資源簡介 第1節 能量及其形式一.認識能量1.能量的定義:描述物體對外做功的本領,也稱為能。2.一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。二.不同形式的能量及利用1.機械能:機械能是動能與勢能的總和,這里的勢能分為重力勢能和彈性勢能。【運動中的物體都具有機械能】2.光能:以太陽光或其他光源發出的光具有的能量3.化學能:物質在發生化學變化積累或釋放出來的能量4.熱能:主要表現為溫度變化,運動劇烈,摩擦運動【氧化燃燒,摩擦運動,熱量傳遞】5.核能:核變化產生的能量6.潮汐能與風能:自然界的能量,類似于機械能7.聲能:雪崩,或者超聲波碎石8.電能:第2節 機械能一.動能1.動能的定義:物體由于運動而具有的能量叫做動能。一切做機械運動的物體都具有動能。飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等,都具有動能。2.動能大小的影響因素:3.實驗變量:(1)小球的初始高度:控制到達水平面的速度大小(2)不同質量的小球:(3)物塊移動的距離:表示小球動能大小4.實驗操作:(1)相同質量的小球從不同高度下落,探究速度對物體動能的影響(2)不同質量的小球從相同高度下落,探究質量對物體動能的影響5.實驗方法:控制變量法,轉化法6.實驗結論:物體的動能大小與質量有關,與速度有關二.勢能1.重力勢能:(1)定義:物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。(2)重力勢能的影響因素:(3)實驗變量:①小球的初始高度:控制到達水平面下落距離②不同質量的小球:③陷入沙坑的距離:表示小球重力勢能大小(4)實驗操作:①相同質量的小球從不同高度下落,探究下落高度對物體重力勢能的影響②不同質量的小球從相同高度下落,探究質量對物體重力勢能的影響③相同質量的小球從運動軌跡下落,探究下落運動軌跡對物體重力勢能的影響(5)實驗方法:控制變量法,轉化法(6)實驗結論:物體的重力勢能大小與質量有關,與下落高度有關,與運動路徑無關2.彈性勢能:(1)定義:物體由于發生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關。三.機械能與機械能守恒1.機械能:動能和勢能之和稱為機械能。2.機械能守恒:物體的動能和勢能可以相互轉化,而且在轉化過程中,如果只有動能和勢能的相互轉化,機械能的總量就保持不變,即機械能守恒。3.機械能守恒的幾種類型(1)彈簧:在下落過程中,小球未接觸彈簧之前機械能守恒,接觸彈簧后機械能減少,隨著壓縮程度增大,彈力增大,即出現下圖的:a.接觸點:之前小球機械能守恒,之后小球機械能減小,彈簧彈性勢能增大b.平衡點:彈力大小等于重力,之前是加速,之后減速,該點動能最大c.最低點:動能為零,重力勢能最小,彈簧彈性勢能最大(2)蹦極a.接觸點:之前人機械能守恒,之后人機械能減小,彈簧彈性勢能增大b.平衡點:彈力大小等于重力,之前是加速,之后減速,該點動能最大c.最低點:動能為零,重力勢能最小,彈簧彈性勢能最大(3)滾擺:重力勢能與動能之間轉化(4)單擺ac兩點是最高點,動能為零重力勢能最大b.點是最低點,重力勢能最小,動能最大單擺整個過程中沒有首例平衡的點斜面重力勢能與動能轉化機械能守恒第3節 能量轉化的量度一.功1.定義:物體受到力的作用,并且在這個力的方向上通過一段距離,我們就說這個力對物體做了功。2.做功的兩個必要因素:(1)作用在物體上的力;(2)物體在力的方向上通過一段距離。3.力對物體不做功的三種情況①有距離無力:物體沒有受到力的作用,但由于慣性通過一段距離;②有力無距離:有力作用在物體上,但物體沒動,即物體沒有通過一段距離;③力與運動距離垂直:物體受到了力的作用,也通過了一段距離,但通過的距離與力的方向垂直。二.功與功率的計算1.功(1)定義:力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。(2)計算公式為W=Fs , W表示功,F表示力,S表示沿力方向的距離(3)單位:在國際單位制中,力的單位是牛( N ),距離的單位是米( m),功的單位是牛.米(N. m ),在國際單位制中,用專門的名稱“焦耳”來表示,簡稱為焦,符號是J。1焦=1牛.米。(4)做功的實質:能量轉化的量度2.功率(1)定義:單位時間內做功的多少(2)意義:表示物體做功快慢的物理量(3)計算公式為P=W/t P表示功率,W表示功,t表示做功時間推導可得:P=FV F表示力,V表示沿力方向的運動速度(4)功率的單位:在國際單位制中,功率的單位是瓦特,簡稱瓦,符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦,1兆瓦=106瓦。