1、 北兴农场中学北兴农场中学 刘长春刘长春1 1、理解有用功和总功、理解有用功和总功2 2、会用公式计算有用功和总功、会用公式计算有用功和总功3 3、理解机械效率的意义，能用、理解机械效率的意义，能用 机械效率的公式解决实际问题机械效率的公式解决实际问题导导 学学 目目 标标太阳能热水器汽车电动自行车电热水器一、一、太阳能热水器效率的计算太阳能热水器效率的计算 例例1、2010年上海世博会通过年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现技术，来体现“城市，让生活更美城市，让生活更美好好”的
2、主题。如图所示的太阳能热的主题。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为水器，它的水箱容量为120L，热水，热水器上的集热器的面积是器上的集热器的面积是2.5m2，在，在与阳光垂直的地球表面上每平方米与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度从如果将整箱水的温度从200C加热到加热到700C，需要阳光照射，需要阳光照射5小时。求太小时。求太阳能热水器的利用效率。阳能热水器的利用效率。n讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？120L水温度从200C加热到700C吸收的热量有用功：总 功：2.5m2集热器5小时吸收的太阳能解：120L水的
3、质量：V水=120L=120dm3=1.2x10-1m3 由=m/V 得m水=水v水=1.0 x103kg/m3x1.2x10-1m3=120kgW有=Q吸=C水m水（tt0）=4.2x103x120kgx(700C200C)=2.52x107JW总=Q总=pt.s=1400wx5x3600sx2.5m2=6.3x107JW有/W总=2.52x107J/6.3x107J=40%答：该热水器的效率是40%。一、一、太阳能热水器太阳能热水器效率计算方法效率计算方法1、应用太阳能加热物体时W有有=Q吸吸=cm t（即物体吸收的热量）（即物体吸收的热量）W总总=获得的太阳能（根据题目信息计算）获得的太
4、阳能（根据题目信息计算）例例2、小名家新安装了一台电热水器。电热水器的名牌如、小名家新安装了一台电热水器。电热水器的名牌如图甲所示。若自来水的温度是图甲所示。若自来水的温度是10，充满水后，小明将调温，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源加热指示灯亮；达到开关调到如图乙所示的位置。接通电源加热指示灯亮；达到指示温度时，加热指示灯灭。请你帮助小明回答下列问题：指示温度时，加热指示灯灭。请你帮助小明回答下列问题：（1）加热指示灯从亮到灭，热水器中的水共吸收多少热量？）加热指示灯从亮到灭，热水器中的水共吸收多少热量？（2）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯灭所需时间？）若不考虑能
5、量损失，从接通电源到指示灯灭所需时间？(3)若实际经过若实际经过2h30min，指示灯才熄灭，则热水器的效率，指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？是多少？C水水=4.2103J/(kg)n讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：加热指示灯从亮到灭，热水器中的水吸收的加热指示灯从亮到灭，热水器中的水吸收的热量热量总 功：加热加热2h30min，热水器的电热管消耗的电能，热水器的电热管消耗的电能解：（1）Q吸吸=C水水m水水（tt0)=4.2x103J/(kgC）x55x10-3m3x1.0 x103kg/m3x(60oC10oC)=1.155x107J(2)由由P=W/t 得得t1=W/P
6、=Q吸吸/P=1.155x107J/1500w=7700s(3)Q总总=Pt2=1500wx2.5hx3600s=1.35x107JW有有/W总总=Q吸吸/Q总总=1.155x107J/1.35x107J=85.56%二、电热水器二、电热水器效率计算方法效率计算方法W有有=Q吸吸=cm t（即物体吸收的热量）（即物体吸收的热量）W总总=Pt（即用电器消耗的电能）（即用电器消耗的电能）2、应用电器加热物体时 例例3、电动自行车可以电动骑行，亦可、电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。使用前，应先对车上的蓄电池以脚踏骑行。使用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供充电。电动
