能量的轉(zhuǎn)化與守恒知識點(diǎn)分析

1、九年級科學(xué)能量的轉(zhuǎn)化與守恒知識點(diǎn)分析一、能量的相互轉(zhuǎn)化 1各種形式的能量有：電能、熱能、化學(xué)能、生物能，機(jī)械能（包括動(dòng)能和勢能）、光能、太陽能、水能、風(fēng)能，原子核能、地?zé)崮?、潮汐能等?能量的相互轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“獲得能量” 。能量的轉(zhuǎn)化普遍存在，如動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，生物能轉(zhuǎn) 化為勢能，電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能等。二、能量轉(zhuǎn)化的量度（ 1）1做功是表示能量轉(zhuǎn)化的多少。2做功的兩個(gè)必要出素：一是：作用在物體上的力； 二是：物體在力的方向上通過了一段距離。3功的定義：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。4功的公式： W=F &#

2、183; S（功=力×距離），F(xiàn)：作用在物體上的力；S：物體在 F 方向上通過的距離。5功的單位：焦耳，簡稱為“焦” ，符號為“ J”，1焦耳=1 牛·米 重要提示：1物體做功的多少，只與 F 和 S 有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、物體具體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（是 而勻速、變速）無關(guān)，與是否受摩擦（即物體表面是否粗糙）等因素也無關(guān)。2F和 S必須是同時(shí)作用在同一物體上（同一時(shí)間內(nèi)所作用的力和移動(dòng)的距離）。3討論：塔式起重機(jī)下掛重物，當(dāng)重物靜止不動(dòng)，勻速向上運(yùn)動(dòng)、沿水平方向勻速 移動(dòng)三種情形中，鋼索的拉力是否做功。說明：做功時(shí)兩個(gè)必要因素缺一不可。三、能量轉(zhuǎn)化的量度（ 2）1功率是表示物體做功

3、快慢的量。 （能量轉(zhuǎn)化的快慢） 2功率的定義：物體在單位時(shí)間里完成的功叫功率。3功率的公式： P = Wt ，P = F。4功率的單位：瓦特，簡稱“瓦” ，符號“ W” 單位之間的換算關(guān)系： 1瓦=1 焦秒， 1千瓦=1000 瓦； 1兆瓦=106瓦- 重要提示：1功率大小是由 W 與 t 共同決定的，做功多的物體不一定功率大。利用其變形公式 P= F可以用來解釋為什么汽車上坡時(shí)要減速而加大油門，其解釋為：當(dāng)P一定時(shí)， F與成反比，汽車上坡時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定，司機(jī)采用降低速度的方法來獲得較大 的牽引力的緣故。四、認(rèn)識簡單的機(jī)械（ 1） 1杠桿：一根硬棒，在力的作用下如果能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。這

4、根硬棒就叫杠桿，杠桿 可以是直的，也可以是彎的。如：2杠桿的五個(gè)要素：（ 1）支點(diǎn)：使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)（常用O 表示）。（ 2 ）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（用 F1 表示）。（ 3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（用F2 表示）。（ 4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離（用表示）。（ 5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離（用表示）。重要提示：1杠桿可以是直的也可以是彎的。2力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂3作力臂的步驟： （ 1）找支點(diǎn)；（2）作力的作用線； 線；（ 4）標(biāo)出力臂。實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件1器材檢查： 杠桿和它的支架，鉤碼

5、、尺、線。2實(shí)驗(yàn)操作步驟。（ 1）如圖 3-13 ，將杠桿的支點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩 端的螺母，使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)。思考：為什么杠桿要處于水平位置平衡 ?（2）在杠桿的兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，在杠桿上左右移動(dòng)懸掛的位置，直到 杠桿再次達(dá)到水平位置處于平衡狀態(tài)。思考并回答：杠桿兩邊受到的力 等于 鉤碼受到的重力。把左邊鉤碼對杠桿的作用 力叫動(dòng)力 Fl，右邊鉤碼對杠桿的作用力叫阻力F2，填人表格。3）用直尺量出動(dòng)力臂、阻力臂 ，填入表內(nèi)。4）改變力和力臂的大小，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)4 次，將有關(guān)數(shù)據(jù)填人表內(nèi)。序號動(dòng)力 F1/牛動(dòng)力臂 /厘米阻力 F2/牛阻力臂 /厘米1234分析綜合上述各

