在八年级的物理学习中,机械效率是一个重要的知识点。它涉及到能量转换和利用效率的问题,是培养学生科学思维和实际应用能力的重要内容之一。下面,我们通过一些精选的练习题来帮助大家更好地理解和掌握这一概念。
练习题一:基础计算
题目:一台起重机将重为5000牛顿的货物提升到高度为10米的地方,所用时间为20秒。如果起重机消耗的电能为1000焦耳,请计算该起重机的机械效率。
解析:
机械效率是指有用功与总功的比值,公式为:
\[ \eta = \frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}} \times 100\% \]
- 有用功: \( W_{\text{有用}} = F \cdot h = 5000 \, \text{N} \times 10 \, \text{m} = 50000 \, \text{J} \)
- 总功: \( W_{\text{总}} = 1000 \, \text{J} \)
代入公式:
\[ \eta = \frac{50000}{1000} \times 100\% = 5000\% \]
答案:起重机的机械效率为5000%。
练习题二:综合分析
题目:某机械装置在工作时,输入功率为100瓦特,输出功率为80瓦特。请计算该装置的机械效率,并解释其意义。
解析:
机械效率也可以通过功率的形式表示:
\[ \eta = \frac{P_{\text{输出}}}{P_{\text{输入}}} \times 100\% \]
- 输入功率: \( P_{\text{输入}} = 100 \, \text{W} \)
- 输出功率: \( P_{\text{输出}} = 80 \, \text{W} \)
代入公式:
\[ \eta = \frac{80}{100} \times 100\% = 80\% \]
答案:该装置的机械效率为80%,说明该装置能够将80%的输入能量转化为有用的输出能量,而剩余的20%可能以热能或其他形式损失掉了。
练习题三:实际问题
题目:一辆汽车发动机的额定功率为120千瓦,当汽车以恒定速度行驶时,克服阻力所做的功为96千瓦。求此时汽车发动机的机械效率。
解析:
根据机械效率的定义:
\[ \eta = \frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}} \times 100\% \]
- 有用功: \( W_{\text{有用}} = 96 \, \text{kW} \times t \)
- 总功: \( W_{\text{总}} = 120 \, \text{kW} \times t \)
由于时间 \( t \) 相同,可以简化为:
\[ \eta = \frac{96}{120} \times 100\% = 80\% \]
答案:汽车发动机的机械效率为80%。
通过以上练习题,我们可以看到机械效率的计算并不复杂,但需要仔细分析问题中的已知条件。希望大家通过这些练习题,能够更加深入地理解机械效率的概念及其实际意义。继续加油!