第4節 簡單機械一.杠桿1.杠桿的定義:在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。2.杠桿的五要素:(1)支點:杠桿繞著轉動的固定點。(用0表示)(2)動力:使杠桿轉動的力。(用F1表示)(3)阻力:阻礙杠桿轉動的力。(用F2表示)(4)動力臂:從支點到動力作用線的距離。(用L1表示)(5)阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。(用L2表示)【杠桿的受力分析圖】二.研究杠桿的平衡條件1.杠桿平衡是指:杠桿靜止或勻速轉動。2.實驗前:應調節杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是:可以方便的從杠桿上量出力臂。3.結論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是: 動力×動力臂=阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成:F1 / F2=l2 / l14.解決杠桿平衡時動力最小問題:此類問題中阻力×阻力臂為一定值,要使動力最小,必須使動力臂最大,要使動力臂最大需要做到①在杠桿上找一點,使這點到支點的距離最遠②動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。由杠桿平衡原理進行杠桿分類一.三、杠桿的分類及受力分析1.基礎杠桿:力在支點同側:力指向杠桿兩側力在支點兩側:力指向杠桿同側2.有質杠桿:杠桿自身的質量作為阻力影響,受力分析時以一端為支點,分析另一端的力。3.多杠桿:在進行受力分析時發現一個杠桿的力在另一個杠桿有著相反的作用效果時,即為多個杠桿結合使用4.多力臂:對于同一個杠桿,有著多個力共同作用得到一個平衡的效果,或原已平衡的杠桿動態分析5.結合類杠桿:杠桿結合浮力進行受力分析,杠桿與壓力壓強結合,按照杠桿平衡原理和基礎受力分析一起結合解題四、滑輪1.滑輪的定義:滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子。2.滑輪的實質:類似于一個變形的杠桿,受力可根據杠桿平衡原理分析。2.滑輪的分類:(1)定滑輪:軸固定不動①特點:類似于一個等臂杠桿,不省力,不費距離,可改變力的方向②應用:旗桿頂部滑輪,用來改變力的方向的裝置動滑輪:軸隨著物理一起運動①特點:類似于一個省力杠桿,動力臂為阻力臂的二倍,省一半的力,費二倍距離②應用:各種省力裝置的滑輪【注意】對于滑輪的受力分析最好使用受力平衡,一直動滑輪定滑輪有時會影響判斷并非不動的一定是定滑輪,如人在船上通過滑輪拉船五.滑輪組1.滑輪組的定義:由若干個定滑輪和若干個動滑輪組合成滑輪組;同時具備定滑輪和動滑輪的特點。2.依據受力平衡可得:使用滑輪組時,重物和動滑輪的總重由幾股繩子承擔,提起重物所用的力就是總重的幾分之一;即F=1/n (G物+G動) 。3.特點:既能改變力的大小,又能改變力的方向4.如有n股繩與下端滑輪連接則(nF=G物+G動)繩端移動速度為滑輪移動速度的n倍5.橫向的滑輪依據受力平衡進行分析,運動的速度大小可依據滑輪組分析六.機械效率1.相關物理量的意義:(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功,用w有用表示。(2)額外功:利用機械時,人們不得不額外做的功,用W額外表示。(3)總功:人的拉力(動力)對動滑輪(機械)所做的功,用W總表示,W總=W有用+W額外2.機械效率:(1)定義:有用功跟總功的比值,公式η=×100%(2)增大效率的方法:①有用功不變,減小無用功②無用功不變,增大有用功③減小無用功,增大有用功3.滑輪組的機械效率:η=Gh/FS = G物/(G物+G動)七.斜面1.斜面定義:與水平面成傾斜的光滑平面,稱為斜面2.斜面本質:增大了做功的距離,從而起到了省力的作用3.假設光滑無摩擦的斜面:(W總=FS=Gh)(1)斜面長是斜面高的幾倍,推力就是物重的幾分之幾。(2)要使物體升高相同的高度,斜面越長越省力。4.有摩擦力的斜面(機械能守恒):(W總 = FS = Gh + fL )5.常見的斜面:盤山公路,螺絲的螺紋,傾斜的軌道第5節 物體的內能一.內能1.內能的定義:分子的動能和勢能的總和。2.內能大小的影響因素:(1)分子動能:分子永不停息地做無規則運動,同一切運動著的物體一樣,運動著的分子也具有動能。【影響分子動能的因素】溫度升高 分子運動劇烈程度增加 內能增加溫度溫度降低 分子運動劇烈程度減弱 內能減少(2)分子勢能:由于分子之間存在相互作用力,因此分子之間也具有勢能。