6、組數(shù)據(jù)，得出結(jié)論： 動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積，即動(dòng)力 ×動(dòng)力臂 = 阻力 ×阻力臂。若用符號表示可寫成： 或 五、認(rèn)識簡單的機(jī)械（ 2）1杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下，保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，這根杠桿就平衡。2杠桿平衡條件的表達(dá)式：3杠桿的類型：（1）省力杠桿： 剪鐵皮用的剪子等。（2）費(fèi)力杠桿：鑷子等。（3）等臂杠桿： 定滑輪等。重要提示： 若重要提示： 若> ， < ，省力、但多移動(dòng)距離。如拔釘子用的車角錘、< ， > ，費(fèi)力、 但可以少移動(dòng)距離 （省距離），如釣魚竿、 ， ，既不省力也不費(fèi)力，又不多移動(dòng)距離，如天平、，則杠桿的平

7、衡被破壞， 原來靜止的杠桿就發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)， 若 ，則杠桿向 F1 的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，反之則向 F2 的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。4怎樣使用杠桿最省力 根據(jù)杠桿的平衡條件：！可以看出：當(dāng)作用在杠桿上的阻力 和阻力 臂 一定時(shí)，動(dòng)力臂 越長，使杠桿平衡所用動(dòng)力 越小，也就是說當(dāng)動(dòng)力臂最長時(shí)用 的動(dòng)力就最小。為了使動(dòng)力臂最長，施加的動(dòng)力必須具備兩個(gè)條件：（ 1）動(dòng)力的作用點(diǎn)在杠桿上距支點(diǎn)最遠(yuǎn)處； （ 2）動(dòng)力方向應(yīng)垂直于支點(diǎn)和動(dòng)力作用 點(diǎn)的連線。如圖 315和圖 316 所示時(shí)作用在杠桿上的動(dòng)力是最小的。使用時(shí)滑輪隨重物一起移動(dòng)；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻 使用動(dòng)滑輪可以少一半力，但不能改變力的方向。定滑輪和滑輪組的組合，使用滑

8、輪組既可以省力，又可六、認(rèn)識簡單的機(jī)械（ 3） 1滑輪：周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。 2定滑輪：使用時(shí)滑輪的位置固定不變；定滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂等于 阻力臂的等臂杠桿；使用定滑輪時(shí)不能省力，但可以改變力的方向。3動(dòng)滑輪：力臂兩倍的杠桿；4滑輪組：以改變力的方向。5使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物 所用的力就是總重的幾分之。重要提示：1滑輪是一種變形的杠桿。 2使用定滑輪時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離與重物上升的距離 相等，繩子自由端移動(dòng)的速度與物體移動(dòng)的速度相等；使用動(dòng)滑輪時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離兩 倍，繩子自由端移動(dòng)的速度是物體移動(dòng)速度的兩倍。七、認(rèn)識簡單

9、的機(jī)械（ 4）1有用功：利用機(jī)械時(shí)，需要做的這部分功，叫有用功，常用W 有 表示。2額外功： 使用機(jī)械時(shí)， 不需要但又不得不做的那部分功叫額外功，常用 W 額外 表示。3總功：有用功與額外功的總和，叫總功。常用W 總 表示。即 W 有 + W 額外 = W 總。4機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。叫機(jī)械效率，常用 表示。5機(jī)械效率的公式：重要提示：1機(jī)械效率反映了有用功在總功中占的比例大小，它沒有單位。2提高機(jī)械效率的力法：減少機(jī)械自身重 （動(dòng)滑輪重） ；減少機(jī)械的摩擦等來減小額外功。3由于有用功總小于總功，機(jī)械效率總小于1。八、動(dòng)能和勢能（ 1）1能量：一個(gè)物體能夠做功，這個(gè)物體就具有能（量），

