浙教版2023-2024學(xué)年第一學(xué)期九年級(jí)科學(xué)第三章《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》知識(shí)梳理

第第頁(yè)浙教版2023-2024學(xué)年第一學(xué)期九年級(jí)科學(xué)第三章《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》知識(shí)梳理第三章《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》知識(shí)梳理

第1節(jié)能量及其形式

1.能量簡(jiǎn)稱(chēng)能，是度量物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種物理量，是客觀存在的，自然界中的一切活動(dòng)和變化都是能量存在的表現(xiàn)形式。

2.由于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有多種多樣的形式，因此能量也以多種不同的形式存在。例如天體的運(yùn)動(dòng)，河水的流淌，人的行走等屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體都具有機(jī)械能；人和動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)要消耗能量，而消耗的能量可以從食物中得到補(bǔ)充，可見(jiàn)食物中存在能量，儲(chǔ)存在食物中的能量屬于化學(xué)能；家用電器需要通電才能工作，表明了電具有能量，這種能量稱(chēng)為電能……

第2節(jié)機(jī)械能

一、動(dòng)能

1.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，它是由物體的質(zhì)量和速度共同決定的。

2.探究動(dòng)能大小的影響因素實(shí)驗(yàn)中，用到的科學(xué)方法是轉(zhuǎn)換法。

3.在質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，物體的動(dòng)能就越大。

4.運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，物體的動(dòng)能就越大。

二、勢(shì)能

1.物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能，它是由物體的質(zhì)量和高度共同決定的。大量實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量相同的物體，所處的高度越高，它的重力勢(shì)能就越大；所處高度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體，它的重力勢(shì)能越大。

2.物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢(shì)能，它是由物體的彈性形變程度決定的。對(duì)同一個(gè)物體，物體的彈性形變?cè)酱?，具有的彈性?shì)能就越大。

三、動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化

1.動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在這個(gè)過(guò)程中，如果沒(méi)有摩擦力，則機(jī)械能總量保持不變。

2.機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)化成其他形式的能。

第3節(jié)能量轉(zhuǎn)化的量度

一、功的概念

1.如果物體受到了力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。

2.功的兩個(gè)因素

（1）一是作用在物體上的力；

（2）二是物體在力的方向上通過(guò)一段距離。

3.不做功的三種情況：

①有力沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)一段距離；

②有移動(dòng)的距離，沒(méi)有力；

③力的方向和物體運(yùn)動(dòng)方向垂直。

二、功的計(jì)算

1.物理學(xué)中，功等于力與力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。公式為：W＝Fs。功的單位:焦耳。簡(jiǎn)稱(chēng)“焦”，用符號(hào)J表示，1焦耳=1?！っ?/p>

2.做功的過(guò)程實(shí)際上是能量的轉(zhuǎn)化。力對(duì)物體做了多少功，就有多少能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。

3.3.物體做功的多少，只與力和在力的方向上通過(guò)的距離有關(guān)，與接觸面是否粗糙及是否傾斜等無(wú)關(guān)。同時(shí)F與s必須是同時(shí)作用在同一物體上

三、功率

1.比較做功的快慢有三種方法：

（1）若做功相同，比較做功的時(shí)間，所用時(shí)間越少,做功越快，所用時(shí)間越多，做功越慢；

（2）若做功時(shí)間相同，比較做功的多少，做功越多，做功越快；做功越少，做功越慢；

（3）若做功的多少和所用時(shí)間都不相同的情況下，通過(guò)計(jì)算做功的多少與做功所用的時(shí)間的比值進(jìn)行比較。

2.功率

（1）定義：物體在所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母表示；

（2）意義：物理學(xué)中，用功率來(lái)表示；

（3）公式：功率=，即；

（4）單位：國(guó)際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W。

3.計(jì)算功率的另一個(gè)公式：，推導(dǎo)：由，聯(lián)立，得

第4節(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械

一、杠桿的概念

1.在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿。

2.杠桿的五要素：（1）使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫支點(diǎn)；（2）作用在杠桿上使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力；（3）作用在杠桿上阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力；（4）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；（5）從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂。

