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功率与机械效率的解析区别
在初中物理教学中,大部分学生常常将功率和机械效率混淆,教学中让学生准确学习功率和械效效率,正确区别功率与机械效率,这样对功率与械效效率的认识会更加深刻。
功率是表示物体做功的快慢,与物体做功多少和做功的时间都有关系,但不是只决定于其中某一个因素。功率的计算公式:,(匀速直线运动)
例如、一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100m。在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端,经过4.5s落到瀑布底端。质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为( ) A、4×102W B、4×103W C、1.8×104W D、1.8×105W
解析:18kg的水大约经4.5s从瀑布顶端落到底端,在该过程中,重力的功率约。本题答案为B。
机械效率是指有用功在总功所占的比值。有用功:为达到目的必须做的功;额外功:为了达到目的并非需要又不得不做的功;总功:有用功和额外功的总和。由机械效率公式可知,如果该机械的额外功一定时,有用功越大,机械效率越大。提高机械效率的方法:由公式可知,当有用功一定时,额外功越小,机械效率越高,因此设法减小额外功可以提高机械效率。如减轻动滑轮本身的重量,加润滑油可以减小摩擦等;当额外功一定时,有用功越大,机械效率越高,因此增大有用功可以提高机械效率,如增加物重可以提高机械效率。
例如、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计绳子与滑轮的摩擦( )
A. 甲较省力且机械效率较高
B.乙较省力且机械效率较高
C.两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同
D.两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同
解析:甲、乙两个滑轮组,采用了四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子,在不计绳子和滑轮摩擦的情况下,对重物做的功是有用动,对动滑轮做的功为额外功.如果分别用它们把相同重量的货物提升到相同的高度,两个滑轮组所做的有用功相等,额外功也一样,故机械效率相同;但是甲图由两股绳子承担物重,动力为物体和动滑轮总重的一半,乙图由三股绳子承担物重,所需动力为物体和动滑轮总重的三分之一,所以两个滑轮组省力程度不同,乙更省力,根据上面的分析,C是正确的。答案:C
通过对功率与机械效率的学习、解析,可以从以下几方面对功率和械效效率进行区别:1、从概念上区别。功率是指物体在单位时间内所做的功,用符号P表示。而机械效率是指有用功在总功所占的比值,用η表示。2、从所表示的物理意义来区别。功率是表示物体做功快慢的物理量,功率越大表示物体做功越快,反之,做功越慢。机械效率是描述总功中有用功占多大比例的物理量。3、从公式来区别。功率公式:P=W/t=FS/t=Fυ(F表示力,υ表示在力F作用下物体运动的速度);机械效率:η=W有/W总 。4、从单位上区别。功率的单位是瓦特,简称瓦,符号用W表示,常见单位有:千瓦、兆瓦,生活生产中还会用到马力,1马力=735瓦特;机械效率是有用功与总功的比值,无单位,用百分数来表示,总是小于1。5、从功率大小与机械效率的大小来区分。功率和机械效率没有直接的因果联系,是两个没有血缘关系的物理量。不能错误理解为功率越大,机械效率就越高;或者错误理解为机械效率越高,功率就越大。
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