能量的轉(zhuǎn)化與守恒知識(shí)點(diǎn)分析[1]

1、九年級(jí)科學(xué)能量的轉(zhuǎn)化與守恒知識(shí)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11. 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 S功=力堆巨離，F(xiàn)

2、: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(hào)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外表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21 功率是表示物體做功快慢的量。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

3、的公式：P = W, P = F v。4 功率的單位：瓦特，簡稱“瓦，符號(hào)“ 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 v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(xiàn)與v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(shí)簡單的機(jī)械11 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

4、點(diǎn)常用 0表示。2動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力用 Fi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 石表示。5阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離用 山表示。 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 .作力臂的步驟：1找支點(diǎn)；2作力的作用線；3從支點(diǎn)向力的作用線畫垂 線；4標(biāo)出力臂。3-13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、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

5、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 杠桿再次到達(dá)水平位置處于平衡狀態(tài)。思考并答復(fù)：杠桿兩邊受到的力等于 鉤碼受到的重力。把左邊鉤碼對(duì)杠桿的作用力叫動(dòng)力Fi,右邊鉤碼對(duì)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)。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)力禪力臂=阻力鄧阻力臂?；?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(hào)動(dòng)力F1/牛動(dòng)力臂A /厘米阻力F2/牛阻力臂滄/厘米1234分析綜合上述各組數(shù)據(jù)，得出結(jié)論:五、認(rèn)識(shí)簡單的機(jī)械21. 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

6、態(tài)，這根杠桿就平衡。F.Z, =f2i22. 杠桿平衡條件的表達(dá)式：或3 杠桿的類型：1省力杠桿： 石2, FivFp,省力、但多移動(dòng)距離。如拔釘子用的車角錘、 剪鐵皮用的剪子等。2費(fèi)力杠桿：Av®,廠1卜1,費(fèi)力、但可以少移動(dòng)距離 省距離，如釣魚竿、 鑷子等。3等臂杠桿：1=厶， F山珂 ，既不省力也不費(fèi)力，又不多移動(dòng)距離，如天平、 定滑輪等。重要提示：假設(shè) 卩'那么杠桿的平衡被破壞，原來靜止的杠桿就發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè)卩'、Z ,那么杠桿向Fi的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，反之那么向 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：廠' 廠！可以看出：當(dāng)作用在杠桿

7、上的阻力 卩】和阻力臂厶一定時(shí)，動(dòng)力臂 右越長，使杠桿平衡所用動(dòng)力 廠】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3 15和圖316所示時(shí)作用在杠桿上的動(dòng)力是最小的。3 - 16六、認(rèn)識(shí)簡單的機(jī)械31 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：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 力臂兩倍的杠桿；使用動(dòng)滑輪可以少一半力，

8、但不能改變力的方向。4 滑輪組：定滑輪和滑輪組的組合，使用滑輪組既可以省力，又可 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當(dāng)，提起重物 所用的力就是總重的幾分之一。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(shí)簡單的機(jī)械41 有用功：利用機(jī)械時(shí)，需要做的這局部功，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局部功叫額外功，常用W額外表示。3總功

9、：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n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11 .能量：一個(gè)物體能夠做功，這個(gè)物體就具有能量，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

10、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 咼度有關(guān)，質(zhì)量越大.被舉得越咼，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?cè)酱?，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21. 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 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)，假設(shè)有“物體勻速下落或“物體在運(yùn)動(dòng)過程中有發(fā)熱或“物體外表粗糙或不提“

11、物體外表光滑等字樣時(shí)，均有局部機(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)說明：1物體的動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2物體的動(dòng)能和彈性勢能也可以相互轉(zhuǎn)化。思考：假設(shè)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)那么運(yùn)動(dòng)2 內(nèi)能：物體內(nèi)部大量

12、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 一物體的高溫局部傳遞到低溫局部。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/kg。重要提示：1微粒的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，微粒的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)越劇烈。2. 熱運(yùn)動(dòng)是指大量微粒的無規(guī)那么運(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

13、. 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11. 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(duì)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I 率的定義式： 3. 電功率的單位：瓦特，簡稱“瓦，符號(hào)“ 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)

14、光時(shí)，由額定功率來決 定，假設(shè)電燈不正常發(fā)光.那么由它的實(shí)際功率來決定。十二、電能的利用21 .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XX106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。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，然后估

15、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)，并記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表內(nèi).1.2倍，觀察小燈泡亮度，相對(duì)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 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(duì)于額

16、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)，說明電路被短路或斷路；假設(shè)電流表沒有示數(shù)，電壓表有示數(shù)，說明電燈處斷路 燈絲斷了或接線處接觸不良；假設(shè)電流表有示數(shù)，而電壓表無示數(shù)，說明電燈處被短路。 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 功率才是小燈泡的額定功率。十三、電能的利用31電能表：測量用電器消耗的電能大小的儀器，符號(hào)“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XX106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

17、許通過 的額定電流是10安。3. 某電能外表標(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I. 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)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。用公式表示為：Q = l2Rt。重要提示：1. 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。23. W = Ult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?cè)訌? 和氫核聚變氫彈 。3核電站中的能量轉(zhuǎn)化：核能一t內(nèi)能一t機(jī)械能一t電能。4