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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 功的计算公式的应用 功率的计算公式的应用 能量转化效率 速度的计算 试题正文
  • 计算题
    太阳能被称为21世纪能源，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．如图所示是一辆太阳能实验车．车上的太阳能电池板的有效面积S=8m2在晴朗的天气里，太阳光垂直照射到电池板每平方 米面积上的辐射功率P =1 kW，电池板产生的电压U=120V，对车上的电动机提供I=10 A的电流，请解答：
    (1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
    (2)若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力为120N，则汽车行驶的速度多大？

    本题信息：2012年同步题物理计算题难度较难 来源:张秀锦
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本试题 “太阳能被称为21世纪能源，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．如图所示是一辆太阳能实验车．车上的...” 主要考查您对

功的计算公式的应用

功率的计算公式的应用

能量转化效率

速度的计算

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  • 功的计算公式的应用
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  • 能量转化效率
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应用:
利用功的计算公式加计算：F或S，F=W/s，s=W/F。
转换思想求功的大小 ：
“转换思想方法”求功的大小。公式W=Fs中的s 必须是在力的方向通过的距离，而且F的大小一直保持不变，能运用功的公式求解，当作用在物体上的力的大小总在发生改变，则在求解功的时候注意不能直接利用公式W=Fs，应转换思想。如：平放在地上的一根均匀木料，现用一总垂直木料方向的力将它抬到竖直为止，则至少要做多少功?由于抬木料的力的大小、方向总在发生改变，而且木料通过的距离也不完全在力的方向上，故无法直接应用公式求解。我们根据功的原理可知：使用任何机械都不省功，则对物体所做的功等效于将物体重心提高所做的功，即可求解。
例：小明同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功(   )

A．200JB．300J C．400JD．500J

解析：本题中由于不计绳重和摩擦，属于理想机械，可使用功的原理进行求解。人站在M处时，绳长3m，当人走到N处时，此时的绳长由勾股定理可知为5m，也就是说人从M点走到N点拉下的长度为2m，即物体上升的高度h=2m。小明对绳做功至少是克服物重G所做的功，即W=Gh=100N×2m=200J。
答案：A
应用：
根据P=W/t，计算W，即W=Pt；根据P=Fv，计算F、v即F=P/v，v=P/F。
功率与力和速度的关系：
    此公式对功率的实际应用有较大的意义。例如汽车发动机的功率一定时，用可知，牵引力与速度成反比。所以汽车爬坡时，司机采用的措施是换挡减速，以获得更大的牵引力。

例：某工人用一个动滑轮将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m，拉力做功的功率为50w，若不计摩擦力和动滑轮重，则绳子自由端移动的速度是______m/s。
解析：由于不计摩擦力和动滑轮重量，拉力做的功就等于不用动滑轮人直接用手将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m所做的功，即。本题要求绳子自由端移动的速度可用两种思路：
（1）由求出做功时间t，再由动滑轮特点可得s=2h，然后由求出速度。
（2）也可由公式，
用已知条件中的P和分析求得的F直接求出v。
方法一：绳自由端移动的距离

拉力做的功

绳自由端移动的时间

绳自由端移动的速度

方法二：由得=2m/s
答案：2
能量转换效率：
是指一个能量转换设备所输出可利用的能量，相对其输入能量的比值。输出可利用的能量可能是电能、机械功或是热量。主要和输出能量可利用的程度有关。

公式：
效率=

计算公式：
v=。其中v表示速度，s表示路程，t表示通过这段路程所用的时间。

巧选参照物简化速度的计算：
   恰当地选择参照物，可使某些关于速度计算的复杂问题变得简单。像超车、错车，漂流物问题等都可以这样试试!不要形成定势，只盯着地面或地面上静止的物体做参照物!

例1在一列以18m／s的速度匀速行驶的火车上，某乘客以2m／s的速度在车厢内行走(车厢长 20m)．下列说法正确的是(  )
A．乘客用ls的时间从车厢头走到车厢尾
B．乘客用11s的时间从车厢头走到车厢尾
C．乘客用10s的时间从车厢头走到车厢尾
D，乘客用1．25s的时间从车厢头走到车厢尾

解析研究地面上运动的物体我们首先想到的参照物是地面。本题如果以地面为参照物，火车和乘客都在运动，问题很复杂，如果我们选取匀速行驶的火车为参照物，问题就会简单许多，只剩下一个相对于参照物运动的物体——乘客，无论乘客从车头走到车尾，或从车尾走到车头，相对车厢走的路程都是车厢长 20m，相对于车的速度为2m／s，由速度公式的变形，可求出时间，则乘客无论从车头走到 车尾或从车尾走到车头所需时间均相等，故正确答案为C。

答案：C

比值类问题解决方法：
     求比值的问题，把所给条件写成比的形式后，根据速度公式或者其变形公式，把所要求的硅用比值表示出来，化简，代入数据，计算得出结果。

例甲乙两匀速直线运动的物体的速度之比勾 4：3，运动的时间之比为4：1，则两车通过的路程之比为 (   )
A．4：3
B．4：l
C.  3：4
D．16：3

解析：有速度公式变形得s=vt，利用速度公式来求路程之比。

答案：D


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