吳學(xué)利
功率和效率是兩個(gè)重要的物理概念,由于概念名稱(chēng)相近,同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中不認(rèn)真辨析很容易混淆,今天我們就針對(duì)這兩個(gè)物理概念進(jìn)行有效地辨析,幫助同學(xué)們快速掌握這兩個(gè)概念,
功率、效率有何不同
要想了解功率和效率這兩個(gè)概念的不同,我們就需要從概念的定義、單位、物理意義和計(jì)算公式進(jìn)行對(duì)比分析.
1.定義不同
在物理學(xué)中,功與做功所用時(shí)間之比叫作功率,用字母P表示;在物理學(xué)中,將有用功跟總功的比值叫作機(jī)械效率,用字母η表示.
2.單位不同
功率的單位由功的單位和時(shí)間的單位組合而成.在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳,時(shí)間的單位是秒,則功率的單位是焦耳每秒,它有個(gè)專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)叫作瓦特,簡(jiǎn)稱(chēng)瓦,符號(hào)是W.工程技術(shù)上還常用千瓦(kW)作為功率的單位.1 kW=103W.機(jī)械效率是有用功與總功的比值,用百分?jǐn)?shù)表示,沒(méi)有單位.
3.物理意義不同
功率是表示做功快慢的物理量,在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功.數(shù)值越大表示做功越快,機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的指標(biāo)之一,機(jī)械效率的值越大.有用功占總功的比例就越大.相對(duì)的性能就越好,但使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功,有用功總是小于總功,所以機(jī)械效率總是小于1的.
4.計(jì)算公式不同
如果用W表示某個(gè)力做的功,t表示做這些功所用的時(shí)間.P表示這個(gè)力做功的功率,則功的表達(dá)式為P=W/t.如果用W有表示有用功,W總表示總功,用字母η表示機(jī)械效率,則機(jī)械效率的表達(dá)式為η= W有/W總.
綜上所述,功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念,功率的大小與機(jī)械效率的大小無(wú)關(guān),功率的大小與所做功和對(duì)應(yīng)的時(shí)間有關(guān),而機(jī)械效率的大小則與機(jī)械所做的有用功占總功的比例有關(guān).
倒1 下列有關(guān)功率和機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是( ).
A.物體做功越多,則功率越大
B.物體做功時(shí)間越短,則功率越大
C.機(jī)械效率越高的機(jī)械越省力
D.機(jī)械效率高的機(jī)械做功的功率不一定大
解析:功率和做功多少及時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān),在時(shí)間不確定的情況下,物體做功多,功率不一定大,故A錯(cuò)誤;功率和做功多少及時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān),在做功多少不確定的情況下,物體做功時(shí)間短,功率不一定大,故B錯(cuò)誤;機(jī)械的省力情況與機(jī)械效率沒(méi)有關(guān)系,故C錯(cuò)誤;有用功與總功的比值叫機(jī)械效率,機(jī)械效率與功率無(wú)關(guān),機(jī)械效率高的機(jī)械做功的功率不一定大.故D正確。
答案:D
倒2如圖1所示.在相同時(shí)間內(nèi).用大小相同的拉力F把等質(zhì)量的甲、乙兩物體沿斜面AB、AC從底端拉到斜面頂端,F(xiàn)故功的功率分別為P甲、P乙,機(jī)械效率分別為η甲、η乙,下列分析正確的是( ).
A. P甲>P乙,η甲<η乙
B.P甲
C.P甲
η乙
D. P甲>P乙,η甲>η乙
解析:已知AB>AC,拉力相同,由W=Fs可知,W甲>W乙;根據(jù)P=W/t可知,由于W甲>W乙,時(shí)間相同,所以P甲>P乙.已知物體重不變,斜面的高度不變,故由W=Gh可知,將質(zhì)量相等的物體分別沿斜面AB、AC拉到頂點(diǎn)所做的有用功相同,即W甲有=W乙有;因?yàn)閃甲>W乙,由η=W有/W總 可得,η甲<η乙,
答案:A
功率、效率的相關(guān)計(jì)算
功率與效率的知識(shí).在考試中考查計(jì)算較多.下面我們就一起梳理一下相關(guān)的計(jì)算公式.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)物理人教版2020年8期