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初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——机械效率

初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——机械效率

基础篇

机械效率

前言

功率描述做功快慢,机械效率描述功的利用率,二者是物理高频易混考点。

分清两个物理量的物理意义、单位与决定因素,才能避开选择题、实验题里的经典陷阱。

机械效率定义

有用功跟总功的比值,符号η

公式:η=(W有/W总)×100%

推导:η=[W有/(W有+W额)]×100%

重要说明:

① 机械效率没有单位,常用百分数表示; 

② 因为额外功一定存在,η<100%,永远达不到 100%; 

③ 机械效率高低和功率大小没有任何关系!功率描述做功快慢,效率描述功的利用率,二者互不影响。

功率与机械效率对比

物理量
物理意义
公式
单位
核心影响因素
功率P
描述做功有多快
P=W/t
W(瓦)
做功多少、做功时间
机械效率η
描述功的利用率
η=(W有/W总)×100%
无单位,百分数
有用功、额外功的占比

关键结论

① 功率大,代表做功快,机械效率不一定高; 

② 机械效率高,代表能量损耗少,做功不一定快; 

③ 二者之间没有必然的大小关联,互不决定。

拓展辨析

  • 做功多,功率不一定大,机械效率也不一定高;

  • 省力的机械,功率不一定大,机械效率不一定高。

常见误区

误区 1:功率越大,机械效率越高。 

正解:功率描述快慢,效率描述利用率,两者无关。大功率机械也可能损耗很大,效率很低。 

误区 2:机械效率越高,做功越快。 

正解:效率高只是额外功占比小,不代表单位时间做功多。 

误区 3:做功越快,有用功占总功比例就越大。 

正解:做功快慢和有用功占比没有联系。 

误区 4:可以制造出机械效率等于 100% 的机械。 

正解:只要使用机械,就会存在额外功,效率一定小于 100%。

口诀

功率看快慢,效率看利用; 

二者无关联,千万别混同; 

效率小于一,永远记心中。

学以致用

1、下列关于功率和机械效率说法正确的是(  ) 

A. 功率大的机械,机械效率一定高 

B. 机械效率高的机械,做功一定快 

C. 功率越大,表示单位时间做功越多 

D. 机械效率越高,做的有用功就越多

【解析】

分清功率是做功快慢,机械效率是有用功占总功的比例,二者互不影响。 

A:功率与效率无关,错误; 

B:效率高不代表做功快,错误; 

C:功率定义就是单位时间内做功多少,正确; 

D:有用功多少,还取决于总功大小,错误。

【答案】

C

2、判断正误(对的打√,错的打 ×) 

(1) 机械效率越高,额外功越少(  ) 

(2) 做功时间越短,功率一定越大(  ) 

(3) 功率小的机械,机械效率也可以很高(  )

【解析】

紧扣功率、机械效率定义,逐个分析条件。  (1) ×;效率高是有用功占比高,额外功多少要看总功总量; 

(2) ×;功率由功和时间共同决定,只看时间无法判断; 

(3) √;二者互不影响,存在做功慢但能量损耗小的机械。

【答案】

(1)× (2)× (3)√

3、甲机械功率 500W,乙机械功率 200W;甲的机械效率 60%,乙的机械效率 80%。下面说法正确的是(  ) 

A. 甲做功比乙多 

B. 甲做功比乙快 

C. 甲的有用功更多 

D. 乙做功更快

【解析】

功率反映做功快慢,功率越大做功越快;做功总量还和时间有关,有用功要看总功与效率。 甲功率更大,说明甲做功更快;不知道做功时间,无法比较做功多少与有用功大小。A、C 缺少时间条件,无法判断;D 错误,B 正确。

【答案】

BB

下篇预告

滑轮组机械效率

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