10、能量的單位是焦耳。2動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體質(zhì)量 越大運(yùn)動(dòng)速度越快，其動(dòng)能也就越大。3勢能可分為重力勢能和彈性勢能。（ 1）重力勢能是指物體由于被舉高而具有的勢能它與物體的質(zhì)量和物體被舉高的 高度有關(guān)，質(zhì)量越大被舉得越高，勢發(fā)生形變能越大。（ 2）彈性勢能：物體由于而具有的勢能，彈性形變越大，物體的勢能就越大。 重要提示： 1一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。2物體只要被舉高，就具有重力勢能；物體發(fā)生彈性形變，就具有彈性勢能。九、動(dòng)能和勢能（ 2）1機(jī)械能：動(dòng)能和勢能的總和，叫機(jī)械能。2機(jī)械能守恒定律：動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果不受

11、阻力。機(jī)械能的總量保持不變。3物體的動(dòng)能和彈性勢能也可以相互轉(zhuǎn)化。重要提示： 在動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，若有“物體勻速下落”或“物體在運(yùn)動(dòng)過程中 有發(fā)熱”或“物體表面粗糙”或不提“物體表面光滑”等字樣時(shí)，均有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能，從而使機(jī)械能不守恒?？茖W(xué)探究：1擺錘實(shí)驗(yàn)：用細(xì)繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后放手， 在擺錘向下擺動(dòng)過程中，重力勢能變小，速度變大，擺錘的動(dòng)能增大。當(dāng)擺 錘向上擺動(dòng)過程中速度變小，擺錘的動(dòng)能減小，重力勢能增大。2滾擺實(shí)驗(yàn)： 滾擺下降過程中，重力勢能減小，轉(zhuǎn)速增大，動(dòng)能變大。 當(dāng)滾擺上升過程中，轉(zhuǎn)速變小，動(dòng)能變大，重力勢能增大 。 實(shí)驗(yàn)表明：（1）物體的動(dòng)能和重

12、力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。（2）物體的動(dòng)能和彈性勢能也可以相互轉(zhuǎn)化。 思考：若沒有摩擦阻力擺錘和滾擺將怎樣運(yùn)動(dòng)？十、物體的內(nèi)能1熱運(yùn)動(dòng)：物體內(nèi)部大量微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2內(nèi)能：物體內(nèi)部大量微粒做熱運(yùn)動(dòng)具有的能，也叫熱能。3做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，且是等效的。做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是熱能 與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化。熱傳遞實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能從高溫物體傳遞到低溫物體，或者從同 一物體的高溫部分傳遞到低溫部分。4燃料燃燒是一種化學(xué)變化，是物質(zhì)劇烈氧化的過程。從能量的轉(zhuǎn)化看，燃料燃燒 釋放熱量的過程是將貯存在燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。5燃料熱值： 1千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。其單位是焦/千克（ J/

13、kg）。重要提示：1微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。2熱運(yùn)動(dòng)是指大量微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，單個(gè)微粒無熱運(yùn)動(dòng)可言。可見，單個(gè)微粒也 無內(nèi)能可言。3內(nèi)能的大小跟物體的質(zhì)量也有關(guān)，例如一壺沸水的內(nèi)能比一杯沸水的內(nèi)能就要大 得多。十一、電能的利用（ 1） 1電流做功的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程電流對電器做了多少 功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2電功率：表示電流做功的快慢，也即表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的快慢電功率的定義式：3電功率的單位：瓦特，簡稱“瓦” ，符號“ W ”，還有千瓦（ kW）。4額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。用U 額表示；額定功率：是用

