题目

太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置，小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面l0m高的屋顶上．现需要将初温为10℃的100kg的水，加热到60Ω，则： （1）把这些水从地面输送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？ （2）这些水要从太阳那里吸收多少热量？ （3）遇到阴雨天，就要改用热水中的电辅助设备加热（加热功率为1500W），加热这些水需要多长时间？［g＝l 0N/kg，C水＝4.2×103 J/（kg·℃）］ （4）实际使用电辅助设备加热时，需要的时间总是要比上述计算出的时间长一些，请你分析其中的原因有那些。（至少写出两方面的原因）。

题型：计算题难度：中档来源：期末题

所属题型：计算题 试题难度系数：中档

答案

解：（1）根据重力的计算公式G=mg=100kg×10N/g=1.0×103N       根据功的计算公式W=FS得：W=Gh=1000N×10m=1.0×104J  （2）根据热量的计算公式Q=Cm△t得： Q吸=C水m水（t末-t初）=4. 2×103J/ （kg·℃）×100kg×（60一10）℃=2.1×107J                                                                   （3）根据题意有Q吸＝W =2. 1×107J         根据电功的计算公式W=Pt得：t=W/P=2. 1×107J /1500W=1.4×104s=3.88h                                                                 （4）如：电加热设备的实际功率可能小于1500瓦；       电加热时，因为散热的因素，有能量损失。

考点梳理

初中三年级物理试题“太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置，小新同学家有一台”旨在考查同学们对 功的计算、 热量的计算、 电功或电能的计算、 电功率，额定功率、 ……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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• 功的计算
• 热量的计算
• 电功或电能的计算
• 电功率，额定功率

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：热量的计算

热量的概念：

热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。

热量的计算公式：

①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J)，

Q=c·m·Δt.

Q吸=c·m·(t-t0)

Q放=c·m·(t0-t)

(t0是初温;t是末温)

其中C是与这个过程相关的比热(容).

热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。

注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。

△T=(t1-t0)

②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq　气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。