資源簡介

第三章能量的轉化和守恒知識點
第一節
能量及其形式
1、
能量的形式
1、做機械運動的物體具有機械能
2、聲音也具有能量，稱為聲能
3、電也具有能量，稱為電能。發電機、電池等電源可以提供電能。
4、食物和燃料（有機物）中儲存著化學能。動物通過呼吸作用，燃料通過燃燒，可以把其中的化學能進行釋放，然后轉化、利用。
5、
電磁輻射也具有能量，叫做電磁能。電磁能以電磁波的形式存在?？梢姽?、紅外線、紫外線、微波、和X射線都是電磁能的表現形式。
6、
原子核發生變化時，會釋放核能。
第二節
機械能
1、物體由于運動而具有的能量叫做動能。流水、風具有動能。
2、小鋼球撞木塊實驗結論：質量相同的物體，運動速度越大，它的動能越大
速度相同的物體，質量越大，它的動能越大。
3、應用：①為什么對機動車的行駛要限速？汽車的速度越大，動能越大，事故時破壞性大.所以要對車輛加以限速。
②為什么在同樣道路上，不同的車型的限速不一樣？
因為汽車質量越大，動能也越大，所以大型客車的限制速度比小型客車小。
4、物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。
5、彈性勢能：物體由于發生彈性形變而具有的能量。
6、①
機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能；即：動能、勢能統稱為機械能。
②
物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。
③
動能是物體運動時具有的能量。
④
勢能是存儲著的能量。
7、
機械能守恒：物體的勢能和動能是可以相互轉化的，如果沒有摩擦等阻力，那么在勢能和動能相互轉化的過程中，機械能的總和保持不變，機械能是守恒的。
機械能
=
動能
+
勢能
8、單擺和滾擺在擺動的過程中，要克服空氣摩擦阻力做功，機械能越來越小，導致上升的高度越來越低。機械能轉化為熱能。如果沒有摩擦阻力，每次都能上升到同樣的高度，永遠運動下去，機械能的總量保持不變。
9、動能和勢能相互轉化的應用
（1）撐桿跳高運動員在起跳前進行一段助跑，獲得了大量的__動能__，起跳后，她的身體不斷上升，撐桿劇烈彎曲，動能轉化為運動員的重力勢能
和撐桿的_彈性勢能__。當上升到一定高度時，動能減小到最小值。此后撐桿的彈性勢能_將逐漸轉化為運動員重力勢能，從而使運動員繼續上升。當運動員越過橫桿下落的過程中，他的重力勢能又被轉化為_動能
（2）
實驗現象：運動的小球壓縮彈簧后，彈簧又把小球彈出
①甲圖，小球接觸彈簧，彈簧開始被壓縮，隨彈簧的縮短，彈簧的彈性勢能?增加??，小球的速度減小，小球的動能?減小?,
能量轉化情況?動能轉化為彈性勢能
。
②小球到達乙圖位置時，彈簧形變最大，
??彈性勢能?最大，小球的速度
最小，小球動能為??最小?。
③彈簧開始彈出小球，到達丙圖位置的過程中時，小球速度增大，小球的動能增大，彈簧彈性勢能
減小
。
能量轉化情況：彈性勢能轉化為動能?。
實驗結論：動能和彈性勢能可以相互轉化。
第3節
能量轉化的量度
一、功的含義：物體在力的作用下，并且在這個力的方向通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功
1、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的距離。這兩個因素缺一不可。
2、力對物體不做功的情形
①不勞無功：物體沒有受到力的作用，如冰球由于慣性在冰面上通過一段距離；
②勞而無功：物體受到了力，但沒有移動距離；如推車而不動
③張冠李戴：物體受到了力，同時物體也移動了距離，但力的方向始終跟運動方向垂直；如手提水桶水平移動
二、功的計算
1、功等于力和物體在力的方向上通過的距離的乘積。