【影響分子勢能的因素】體積增加 分子勢能增加 內能增加體積體積減少 分子勢能減少 內能減少(3)分子數目:溫度體積相同,物體內的分子數越多,內能就越大3.改變物體內能大小的方法:二.熱量的計算1.熱量定義:物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少叫做熱量2.比熱容的定義:單位質量的某種物質,溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容,比熱容用符號℃表示,單位為焦/(千克. ℃),讀作焦每千克攝氏度。3.熱量的計算公式:Q=cm△t ,其中C表示比熱容,m表示質量,△t 表示溫度變化量4.燃料的熱值:(1)定義:單位質量或體積的某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。(2)單位:焦/千克,或者焦/立方米5.燃料完全燃燒放出熱量的計算公式(一般是總功): Q放=mq三.溫度,內能和熱量的關系比較溫度 熱量 內能概念不同 宏觀上:表示物體的冷熱程度微觀上:反映物體中大量分子 在熱傳遞過程中, 傳遞熱量的無規則運動的劇烈程度多少 物體內所有分子無規則運動的動能與勢能的總和量的性質 狀態量 過程量 狀態量表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改變”“增加”“減少”單位 攝氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)聯系 溫度的變化,可以改變一個物體的內能,,傳遞熱量的多少可以量度物體內能改變的多少。物體吸收或放出熱量,它的內能將發生改變,但它的溫度不一定改變。如冰融化時要吸收熱量,內能增加,但溫度卻保持在0℃不變。同樣,物體放出熱量時,溫度也不一定降低三.熱機1.定義:把內能轉化為機械能的機械2.常見的內燃機種類:(1)蒸汽機(2)噴氣式發動機四.內燃機1.定義:燃料在機器汽缸內燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內燃機。2.常見的內燃機:汽油機和柴油機3.汽油機工作原理:氣缸吸入汽油和空氣的混合物,經火花塞點火將內能轉化為機械能,推動著活塞運動。4.柴油機工作原理:氣缸吸入柴油,經噴油嘴把柴油噴進高溫的氣缸點燃,將內能轉化為機械能,推動著活塞運動。內燃機的工作:對于內燃機的活塞上下運動我們把內燃機的工作分為四個沖程,作為一個工作循環,轉兩圈,做一次功,只有做功沖程是對外做功,其他沖程都是靠慣性完成內燃機的工作(以汽油機的圖示為例)吸氣沖程---進氣門打開,排氣門關閉,活塞向下,將空氣吸入氣缸(汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物)壓縮沖程---進氣門關閉,排氣門關閉,活塞向上,壓縮氣缸里的氣體(將機械能轉化為內能)做功沖程---進氣門關閉,排氣門關閉,活塞向下,氣缸里燃料燃燒(將內能轉化為機械能,汽油機需要火花塞點火,柴油機壓燃)排氣沖程---進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上,將氣缸里的氣體排出7.汽油機與柴油機的區別:(1)缸內吸入的氣體: 汽油機吸入的是空氣與汽油的混合氣體,柴油機吸入的是空氣(2)點火方式: 汽油機在壓縮沖程結束通過火花塞電子打火點燃,柴油機是壓縮沖程結束通過噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃(3)結構上: 汽油機的火花塞,柴油機有噴油嘴。(4)效率上: 柴油機的效率高于汽油機(5)體積上: 柴油機更大,功率也相對大些。第6節 電能一.電功1.定義:電流通過某段電路所做的功叫電功。2.實質:電流做功的過程,實際就是電能轉化為其他形式的能(消耗電能)的過程;電流做多少功,就有多少電能轉化為其他形式的能,就消耗了多少電能。電流做功的形式:電流通過各種用電器使其轉動、發熱、發光、發聲等都是電流做功的表現。3.規定:電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時間的乘積。4.單位:國際單位是焦耳(J)常用單位:度(kwh) 1度=1千瓦時=1kwh=3.6×106J5.測量電功:⑴電能表:是測量用戶用電器在某一段時間內所做電功(某一段時間內消耗電能)的儀器。⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣,分別表示:電電能表額定電壓220V;允許通過的最大電流是5A;每消耗一度電電能表轉盤轉3000轉。