题目

小明学过机械效率知识后，想对竖直上下的电梯效率进行研究．他和探究小组成员来到某办公大楼，了解到每层大楼高3m，电梯有关参数如表所示．他又查阅资料得知：电梯所载质量最大时消耗的电功率就是电梯的额定功率． 电动机额定功率（kW） 20 限载质量（kg） 600 额定电压（V） 380 （1）为了测定电梯在额定功率下的效率，电梯所载人或物体的质量应满足什么要求？ （2） 电梯在额定功率下匀速上升，小明测得从三楼到九楼所用的时间为9s，由此求得电梯的效率为多少？（g=10N/kg）

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

（1）由题知，电梯所载质量最大时消耗的电功率就是电梯的额定功率，根据电梯有关参数知道电梯的限载质量为600kg，所以电梯所载人或物体的质量应为600kg； （2）由题知，P=P额=20kW=20000W， 电梯从三楼提升到九楼，消耗的电能： W电=Pt=20000W×9s=1.8×105J， 此时电梯所载人或物体的质量： m=600kg， 电梯所载人或物体受到的重力： G=mg=600kg×10N/kg=6000N， 电梯从三楼到九楼上升的高度： h=3m×6=18m， 电梯从三楼提升到九楼做的有用功（有用能量） W有用=Gh=6000N×18m=1.08×105J， 电梯的效率： η= W有用 W电 = 1.08×105J 1.8×105J =60%． 答：（1）电梯所载人或物体的质量为600kg； （2）电梯的效率为60%．

考点梳理

初中二年级物理试题“小明学过机械效率知识后，想对竖直上下的电梯效率进行研究．他和探”旨在考查同学们对 功的计算、 能量转化效率、 电功或电能的计算、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

• 功的计算
• 能量转化效率
• 电功或电能的计算

考点名称：功的计算

功的定义：“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。

以下三种情况下力对物体不做功：

(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。

(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。

(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。

功的计算公式：

在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。

国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

公式计算时常考注意点：

(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

功的工作原理：

使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。

考点名称：能量转化效率

能量转换效率：

使用能源的过程实际上就是能量转移或转化的过程，能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量，例如，煤燃烧后放出热量，可以用来烧水、做饭、取暖;也可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，或者推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下，能源不可能全部转化为人们需要得到的能量，所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值，计算公式为效率=输出有用能量/输入的总能量。

能量转换效率计算公式：

能量转换效率的作用及意义

自然系统中存在的能量形式主要为：热能、机械、电能、内能、光能、化学能、声能、电磁能、原子能、生物能等，它们主要是通过一些设备进行从热能到机悈能的转变。

生态系统中能量在食物链的各个营养级之间，不断地流动和转化过程中，某一营养级的生物摄取的能量或同化量，占前一营养级生物换算或能量的生物量百分率。1942年由林德曼提出，他认为从一个营养级到另一个营养级的能量转换率为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，即每通过一个营养级，能量减少90%。如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏，也就是说能量转换的效率对于生态的作用也不容忽视。