7、骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一辆电动自电，电动机为车提供动力。现有一辆电动自行车，沿着水平的道路匀速行驶，在行车，沿着水平的道路匀速行驶，在0.5h内，内，电动行驶了电动行驶了9km，此时车上电动机的工作电，此时车上电动机的工作电压为压为32V，工作电流为，工作电流为4A。电动自行车在电动骑行启动时，能量电动自行车在电动骑行启动时，能量是如何转化的？是如何转化的？(2)若车和人在行驶过程中所受阻力为若车和人在行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？为多少？(3)该车电能转化为机械能的效率是多少？该车电能转
8、化为机械能的效率是多少？讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：电动自行车行驶电动自行车行驶9km牵引力所做的功牵引力所做的功总 功：0.5小时电动机所消耗的电能小时电动机所消耗的电能解：（1）电动自行车在电动骑行启动时是电能转化）电动自行车在电动骑行启动时是电能转化为机械能。为机械能。(2)W有有=Fs=f=20Nx9x103m=1.8x105J(3)W总总=Pt=UIt=32vx4Ax0.5x3600s=2.304x105JW有有/W总总=1.8x105J/2.034x105J=88.5%三、电动自行车三、电动自行车效率计算方法效率计算方法W有有=Fs（即自行车通过这段距离所做的功）
9、（即自行车通过这段距离所做的功）W总总=Pt=UIt（即自行车这段时间内消耗的电能）（即自行车这段时间内消耗的电能）n 例例4、随着国民经济的发展，汽车已走随着国民经济的发展，汽车已走进广大家庭。而发动机的效率是汽车的经济进广大家庭。而发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，某实验小组对一辆小轿车进性能指标之一，某实验小组对一辆小轿车进行了相应的测试，测试结果如下表所示，小行了相应的测试，测试结果如下表所示，小轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为900N。请计算：。请计算：n（1）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？多大
10、？n（2）小轿车发动机的效率是多大？）小轿车发动机的效率是多大？n（汽油的热值：（汽油的热值：4.6x107J/kg,计算结果保留一计算结果保留一位小数）位小数）讨论：本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：汽车汽车15min内通过的路程牵引力所做的功内通过的路程牵引力所做的功总 功：1.4kg汽油完全燃烧放出的热量汽油完全燃烧放出的热量解：(2)W总总=Q放放=qm=4.6x107J/kgx1.4kg=6.44x107JW有有/W总总=2.025x107J/6.44x107J=31.4%（1）90km/h=25m/s,由由v=S/t得得S=vt=25m/sx15x60s=22500mW有有=
11、FS=900Nx22500m=2.025x107JnP=W/t=2.025x107J/15x60s=22500w=22.5kw四、四、汽油机、柴油汽油机、柴油效率计算方法效率计算方法W有有=FS（即所做的有用功）（即所做的有用功）W总总=Q放放=qm（燃料燃烧释放的热量）（燃料燃烧释放的热量）小结：小结：4、汽油机、柴油机效率、汽油机、柴油机效率W有有=Fs（即所做的有用功）（即所做的有用功）W总总=Q放放=qm（燃料燃烧释放的热量）（燃料燃烧释放的热量）3、电动自行车行驶时电动自行车行驶时W有有=Fs（即自行车通过这段距离所做的功）（即自行车通过这段距离所做的功）W总总=Pt=UIt（即自行
12、车这段时间内消耗的电能）（即自行车这段时间内消耗的电能）W有有=Q吸吸=cm t（即物体吸收的热量）（即物体吸收的热量）W总总=Pt（即用电器消耗的电能）（即用电器消耗的电能）2、应用电器加热物体时、应用电器加热物体时W有有=Q吸吸=cm t（即物体吸收的热量）（即物体吸收的热量）W总总=获得的太阳能（根据题目信息计算）获得的太阳能（根据题目信息计算）1、应用太阳能加热物体时、应用太阳能加热物体时当堂检测：当堂检测：1、一辆汽车匀速行驶，速度为、一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，匀速时阻，匀速时阻力为力为920N，其发动机效率为，其发动机效率为30%，汽油热值为，汽油热值为4.6107J/kg.求：（求：（1）发动机的功率）发动机的功率?（2）汽车匀速行驶）汽车匀速行驶300km做多少功做多少功?（3）匀速行驶）匀速行驶300km消耗多少汽油消耗多少汽油?2、电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一、电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具。一只代智能灶具。一只1500W的电磁炉正常工作时，的电磁炉正常工作时，在在1个标准大气压下将个标准大气压下将 1kg的水从的水从20加热到刚沸加热到刚沸腾时，需要腾时，需要4min,问电磁炉的效率是多少？问电磁炉的效率是多少？