⑶讀數:A、測量較大電功時用刻度盤讀數。 ①最后一位有紅色標記的數字表示小數點后一位。②電能表前后兩次讀數之差,就是這段時間內用電的度數。二.電功率的計算1.定義:電流在單位時間內所做的功。2.物理意義:表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小。 3.電功率計算公式:P=UI=W/t(適用于所有電路) 對于純電阻電路可推導出:P=I2R=U2/R ①串聯電路中常用公式:P=I2R P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn ②并聯電路中常用公式:P=U2/R P1:P2=R2:R1 ③無論用電器串聯或并聯。計算總功率 常用公式P=P1+P2+…Pn4.單位:國際單位 瓦特(W) 常用單位:千瓦(kw)5.額定功率和實際功率:⑴額定電壓:用電器正常工作時的電壓。額定功率:用電器在額定電壓下的功率。P額=U額I額=U2額/R某燈泡上標有“PZ22OV-25”字樣分別表示:普通照明,額定電壓220V,額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發光”可知:該燈額定電壓為220V,額定功率25W,額定電流I=P/U=0.11A 燈絲阻值R=U額2/P=2936Ω。⑵當U實=U額時,P實=P額 用電器正常工作(燈正常發光)當U實<U額 時,P實<P額 用電器不能正常工作(燈光暗淡),有時會損壞用電器6.家庭電路電功率的計算使用公式P=W/t ,如電能表使用消耗電能多少千瓦時,可根據1千瓦時是功率為一千瓦的用電器工作一小時消耗的電能,可根據比例計算用電器電功率。三.焦耳定律及電熱1.焦耳定律: (1)1841年,英國物理學家焦耳發現載流導體中產生的熱量Q(稱為焦耳熱)與電流I 的平方、導體的電阻R、通電時間t成正比,這個規律叫焦耳定律。焦耳定律是一個實驗定律。它的適用范圍很廣,純電阻電路、非純電阻電路在計算電熱時都用到它。(2)熱功率:單位時間內導體的發熱功率叫做熱功率.熱功率等于通電導體中電流I的二次方與導體電阻R的乘積.(3)電功率與熱功率:對純電阻電路,電功率等于熱功率即: P=I*U=I2R=U2/R此時,可得U=IR,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對非純電阻電路,電功率等于熱功率與轉化為除熱能外其他形式的功率之和.2.電熱(1)電熱:由于導體的電阻,使電流通過導體時消耗的電能中轉化為內能的那一部分能量叫電熱。(2)內容:電流通過導體時產生的熱量等于電流的平方、導體的電阻和通電時間的乘積。(3)公式:Q=I2Rt.(4)適用對象:凡是要計算電熱,都應首選Q=I2Rt,可求任何電路中電流I通過電阻R時所產生的熱量。3.熱功率的意義及計算(1)熱功率:單位時間內發熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉化為內能的功率,即:P=Q/t=I2R(2)熱功率計算:當電路不是純電阻電路時,電功用W=UIt來計算,電熱Q只能用Q=I2Rt進行計算,電功率用P=IU計算,熱功率只能用P熱=I2R計算。4.電熱的檔位問題:如圖所示R1>R2根據P=U2/R可得出高溫檔:R2單獨工作中溫檔:R1單獨工作低溫檔:R1,R2同時工作如圖所示R1>R2根據P=U2/R可得出高溫檔:R1,R2同時工作中溫檔:R2單獨工作低溫檔:R1單獨工作第7節 核能一.裂變和聚變1.核能:原子核是可以轉變的。原子核在轉變過程中所釋放出的能量,核能是從原子核內部釋放出來的,它比物質在化學反應中釋放出的化學能要大得多。2.原子核的的裂變和聚變是獲得核能的兩條途經.(1)核裂變:是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核并且釋放出巨大能量的現象。例如,用中子轟擊鈾-235原子核,可以使鈾核裂變變為氦核和鋇核,同時向外釋放能量,并產生2-3個新的中子。如果產生的中子繼續轟擊著其他鈾核,引起鈾核裂變,就會導致越來越多的鈾核不斷的發生裂變,放出越來越多的能量。這種連鎖式的鈾裂變反應稱為鏈式反應。原子的核裂變的鏈式反應不加以控制,在短時間內形成雪崩式的裂變反應,就會放出巨大能量而產生猛烈的核爆炸,原子彈就是運用這個原理制造的。(2)核聚變:是2個質量較小的原子核結合成質量較大的新原子核結合成質量較大的新原子核,同時釋放出能量的現象。例如,氚核(核內有一個質子、一個中子的氫核)和氚核(核內有一個質子、兩個中子的氫核)在高溫下聚合成氦核,并向外放出能量,在消耗質量相同的核材料時,核聚變比核裂變釋放更多的核能。