14、電器在額定電壓下消耗的功率，用 P 額表示。重要提示： 1實(shí)際功率是指用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的功率，用P 實(shí)表示。2電燈的亮度是由電燈的功率來決定的，當(dāng)電燈正常發(fā)光時(shí)，由額定功率來決 定，若電燈不正常發(fā)光則由它的實(shí)際功率來決定。十二、電能的利用（ 2） 1電功率大小等于通過這個(gè)電器的電流與這個(gè)電器兩端電壓的乘積。 2電功率的公式： P = UI 。3電功：電流在某段電路上做的功， 公式為：W = UIt 。單位：焦耳，1焦 = 1 伏·安·秒 4電能表上的計(jì)量單位：千瓦時(shí)，俗稱度。電功的單位。1 千瓦時(shí) = 1000 瓦×3600 秒 = 3.6 1×

15、06 焦重要提示： 1電流做功的實(shí)質(zhì)：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(shí)間的乘積。1根據(jù)小燈泡的額定電壓來確定電源電壓及電壓表的量程，然2電功的單位與機(jī)械功的單位一樣，都是焦耳。 測量小燈泡的功率后估測小燈泡正常工作時(shí)的電流，再確定電流表的量程。2連接電路時(shí)， 開關(guān)應(yīng)一直處于斷開狀態(tài)， 閉合開關(guān)前， 應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至阻值最大的位置。3實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)觀察燈泡的亮暗，觀察燈泡的亮度隨燈泡 兩端電壓變化的情況。 只有當(dāng)燈泡兩端電壓等于燈泡的額定電 壓時(shí)，燈才能正常發(fā)光。4調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓恰好等于燈泡的額定電壓。讀出此時(shí)兩只電表的讀數(shù)

16、，并記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表內(nèi)5調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓的1.2 倍，觀察小燈泡亮度，相對于額定電壓時(shí)亮度要亮，讀出此時(shí)兩只電表讀數(shù)并填入表內(nèi)。6調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓的0.8 倍，觀察小燈泡亮度，相對于額定電壓時(shí)亮度要暗。 重用提示：在測量小燈泡的功率的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡不發(fā)光或電流表沒有示數(shù)，或電壓表沒 有示數(shù)，表明電路被短路或斷路；若電流表沒有示數(shù)，電壓表有示數(shù)， 表明電燈處斷路 （燈 絲斷了或接線處接觸不良 ）；若電流表有示數(shù)， 而電壓表無示數(shù)，表明電燈處被短路。而實(shí) 驗(yàn)時(shí)，要測定小燈泡的功率，只有當(dāng)電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓時(shí)，測出的功率 才是小燈泡的

17、額定功率。十三、電能的利用（ 3）1電能表：測量用電器消耗的電能大小的儀器，符號“kW ·h”，千瓦時(shí)俗稱“度”2電能的單位之間的換算關(guān)系： 1千瓦時(shí) = 1000 瓦×3600 秒 = 3.6 1×06焦 重要提示： 1電能表的規(guī)格“ 220V 10A ”表示電能表的額定電壓是 220 伏，允許通過 的額定電流是 10 安。3某電能表面標(biāo)有“ 1800R/kWh ”，它表示電路每消耗 1 千瓦時(shí)的電能，該電能表的 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 1800 轉(zhuǎn)。十四、電熱器 l常見的電熱器：電飯煲、電熱水壺、電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)、電烙鐵等。 2電流的熱效應(yīng)：電流通過各種導(dǎo)體時(shí)會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高的現(xiàn)象。 3焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正2比，跟通電時(shí)間成正比。用公式表示為：Q = I2Rt。重要提示： l各種電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的。電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的過程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。2電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔、無污染、熱效率高、便于控制和調(diào)節(jié)等。23W = UIt 和 Q = I2Rt 是有區(qū)別的，只有當(dāng)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，電熱正好等于 電功時(shí)， W = Q 才能成立。十五、核能的利用1核能：原子核發(fā)生變化時(shí)要釋放出核能，或稱原子能。 2獲得核能的兩種途徑：重核裂變（原子彈） 和氫核聚變（氫彈） 。3核電站中的能量轉(zhuǎn)化：核能一