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摘 要:本文采用举例对比的方法,加深学生对各种率的理解。
关键词:速率;速率;机械功率;电功率;机械效率;效率;变化率
初中物理中经常会出现各种各样的“率”。例如:速率(速度的大小)、机械功率、电功率、机械效率、效率、变化率等等。学生往往搞不清,不知如何处理。笔者认为应该让学生明白各种率的本质含义。《现代汉语词典》对“率”字的解释是两个相关的数在一定条件下的比值。因此,我们在理解各种“率”的时候就要思考存在相关的是哪两个物理量,是谁除以谁。
物理量往往是随着时间在不断变化的,我们把这个物理量和时间的比值就称为这个物理量随时间的变化率。例如:物体在运动过程中位置随时间发生变化,形成了路程,那么路程和时间的比值就是速率,所以v=s/t。力在对物体做功的过程中,随着时间的推移,功的大小也在不断变化,功和时间的比值就是功率p=w/t;同理,电流对物体做的功和时间的比值就是电功率。
另一种情况是功和功之间比值,或者能与能之间的比值,这就是效率。例如:机械在做功的过程中,一部分功是为了满足人们的目的的,即是有用功,另一部分是人们不需要但又不得不做的功,这就是无用功。有用功和总功的比值就是机械效率η=w有用/w总*100%。
尤为让学生头疼的是各种能量转化效率。搞清能量转化效率的前提是搞清能量的转化过程。
(1)电热水器:它的能量转化过程是电能转化为内能,转化后被所利用的能量就是水的内能即Q=cm(t-t0),供给的电能是w=pt/,因此效率η=cm(t-t0)/pt/。
(2)燃氣热水器:它的能量转化过程是化学能转化为内能,转化后被所利用的能量就是水的内能即Q=cm(t-t0),供给的化学能是Q=m/q/,因此效率η=cm(t-t0)/m/q/。
(3)太阳能热水器:它的能量转化情况是太阳能转化为内能,转化后被所利用的能量就是水的内能即Q=cm(t-t0),提供的太阳能w=辐射能量*面积*时间。因此效率η=cm(t-t0)/(辐射能量*面积*时间)
(4)内燃机:它的能量转化情况是化学能转化为机械能,利用的机械能是w=FS,提供的化学能是Q=mg。因此效率是η=FS/mg
(5)电动机:它的能量转换情况是电能转化为机械能,利用的机械能是w=FS,提供的电能是w=UIt。因此效率是η=FS/UIt
(6)水力发电:它的能量转化情况是水的重力势能转化为电能,利用的电能是w=UIt,提供的重力势能是E=mgh。因此效率是η=UIt/mgh
(7)火力发电:它的能量转化情况是化学能转化为电能,利用的电能是w=UIt,提供的化学能是Q=mq。因此效率是η=UIt/mq
(8)太阳能发电:它的能量转化情况是太阳能能转化为电能,利用的电能是w=UIt,提供的太阳能w=辐射能量*面积*时间。因此效率是η=UIt/(辐射能量*面积*时间)
(9)远距离输电:因为在电路上会产生热损失,电路的输入功率是P1=UI,电路上消耗的功率是I2R,所以输出功率是UI-I2R,故效率η=(UI-I2R)/UI
综上所述,初中物理中经常碰到的“率”,要么就是物理量和时间的比值,要么就是两种能量的比值,尤其是要知道能量的转化情况。
参考文献
[1]刘淑敏.谈如何培养学生的提问能力[J].物理教师.
[2]张艳霞.谈提问能力的培养[J].沧州师范专科学校校报.
[3]杨九俊.教学组织策略与技术[M].教育科学出版社.
关键词:速率;速率;机械功率;电功率;机械效率;效率;变化率
初中物理中经常会出现各种各样的“率”。例如:速率(速度的大小)、机械功率、电功率、机械效率、效率、变化率等等。学生往往搞不清,不知如何处理。笔者认为应该让学生明白各种率的本质含义。《现代汉语词典》对“率”字的解释是两个相关的数在一定条件下的比值。因此,我们在理解各种“率”的时候就要思考存在相关的是哪两个物理量,是谁除以谁。
物理量往往是随着时间在不断变化的,我们把这个物理量和时间的比值就称为这个物理量随时间的变化率。例如:物体在运动过程中位置随时间发生变化,形成了路程,那么路程和时间的比值就是速率,所以v=s/t。力在对物体做功的过程中,随着时间的推移,功的大小也在不断变化,功和时间的比值就是功率p=w/t;同理,电流对物体做的功和时间的比值就是电功率。
另一种情况是功和功之间比值,或者能与能之间的比值,这就是效率。例如:机械在做功的过程中,一部分功是为了满足人们的目的的,即是有用功,另一部分是人们不需要但又不得不做的功,这就是无用功。有用功和总功的比值就是机械效率η=w有用/w总*100%。
尤为让学生头疼的是各种能量转化效率。搞清能量转化效率的前提是搞清能量的转化过程。
(1)电热水器:它的能量转化过程是电能转化为内能,转化后被所利用的能量就是水的内能即Q=cm(t-t0),供给的电能是w=pt/,因此效率η=cm(t-t0)/pt/。
(2)燃氣热水器:它的能量转化过程是化学能转化为内能,转化后被所利用的能量就是水的内能即Q=cm(t-t0),供给的化学能是Q=m/q/,因此效率η=cm(t-t0)/m/q/。
(3)太阳能热水器:它的能量转化情况是太阳能转化为内能,转化后被所利用的能量就是水的内能即Q=cm(t-t0),提供的太阳能w=辐射能量*面积*时间。因此效率η=cm(t-t0)/(辐射能量*面积*时间)
(4)内燃机:它的能量转化情况是化学能转化为机械能,利用的机械能是w=FS,提供的化学能是Q=mg。因此效率是η=FS/mg
(5)电动机:它的能量转换情况是电能转化为机械能,利用的机械能是w=FS,提供的电能是w=UIt。因此效率是η=FS/UIt
(6)水力发电:它的能量转化情况是水的重力势能转化为电能,利用的电能是w=UIt,提供的重力势能是E=mgh。因此效率是η=UIt/mgh
(7)火力发电:它的能量转化情况是化学能转化为电能,利用的电能是w=UIt,提供的化学能是Q=mq。因此效率是η=UIt/mq
(8)太阳能发电:它的能量转化情况是太阳能能转化为电能,利用的电能是w=UIt,提供的太阳能w=辐射能量*面积*时间。因此效率是η=UIt/(辐射能量*面积*时间)
(9)远距离输电:因为在电路上会产生热损失,电路的输入功率是P1=UI,电路上消耗的功率是I2R,所以输出功率是UI-I2R,故效率η=(UI-I2R)/UI
综上所述,初中物理中经常碰到的“率”,要么就是物理量和时间的比值,要么就是两种能量的比值,尤其是要知道能量的转化情况。
参考文献
[1]刘淑敏.谈如何培养学生的提问能力[J].物理教师.
[2]张艳霞.谈提问能力的培养[J].沧州师范专科学校校报.
[3]杨九俊.教学组织策略与技术[M].教育科学出版社.