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2024年中考物理总复习课件
专题五 效率综合计算
专题解读
能量在转化和转移的过程中，不可能 转化和转移，会存在能量的损耗。
输入的能量为总能量（或总功），输出的能量为有用能量（或有用功），效率
。
此类试题的解题方法如下：
1.分析题中机械设备的输入能量（总功），并明确其计算公式。
2.分析题中机械设备的输出能量（有用功），并明确其计算公式。
3.根据效率计算公式 计算效率。
要点归纳
考向突破
考向一 机械效率计算
1.滑轮组的机械效率相关计算公式。
（1）有用功： 。
（2）总功： ； 。
（3）机械效率： 。
（4）利用滑轮组竖直提升物体：
①基本关系式： ； ； 。
②不计绳重和摩擦时： ， ，
。
③拉力的功率： 。
（5）利用滑轮组水平拉动物体：
①基本关系式： ; ； 。
②额外功： 。
③拉力的功率： 。
2.斜面的机械效率相关计算公式。
（1）有用功： 。
（2）总功： 。
（3）额外功： 。
（4）机械效率： 。
（5）斜面的摩擦力： 。
【例题1】 如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件
沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对
绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面
接触且接触面积为 ，工人对地面的压强为
。此工人的质量为 ，两个动滑轮的
质量共为 ，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略
不计， 取 。求：
（1）工人的手对绳的拉力大小；
【解题思路】根据 求工人的重力，根据 求工人对地面的压力，根据力的作用是相互的求出工人受到的支持力，根据力的平衡条件求出工人的手对绳的拉力大小；
【尝试解答】解：工人所受的重力
工人对地面的压力
由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力
由力的平衡条件可知，工人的手对绳的拉力
（2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；
【解题思路】根据 求两个动滑轮所受的重力，由图可知 ，利用不计绳重和摩擦时 求地面对工件的摩擦力；
【尝试解答】解：两个动滑轮的重力
地面对工件的摩擦力
（3）滑轮组在此次工作中的机械效率。
【解题思路】利用 求滑轮组的机械效率。
【尝试解答】解：滑轮组的机械效率
考向二 热效率计算
热效率计算主要涉及炉具、太阳能加热器、家用电器内的能量转换。输入能量
分别为： （燃料燃烧释放的热量）、 获得的太阳能（根据题
目信息计算）、 （用电器消耗的电能）。输出能量都是内能：
（物体吸收的热量）。热效率： 。
【例题2】 速热型电热水龙头的电路简图如图所示， 、 为
电热丝，通过操作开关，可以提供温水和热水，相应参数如下表。
电热水龙头始终在额定电压下工作。
额定电压 额定功率 温水 热水
（1）闭合开关 ，断开开关 ，求此时电路中的电流;
【解题思路】只闭合开关 、断开开关 时是温水挡，根据表格数据和 算出此时电路中的电流；
【尝试解答】解：当闭合开关 、断开开关 时，只有电阻 接入电路，是温水挡，此时的功率为 ，根据 可知，此时电路中的电流
（2）求电热丝 的电阻;
【解题思路】知道热水挡的电功率和温水挡的电功率，求出 消耗的电功率，利用 求 的阻值；
【尝试解答】解：闭合开关 、 ，电阻 、 并联，是热水挡，此时功率为 ， 消耗的电功率
根据 可知电热丝 的电阻
（3）闭合开关 、 ，通电 ，可以把 的水从 加热到 ,求电热
水龙头的加热效率。 （结果保留到 ）
【解题思路】知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据 求出水吸收的热量，又知道热水挡的电功率和加热时间，根据 求出 消耗的电能，利用 求出此电热水龙头的加热效率。
解：由 可得开关 和 都闭合时，通电 消耗的电能
水吸收的热量
电热水龙头的加热效率
考向三 力热、力电综合效率计算
力热、力电综合效率计算主要涉及热机、电动机的能量转换。输入能量分别
为： （燃料燃烧释放的热量）和 （消耗的电能）。
输出能量都是 （所做的有用功）。效率为 。
【例题3】 北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，利
用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动
汽车行驶。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A
地出发，以 的速度行驶 到达B地，消耗 氢燃料，所产生电能
的 用于维持汽车匀速行驶，汽车所受阻力为 。已知每加注 氢燃料
所需的费用为30元。
（1）求A、B两地之间的距离。
【解题思路】根据 求出A、B两地之间的距离。
【尝试解答】解：A、B两地之间的距离
（2）求此过程中产生的电能 。
【解题思路】根据二力平衡条件求出汽车的牵引力，根据 求出汽车牵引力做的功，根据效率公式求出此过程中产生的电能。
【尝试解答】解：由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力
汽车牵引力做的功
此过程中产生的电能
（3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以 的速度匀速行驶。所受阻力
与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的 用来维持汽车匀速
行驶，汽油热值取 。已知每加注 汽油所需的费用为12元，则
在与甲车花费相同燃料费用的情况下：
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量；
【解题思路】根据每加注 氢燃料所需的费用为30元求出消耗 氢燃料的费
用，再根据每加注 汽油所需的费用为12元求出消耗汽油的质量。根据
求出乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量。
【尝试解答】解：消耗 氢燃料的费用
元/ 元
在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油质量
乙车消耗的汽油完全燃烧放出的热量
②请通过计算判断乙车能否到达B地。
【解题思路】根据热效率公式求出燃烧汽油时汽车获得的机械能，根据 求出汽车行驶的距离，与A、B两地之间距离相比较，进而判断乙车能否到达B地。
【尝试解答】解：燃烧汽油时汽车获得的机械能
汽车行驶的距离
因此乙车不能到达B地。
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