2、功的公式：功=力×距離
W=F·S
（注意S是指在
F的方向上移動的距離）
3、功的單位：焦耳（焦）
1焦耳=1牛頓·米（意義：1牛的力使物體在力的方向上，通過1米的距離時所做的功為1焦。）
4、當豎直方向上克服重力做功時，為了簡便，我
們可以直接寫作W=Gh
三、功和能的關系
1、能：物體具有做功的本領，就說物體具有能(單位：焦耳)
2、做功的過程實質上就是能量轉化的過程
3、功用來量度能量轉化的多少
四、做功的效率-----功率
1、意義：反應做功塊慢。功率越大做功越快，能量轉化越快。
2、定義：單位時間內完成的功叫功率。
3、影響功率大小的因素：
①物體做功的大小
②物體做功所用去的時間
做相同的功，時間越短，功率越大。在相同時間內，做功越多，功率越大。功率越大，
做功越快，能量轉化越快。
4、符號：P
5、公式：功率=功/時間
P=W/t
W：表示做功的多少
P：表示做功的快慢
6、單位：瓦
1瓦=1焦/秒
常用單位：1千瓦=1000瓦
1兆瓦=1000000瓦
7、電風扇的功率是80瓦表示的意思：該風扇1秒鐘時間內做功80焦耳。
8、推導式：注意：F與v同方向
第四節
簡單機械
一、杠桿：
1、在力的作用下能夠繞固定點轉動的硬棒
2、杠桿5要素：支
點(o)：杠桿繞著轉動的點
動
力(F1)：促使杠桿轉動的力
阻
力(F2)：阻礙杠桿轉動的力
動力臂(L1)：從支點到動力作用線的垂直距離
阻力臂(L2)：從支點到
阻力作用線的垂直距離
3、杠桿的平衡：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，或作勻速轉動時，我們說杠桿平衡了。如水平靜止，傾斜靜止，豎直靜止，勻速轉動。
4、實驗探究：杠桿平衡的條件
（1）杠桿放到水平桌面上。
（2）實驗前杠桿不平衡時怎么辦？調節平衡螺母。左端低：平衡螺母右移。右端低：平衡螺母左移。
（3）杠桿兩端有兩只可調節的螺母，能起什么作用?
作用:調節杠桿自身的平衡
（4）平衡狀態為什么選在水平位置平衡？力臂與杠桿重合,可以直接讀出力臂.
（5）結論：F1
·
L1=F2
·
L2
杠桿類型
杠桿特點
杠桿優點
杠桿缺點
應用
省力杠桿
L1>L2F1省力
費距離
費力杠桿
L1F2(動力>阻力)
省距離
費力
等臂杠桿
L1=L2F1=F2(動力=阻力)
既不省力也不省距離
既不省力也不省距離
二、滑輪
滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子
（一）、定滑輪：軸固定不變的滑輪
（1）支點在軸心處，動力臂等于阻力臂
（2）定滑輪實際上就是等臂杠桿
（3）拉力大小始終等于重物的重力大小。F=G
（4）拉力的方向與重物移動的方向相反。
（5）使用定滑輪不省力，但可以改變施力的方向。移動的距離不變（自由端移動距離與重物移動距離相等）。。
（二）、動滑輪：軸隨重物一起移動的滑輪。
（1）支點在邊緣處，可以移動。
（2）動力臂為阻力臂的2倍（動力為阻力的二分之一）。
（3）實質是動力臂為阻力臂的2倍的杠桿。
（4）拉力的方向與重力的移動方向相同。
（5）使用動滑輪可以省力，但不能改變施力的方向。費距離（自由端是重物距離的2倍）。
（三）、滑輪組
三、
機械效率
1、有用功W有：對人們有用的功。
2、
額外功W額：人們不需要但又不
得不做的功。
3、
總功W總：有用功與額外功的總和。
4、機械效率的定義
：
有用功跟總功的比值。
公式：
╳100%
∴
　η　永遠小于1
5、
使用任何機械都不能省功．
四、斜面
1.使用斜面可以省力
2.斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之一。
W動力=FL
W斜面克服阻力=Gh
FL=Gh
F\G=h\L
3.