核聚變需要極高的溫度,所以也叫做熱核反應。熱核反應一旦發生,就不再需要外界給它能量,依靠自身產生的熱就會使核反應繼續下去。氫彈就是根據核聚變的原理制造的,它的威力比原子彈大得多。二.核能的和平利用----核電站(1)核電站:如果能夠按需求控制鏈式反應的速度,使原子核的裂變反應持續而緩慢地進行,核能有控制地平穩釋放,這樣的核能就可以為人類和平建設服務。可控制地進行核反應的裝置稱為核反應堆。核電站就是利用核反應堆提供的能量,使水變成水蒸氣,再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電的。(2)太陽:太陽巨大能量就是內部核聚變產生的。在太陽的內部,氫原子核在超高溫下發生核聚變,釋放出巨大的核能。這些能量再從太陽核心向外擴散到太陽表面,然后,大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去,其中有一部分到達地球表面。人們雖然能夠控制核裂變的速度,但還是沒有找到實用的控制核聚變反應的方式,所以,直到現在人類還不能和平利用核聚變的能量。放射性1.放射性:早在100多年前,科學家貝克勒爾、居里夫人等發現鈾、釷、鐳等元素能夠自發的放出穿透力很強的射線。居里夫人把元素具有這種輻射能力叫做放射性。進一步研究發現,許多天然存在的元素也具有放射性。2.原子的裂變也會產生一些放射性物質。放射性物質放出的射線到底是什么?α射線:是帶正電的高速運動的氦原子核流β射線:是帶負電的高速運動的電子流。γ射線:是能量很高的電磁波。α射線穿透能力最弱,β射線穿透能力較強,γ射線穿透能力最強能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。放射性現象在工業、農業、醫療領域都有廣泛應用。工業上利用放射性來測量物體厚度。農業上利用放射性照射種子,使種子變異,培育新的優良品種;利用放射性還可以殺菌。醫療上利用γ射線治療癌癥。第8節 能量的轉化與守恒一.能量的相互轉化1.能量有機械能、內能、化學能、電能、核能等多種形式,各種形式的能量不是孤立的,而是相互聯系的。2.能量可以在兩個物體之間轉移,能量形式也可以轉化(1)太陽能的轉化:能量轉化的現象在我們周圍經常發生。太陽光照射到綠色植物的葉片上,葉片通過光合作用把水和二氧化碳合成為淀粉等有機物質,將電磁能(光能)轉變為化學能儲存在植物里;太陽光照射到大氣中使大氣產生對流,將電磁能轉變為空氣的動能;太陽光照射到太陽能熱水器上,使水的的溫度升高,將電磁能轉變為水的內能;太陽光照射到電池板上,將電磁能轉化為電能。(2)人體能量的來源及轉化:人的生命活動和人體完成的各種動作,都需要能量。所有這些能量都來自于食物。人吃進各種食物,食物消化后被吸收的營養物質從血液輸送到人體各處,食物的化學能轉化為人體的內能、電能、機械能等。我們每天都在使用電能,電能由發電廠提供。在火力發電廠中,燃燒煤或者天然氣來加熱水,水沸騰后產生的驅動渦輪機轉動,渦輪機帶動發電機,發電機發出的電通過輸電線傳輸到各地的用戶,對于燃煤發電廠,電能是由化學能經過一系列能量轉化后得到的。大量事實表面,自然界中各種形式的能量都不是孤立的,不同形式的能量之間會發生相互轉化,能量也會在不同的物體間相互轉移。各種形式的能量之間的轉化是非常普遍的現象,自然界中的物質運動形式的變化總伴隨著能量的相互轉化。平常我們所說的“消耗能量”、“利用能量”或者“獲得能量”,實質上就是能量相互轉化或轉移的過程。二.能量的轉化與守恒定律1.能量轉化和守恒定律:大量事實告訴我們,在能量的形式發生相互轉化的過程中,某種形式的能量減少了多少,另一種形式的能量一定會相應的增加多少。同樣。某種形式的能量增加了多少,另一種形式的能量就相應的減少了多少,而能的總量保持不變。也就是說:能量既不會消滅,也不會創生,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中,能的總量保持不變。2.能量轉化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律只有。無論是機械運動,還是生命運動;無論是宇宙天體還是微觀粒子,都遵循這個定律。3.永動機的構想三.能量的轉移和轉化的方向性1.“永動機”不可能成功的事實告訴我們,違反能量的轉化和守恒定律的事件是不可能發生的。那么,遵循能量的轉化和守恒定律的事件是否一定會發生呢?2.大量的現象都表面,能量的轉化和轉移是有一定的方向性的。我們是在能量的轉移或轉化的過程中利用能量的。浙教版科學九年級上冊第三章《能量的轉化與守恒》知識提綱 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