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(shì)能、光能、太陽(yáng)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(guò)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(shì)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，生物能轉(zhuǎn)化為勢(shì)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(guò)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(guò)的距離的乘積。4功的公式：W=FS功=力距離，F(xiàn)：作用在物體上的

2、力； S：物體在F方向上通過(guò)的距離。5功的單位：焦耳，簡(jiǎn)稱(chēng)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(wú)關(guān)，與是否受摩擦即物體外表是否粗糙等因素也無(wú)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(shuō)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。 W t 3功率的公式：P = ，P = F。

3、4功率的單位：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)“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可以用來(lái)解釋為什么汽車(chē)上坡時(shí)要減速而加大油門(mén)，其解釋為：當(dāng)P一定時(shí)， F與成反比，汽車(chē)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(lái)獲得較大的牽引力的緣故。四、 認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)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)

4、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(huà)垂線；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、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，直到杠桿再次到達(dá)水平位置處于

5、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Fl，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)。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(hào)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。假設(shè)用符號(hào)表示可寫(xiě)成：或五、認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)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)狀態(tài)，這根杠桿就平衡。2杠桿平衡條件的表達(dá)式： 或3杠桿的類(lèi)型：1省力杠桿： ，省力、但多移動(dòng)距離。如

6、拔釘子用的車(chē)角錘、剪鐵皮用的剪子等。2費(fèi)力杠桿：，費(fèi)力、但可以少移動(dòng)距離省距離，如釣魚(yú)竿、鑷子等。3等臂杠桿：，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)，那么杠桿的平衡被破壞，原來(lái)靜止的杠桿就發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè)，那么杠桿向F1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：！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(zhǎng)，使杠桿平衡所用動(dòng)力越小，也就是說(shuō)當(dāng)動(dòng)力臂最長(zhǎng)時(shí)用的動(dòng)力就最小。為了使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，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

7、用在杠桿上的動(dòng)力是最小的。 六、認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)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，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。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

8、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(jiǎn)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：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(méi)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(lái)減小額外功。3由于有用功總小于總功，機(jī)械

9、效率總小于1。八、動(dòng)能和勢(shì)能1 1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(shì)能可分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。 1重力勢(shì)能是指物體由于被舉高而具有的勢(shì)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(shì)發(fā)生形變能越大。 2彈性勢(shì)能：物體由于而具有的勢(shì)能，彈性形變?cè)酱螅矬w的勢(shì)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(shì)能；物體發(fā)生彈性形變，就具有彈性勢(shì)能。九、動(dòng)能和勢(shì)能21機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能的總和，叫機(jī)械能。2機(jī)械能守恒

10、定律：動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過(guò)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(shì)能也可以相互轉(zhuǎn)化。重要提示： 在動(dòng)能和勢(shì)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(guò)程中有發(fā)熱或“物體外表粗糙或不提“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(lái)，將擺錘拉到某一高度后放手，在擺錘向下擺動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)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(guò)程中速度變小，擺錘的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大。2滾擺實(shí)驗(yàn)： 滾擺下降過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)速增大，動(dòng)能變大。當(dāng)滾擺上升過(guò)程中，轉(zhuǎn)速變小，動(dòng)能變大，重力

11、勢(shì)能增大 。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：1物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。2物體的動(dòng)能和彈性勢(shì)能也可以相互轉(zhuǎn)化。思考：假設(shè)沒(méi)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(wú)規(guī)那么運(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(guò)程。從能量的轉(zhuǎn)化看，燃料燃燒釋放熱量的過(guò)程是將貯存在燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程。5燃料熱值：1千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱

12、量。其單位是焦/千克J/kg。重要提示：1微粒的無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，微粒的無(wú)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(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，單個(gè)微粒無(wú)熱運(yùn)動(dòng)可言?？梢?jiàn)，單個(gè)微粒也無(wú)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11電流做功的過(guò)程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)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率的定義式：3電功率的單位：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)“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

13、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(lái)決定的，當(dāng)電燈正常發(fā)光時(shí)，由額定功率來(lái)決定，假設(shè)電燈不正常發(fā)光那么由它的實(shí)際功率來(lái)決定。十二、電能的利用21電功率大小等于通過(guò)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(chēng)度。電功的單位。1千瓦時(shí) = 1000瓦3600秒 = 3.6106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

14、通過(guò)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(cè)量小燈泡的功率1根據(jù)小燈泡的額定電壓來(lái)確定電源電壓及電壓表的量程，然后估測(cè)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(kāi)關(guān)應(yīng)一直處于斷開(kāi)狀態(tài)，閉合開(kāi)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) 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，

15、相對(duì)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)于額定電壓時(shí)亮度要暗。重用提示：在測(cè)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(méi)有示數(shù)，或電壓表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路被短路或斷路；假設(shè)電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表有示數(shù)，說(shuō)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(wú)示數(shù)，說(shuō)明電燈處被短路。而實(shí)驗(yàn)時(shí)，要測(cè)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(cè)出的功率才是小燈泡的額定功率。十三、電能的利用3 1電能表：測(cè)量用電器消耗的電能大小的儀器，符號(hào)“kWh，千瓦時(shí)俗稱(chēng)“度。2電能的

16、單位之間的換算關(guān)系：1千瓦時(shí) = 1000瓦3600秒 = 3.6106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(guò)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(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1800轉(zhuǎn)。十四、電熱器l常見(jiàn)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(guò)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(guò)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 = I2Rt。重要提示：l各種電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的。電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程。2電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔、無(wú)污染、熱效率高、便于控制和調(diào)節(jié)等。3W = 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(chēng)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：核能一內(nèi)能一機(jī)械能一電能