同一物體升高相同的高度，斜面越長越省力。
第5節
物體的內能
三、
內能
1、同一切運動著的物理一樣，運動著的分子也具有動能。物體溫度越高，分子運動的越快，他們具有的動能就越大。由于分子之間存在相互作用力，因此分子之間也具有勢能。物體內部所有分子熱運動的動能和勢能的總和，叫做物體的內能。
2、任何物體都有內能。
3、機械能和內能的區別和聯系
機械能
內能
不
同點
產生原因
機械運動
熱運動
含
義
機械能=動能+勢能
內能=分子動能+分子勢能
影響因素
質量、速度、高度、彈性形變大小
溫度、質量
相同點
都是一種能的形式，具有能的物體都能對外做功
聯系
機械能和內能可以相互轉化
4、改變內能的方法：做功和熱傳遞。這兩種方法對改變物體內能是等效。我們無法根據結果來判斷內能是通過哪種方法改變的。
5、熱傳遞對物體熱能的改變：高溫物體傳向低溫物體。
最終結果：使物體間溫度相等。
方法：熱輻射，熱對流，熱傳導。
6、做功對物體熱能的改變：物體對外做功，物體的內能減少
7、功可以用來量度內能改變的多少。外界對物體做了多少功，就有多少其他形式的能量轉化為物體的內能。反之，則是有多少內能轉化為其他形式的能量。
8、內能的單位和功、熱量的單位一樣都是焦耳。
二、比熱容
1、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。簡稱比熱。比熱容用符號c表示，它的單位是焦/（千克·℃），讀作焦每千克攝氏度。
2、水的比熱是4.2×103焦/（千克?℃）的含義是：1千克的水溫度升高或降低1℃，吸收或放出的熱量是4.2×103焦
3、熱量的計算公式Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
Q表示物體吸收的熱量，c表示物質的比熱容，m表示物體質量，t0表示物體加熱前的溫度，t表示物體加熱后的溫度。
2、
熱機
1、熱機有多種類型，蒸汽機，內燃機，燃氣輪機，噴氣發動機等都屬于熱機。熱機有個共同的特點：通過做功把內能轉化為機械能。
2、汽油機的工作原理
吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣進入氣缸。
壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，壓縮燃料混合物。
做功沖程：燃料燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，對外做功，把內能轉化為機械能。
排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，廢氣排出。
3、熱機效率：用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。
4、熱機的缺點：排出的廢氣含有SO2,NO2,CO2,CO等對人類有害的氣體，嚴重污染空氣。
三、燃料的熱值
1、定義：1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做燃料的熱值。
2、單位：焦/千克（J/kg）
3、汽油的熱值為：4.6×107J/kg。表達的意義是質量為1千克的汽油完全燃燒放出的熱量是4.6×107J
第6節
電能
1、
電能與電功
1、電能轉化為其他形式能量的過程就是電流做功的過程。（電功的實質）
2、電流所做的功叫做電功。用W表示。
3、電能、電功的單位與機械能的單位一樣，也是焦耳。（J）電能的單位還有：千瓦時（kW·h）俗稱“度”。1千瓦時
=
3.6×106
焦耳。
4、家里消耗的電能，用電能表來計量。電能表也叫電度表、千瓦時計。
(2)電能表計數及讀數
用電時，電能表的鋁質轉盤便轉動起來，計數器就將電路中所消耗的電能記錄下來。
某段時間電能表上先后兩次讀數之差，就是這段時間電路消耗的電能。
