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初中物理有关 效率的教学体会
来源:陕西教育报刊社 作者:咸阳实验中学 殷欧霞 2015年04月13日 11:20

一、问题的提出北师大版初中物理中有关效率问题的第一次提出是在学习了简单的机械后在有用功和总功的概念上提出的,除了在简单的机械中提到机械效率外,在学习能量的转化后,也提到了效率,如在内能的转移中有炉子的效率,热机的效率,在学习了电功和电能以后有电热器的效率和电动机的效率。

二、简单机械中的机械效率

有相当一部分学生在初二首先学习了机械效率及有关计算以后就觉得物理这门功课的难度急剧上升,对学习物理的兴趣大打折扣,那么我们任课教师应该怎样在课堂教学中消化难点增强学生的学习兴趣呢?我曾跟许多学生交流,觉得学生感觉这里比较难学,实质此处难点不是机械效率难,而是对有用功和总功的理解不透彻,如果真正把有用功和总功理解了,而应用机械效率=■×100%只是一个计算数值的问题。怎样理解有用功和总功是这一部分的难点,课本上的概念见北京师范大学出版社八年级物理P76:“在用动滑轮提升重物时,动滑轮对物体所做的功是有用的,是必须的,这部分功叫有用功。提升重物时,不可避免地要对动滑轮本身做功,克服摩擦做功,这部分功叫额外功。有用功和额外功的总和叫做总功。”

三、能量转化过程中的效率

在能量的转化和转移过程中,效率=W有/W总,有用功指的是我们的目的所需要的能量;总功指的是我们为了达到目的实际所付出的能量。具体情况如表格:

1. 燃烧燃料加热物体时,我们通过具体的燃料燃烧的目的是为了加热物体,目的:物体吸收的热量是有用的,为了加热物体我们燃烧燃料放出的热量是总的。也常用在太阳能热水器中。

例:小明家里每天约用60℃的热水100kg,若自来水的温度是20℃,液化石油气燃烧放出热量的60%被水吸收,则他们家平均每天需要燃烧液化石油气约多少千克?(液化石油气的热值为8.0×107J/kg)

解:

2. 在热机问题中,我们通过具体燃烧燃料的目的是为了获得机械能。目的:所做的机械功是有用功,具体燃烧燃料放出的热量是总的能量。

例: 某小汽车油箱装满35kg汽油,司机驾车到路程为300km的城市去,若汽车匀速行驶,车受到的阻力是920N,汽油燃烧产生的内能有30%转化为机械能;汽油的热值为4.6×107J/kg。问汽车在途中是否需要加油?

解:

3. 在电学问题中,常见的有电热器和电动机类型。在电热器中目的是为了获的热量,所以热量是有用的,消耗的电能是总的能量;在电动机中目的是为了获得机械能,所以机械能是有用的,消耗的电能是总的能量。

例:小明家屋顶上有一太阳能热水器,水箱的容积为120L,假若热水器接收到的太阳能有50%装化为水的内能,则使一向水从20℃升高到70℃,需要吸收多少太阳能?如果用2000W的电加热起来加热,电加热的效率为60%,则需要加热多长时间?

解:

以上是能量转化过程中的效率,于简单机械中的机械效率只是少了“机械”两个字,实际教学中可以用我们的目的功或者能量是有用功,具体方法付出的功或者能量是总功,这样简单的机械效率中的机械效率和能量转化中的效率就得到了统一。

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