变形顶开开关,切断电源,这是一重保护。
如果蒸气开关失效,水会一直烧下去直至烧干,当出现烧干时,PTC 加热元件的功率变得只有烧水时功率的十分之一,这样可以使PTC的温度保持在合理的范围,即使干烧也不会有不良后果,这是第二重保护。
PTC实际是一种阻值随温度变化的陶瓷热敏电阻,分析可知其电阻随温度变化的规律是:___________________________。
五、太阳能热水器的效率:太阳能热水器是接收太阳辐射过来的能量,把太阳能转化为热能。
而太阳能热水器接收太阳能的多少又与接收时间和接收面积有关,接收面积越大,接收光照的时间越长,热
水器吸收的太阳能就越多。
所以太阳能热水器的效率表达式为:η=Q
吸/E
太阳
x100%=cmΔt/Pstx100%。
其中P表示太阳辐射能量的功率,S为太阳能热水器接收太阳能的面积,t为热水器接收太阳能的时间。
六、太阳能电池板的光电转换效率:太阳能电池板是把接收的太阳能转化为电能的装置。
太阳能电池板接收太阳能的多少又与接收时间和接收面积有关,接收面积越大,接收光照的时间越长,电池板吸
收的太阳能就越多,所以它的转换效率表示为:η=E
电/E
太阳
x100%=Pt/P'stx100%。
其中:E
电
表示得到
的电能或者说是用电器消耗的电能,E
太阳
表示太阳能电池板接收到的太阳能;P、t表示用电器的功率和
工作时间;P'表示电池板接收太阳能的功率,s表示太阳能电池板的面积,t表示太阳能电池板接收太阳能的时间。
七、电动机的效率:电动机是把电能转化为机械能的装置,但是在电动机通电时由于电阻的存在
线圈不可避免地要发热,所以电动机并不能把电能完全转化为机械能。
电动机效率的表达式为:η=W
有/W
电
x100%=Gh/UItx100%。
例1、用一台小型直流电动机,将重为40N的物体在4s内匀速提升,用电流表和电压表测得通过电动机的电流为2A,电动机两端的电压为12V。
求:
(1)电动机的输入功率多大
(2)电动机的效率多大
(3)电动机线圈的电阻多大
例2、电动自行车既环保,又节能,深受城市居民喜爱。
下表是某品牌电动自行车的有关数据。
设
王涛受到的重力是500N,从单位骑该品牌电动自行车匀速回家用了20min,行驶距离为6Km。
根据相关
(2)行驶过程中,电动车对地面的压强
(3)电动自行车牵引力所做的功。
(4)电动自行车消耗的电能。
例3、空气质量的污染促使人们对电动汽车有了更全新的认识,电动汽车是指以车载电源为动力,
用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆,对环境影响相对传统汽车较小。
工作原理:蓄电池电流电力调节器电动机动力传动系统驱动汽车行
驶。
某品牌电动汽车的相关数据如表所示。
过电路传递到电动机再将电能转化为_________________。
(2)若一个质量是70Kg的人开着该电动汽车在水平路面上以
60Km/h的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的倍,行驶最高
续航里程200Km,g=10N/Kg。
求行驶的时间和电动机对汽车做的功。
(3)按照上一问计算结果和电池的容量计算电动汽车的效率。
(4)与普通的汽车相比该电动汽车有哪些优点和缺点
走进中考:
(2016临沂)、现代城市人口密度越来越大,交通越来越拥堵。
易步车(如图甲)以其体积小巧,结构简洁和驱动安全等优点,成为短途出行的理想交通工具。
某品牌易步车的部分参数如下表所示。
质量为60kg的雯雯从家骑行该品牌易步车上学(如图乙),以最大速度匀速行驶10min到达学校,行驶中易步车所受阻力为人和车总重的倍,设该
过程中电机始终以额定功率工作。
(取g=10N/kg)。
求:
甲乙
(1)雯雯的家到学校的距离。
(2)雯雯在水平路面上骑易步车时,车对地面的压强。
(3)雯雯上学过程中,易步车电机的效率。
(2017临沂)34.现代居家生活中,水族箱已成为室内装饰的一个亮点。
某品牌水族箱(如图)的玻璃容器内盛有50L
水,内置一根“220V 100W”的自动温控棒。
冬天养热带鱼时,水族箱内水的温度要求控制在26℃~28℃之间(温控棒
在水温低于26℃时开始工作,水温达到28℃时自动断开)。
(1)求水族箱中水的质量。
(2)在某次温控中,温控棒正常工作用时,求此次温控棒的温控效率【水的比热容为3o 4.210J/(kg C) g 】。
(3)若用电高峰时,家庭电路的实际电压仅为,求此时温控棒的工作电流(温控棒阻值不变)。