例10月31日
9月30日
10月份用電量：115.5
kWh
2、
電器的電功率
1、
電功率的物理意義：表示電流做功的快慢。
2、
電功率的定義：電流在單位時間內做的功。
3、
定義公式：P=W\t
P表示電功率
W表示電功
t表示時間
4、
電功率的單位：瓦(W)或千瓦（KW）
150W的意義：表示1秒內電流所做的功是150J。
5、
電器的額定電壓和額定功率
額定電壓：用電器正常工作時的電壓。
額定功率：用電器的額定電壓下的功率。
輸入功率：用電器消耗的總電功率。
6、電器的實際電壓和實際功率
實際電壓：電路所能提供給用電器的實際電壓。
實際功率：用電器在實際電壓下消耗的功率。
7、比較額定值與實際值的關系
（1）當U實=U額時，P實=P額用電器正常工作
（2）當U實（3）當U實>U額時，P實>P額用電器不能正常工作
注意事項：使用電器時要盡量使實際電壓達到額定電壓值。實際功率過大損壞電器；實際功率過小電器不能正常工作。
8、燈泡的電功率跟哪些因素有關
（1）小燈泡的電功率大小跟小燈泡兩端的電壓、通過小燈泡的電流有關。
（2）在電流相等的情況下，小燈泡兩端的電壓越高，小燈泡的電功率越大。
（3）在電壓相等的情況下，通過小燈泡的電流越高，小燈泡的電功率越大。
進一步實驗表明，用電器的電功率等于用電器兩端電壓與通過用電器電流的乘積。
三、電功率的計算
1、電功率計算公式：P=UI
P
表示電功率；U
表示電壓；I
表示電流。
U的單位為伏，I單位為安，則P
的單位為瓦。
1
瓦
=
1
伏·安
2、電功的計算公式：
P=W\t
W=Pt=UIt
電流在某段電路上做的功，等于這段電路兩端的電壓與通過這段電路的電流，以及通電時間的乘積。
1
焦＝
1
伏·安·秒
3、電功率計算公式變形：
P=UI變形為I=P\U
U=P\I
4、公式P
=
W/t
與
P
=
UI
有什么不同？
P
=
W/t
是功率的定義式，適用于一切功率的計算。而
P
=
UI
適用于計算電功率，也
可來測量用電器的電功率。
5、電功率計算公式推導：P=U2\R
P=I2R
3、
測定小燈泡的功率
1、實驗原理：測出小燈泡兩端的電壓和通過它的電流，根據電功率和電流、電壓的關系式P＝UI求得小燈泡的電功率。
2、實驗器材：小燈泡，燈座，電流表，電壓表，電源，滑動變阻器、開關，導線若干
了解有關實驗器材：
（1）
了解小燈泡的額定電壓，額定電流和電阻。小燈泡的額定電壓是2.5伏。
（2）
根據小燈泡的額定電壓，選擇合適的電源、
電源的電壓
必須大于小燈泡的額定電壓。電壓表的量程要略大于小燈泡的額定電壓。電流表的量程要略大于
小燈泡的額定電流?；瑒幼冏杵髟试S通過的最大電流
應該大于小燈泡的額定電流，最大電阻不要超過小燈泡電阻的1~
5倍。
實驗設計思考題：
（1）
實驗中要測量的量是
電流
和
電壓。
（2）
電壓表跟小燈泡應該并聯
連接，電流表跟小燈泡應該串聯連接。電壓表的量程接0-3伏，電流表的量程接
0-0.6
安。
（3）
滑動變阻器在本實驗中有什么作用？
本實驗中使用滑動變阻器是通過調節電阻，從而使小燈泡兩端的電壓達到一定的值。
電路連接時應注意的問題：
1、
電路連接時，開關應處于打開狀態。
2、
閉合開關前，滑動變阻器的滑片應處于阻值最大的位置。
3、
應選擇的電源電壓為大于小燈泡的額定電壓。
4、
電流表和電壓表的量程如何選擇？該怎樣連接？
電流表選
0~0.6安檔，串聯；電壓表
0~3伏，并聯
5、
合理擺放儀器，兩電表應并排放在容易觀察的正前方，滑動變阻器放在電表的右邊，正確連接線路。
(1)、連接后，閉合開關，發現電壓表有示數，電流表無示數，燈泡不發光，為什么？
電路故障（部分電路開路）（小燈泡的燈絲斷了）（小燈泡與燈座接觸不良）
(2)、連接完所有的導線，燈泡立即發光，且亮度很大，出現這種現象的原因是什么？
開關處于閉合狀態，滑動變阻器的滑片處于阻值較小的位置，或滑動變阻器的接法有錯誤（兩上接法）。
（3）連接后，發現不管怎么移動滑片，電壓表和電流表的示數都很?。?br/>1
電源電壓低。②滑動變阻器的接法有錯誤（兩下接法）
（4）判斷電路故障依據的電流表、電壓表示數情況
電路故障
電流表、電壓表示數情況
可能燈絲斷了
電流表示數為零，電壓表有示數
可能小燈泡短路
電流表有示數，電壓表示數為零
可能變阻器開路
電流表示數為零，電壓表示數為零
可能電流表開路
電流表示數為零，電壓表示數為零
4、
電熱器
1、
電熱器結構特點：有發熱體和絕緣體兩部分構成。發熱體的特點是電阻率大熔點高，把電能轉化成內能。絕緣體的作用是安全保護。
2、
工作原理：利用電流熱效應制成的加熱設備。
5、
電流的熱效應
1、
定義：
電流通過各種導體時，會產生的熱量，使導體的溫度升高，這種現象叫做電流的熱效應。
2、
實質：電能轉化為內能。
3、
利用：（1）制電熱器
（要求電熱絲材料是電阻率大熔點高）
（2）制保險絲
（要求保險絲材料是電阻率大熔點低）
（3）制白熾燈
六、焦耳定律
1、內容:
電流通過導體所產生的熱量與電流的平方成正比，與這段導體的電阻成正比，與通電時間成正比。
2、公式：Q
=
I2Rt
A.實驗定律普遍適用于各種電路電熱計算。
B.注意Q與R、I、t的“同體、同時性”關系。
C.落實Q與R、I、t的單位“統一性”原則。
第7節
核
能
1、核能：原子核是可以轉變的。原子核在轉變過程中所釋放的能量稱之為核能。
2、核聚變是原子核變化的方式之一，除此之外，原子核變化方式還有核裂變.
核裂變：質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放出巨大的能量現象。像鈾核這種受到中子撞擊產生連鎖式核裂變的反應稱之為鏈式反應。
核聚變：2個質量較小的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。在消耗質量相同的核材料時，核聚變比核裂變釋放出更多的核能。
氫彈（核聚變）威力比原子彈大得多
4、
核能的和平利用----核電站
可以控制核反應的裝置稱為核反應堆
核電站利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電的。
5、
太陽能產生原理：核聚變產生。核能從太陽核心向外輻射，輻射過程中，核能轉化成熱能和電磁能（光），其中有一部分到達地球。
6、
放射性：居里夫人把元素具有的這種輻射能力叫作放射性。放射性物質放出的三種射線。
a射線：帶正電的高速運動的氦原子核流。穿透能力最弱，在空氣中只能前進幾厘米。
β射線：帶負電的高速運動的電子流。穿透能力較強，能穿透幾厘米厚的鋁板。
γ射線：能量很高的電磁波。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。
7、
放射性現象的用途：工業：測量物體厚度。
農業：照射種子，使種子發生變異，培育新良種，還可以殺菌。
醫療：利用γ射線治療癌癥。人體組織對射線的耐受能力是不同的，細胞分裂越快的組織，對射線的耐受能力就越弱。
第8節
能量的轉化與守恒
1、能量的轉化和守恒定律:
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，或從一個物體轉移到另一個物體.而能的總量保持不變.
最普遍、最重要的基本定律
2、能量的轉移和轉化的方向性：
（1）、熱量只能從溫度高的傳向溫度低的物體或從高溫部分傳向低溫部分。
（2）、當重力勢能轉化為內能為自發時，則內能轉化為重力勢能就不可能為自發。
3、能源的利用
機械能
動能
勢能
重力勢能
彈性勢能

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