二、杠桿作圖畫(huà)力臂

1.動(dòng)力和阻力可以在支點(diǎn)的兩側(cè)，也可以在支點(diǎn)的同側(cè)。

2.力臂不一定在杠桿上。

3.當(dāng)力的作用點(diǎn)在支點(diǎn)時(shí)，力臂為零。

三、杠桿的平衡條件

1.研究杠桿的平衡條件：

（1）杠桿平衡是指杠桿處于靜止的狀態(tài)或者勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)；

（2）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是方便從杠桿上兩處力臂；

（3）結(jié)論:杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是F1·L1=F2·L2。

2.在研究杠桿的平衡條件時(shí)，需要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，其目的是便于直接從杠桿上讀出力臂的大小。探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)，一般需測(cè)多組不同的數(shù)據(jù)，其目的是排除實(shí)驗(yàn)的偶然性，增加實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度。

四、杠桿的分類(lèi)

1.杠桿分類(lèi)

名稱(chēng)力臂關(guān)系力的關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用舉例

省力杠桿L1＞L2F1＜F2省力但費(fèi)距離撬棒、鍘刀、起子等

費(fèi)力杠桿L1＜L2F1＞F2費(fèi)力但省距離釣魚(yú)竿、鑷子等

等臂杠桿L1＝L2F1＝F2既不省力也不費(fèi)力天平、定滑輪

2.人體中有很多的杠桿，例如：

（1）抬頭時(shí)，可以在頸部找到杠桿，這個(gè)杠桿幾乎是個(gè)等臂杠桿，杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂，支點(diǎn)后的肌肉收縮提供動(dòng)力，頭顱的重量是阻力。

（2）手臂拿物體時(shí)，肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)，肱二頭肌肉所用的力是動(dòng)力，手拿的重物的重力是阻力顯然我們的前臂是一種費(fèi)力杠桿。雖然費(fèi)力，但是可以省距離(少移動(dòng)距離)，提高工作效率；

（3）走路時(shí)的腳，腳掌前部是支點(diǎn)，人體的重力就是阻力，腿肚肌肉產(chǎn)生的拉力就是動(dòng)力。這種杠桿可以克服較大的體重。

五、定滑輪

1.定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。

2.實(shí)質(zhì)：等臂杠桿。

3.特點(diǎn)：

（1）不省力（使用定滑輪提升重物G時(shí)，若不計(jì)繩重及摩擦，則繩子自由端所用的拉力F＝G）；

（2）不省距離（使用定滑輪提升重物時(shí)，若重物被提升h，則繩子自由端移動(dòng)的距離s＝h）；

（3）能改變力的方向（不管沿哪個(gè)方向拉繩子，在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，拉力F＝G）。

六、動(dòng)滑輪

1.定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）。

2.實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。

3.特點(diǎn)：

（1）省力（使用動(dòng)滑輪提升重物G時(shí)，若不計(jì)繩重及摩擦，則繩子自由端所用的拉力F＝1/2G）；

（2）費(fèi)距離（使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，若重物被提升的高度為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離s＝2h）；

（3）不能改變力的方向。

七、滑輪組

1.滑輪組的構(gòu)成：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常常將動(dòng)滑輪和定滑輪組合而成滑輪組。

2.滑輪組的特點(diǎn)：使用滑輪組，可以省力，有的可以改變力的方向，但費(fèi)距離。

3.使用時(shí)，動(dòng)滑輪和物體的總重由n股繩子承擔(dān)，那么拉起物體所用的力就是總重的。

4.滑輪組的簡(jiǎn)單組裝方法：

（1）當(dāng)承重繩子的股數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起始端應(yīng)固定在動(dòng)滑輪的框架鉤上，然后依次繞過(guò)滑輪。

（2）當(dāng)承重繩子的股數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起始端應(yīng)固定在定滑輪的框架鉤上，然后依次繞過(guò)滑輪。

八、機(jī)械效率的概念

有用功：利用動(dòng)滑輪把重為G的物體提升h高度的過(guò)程中所做的功為：W＝Gh，這是人們提升重物過(guò)程中必須要做的功，這部分功叫做有用功。

額外功：利用機(jī)械時(shí)，人們不得不額外做的功叫做額外功。

在提升重物的過(guò)程中，由于動(dòng)滑輪本身也受到重力作用，以及動(dòng)滑輪的轉(zhuǎn)軸上存在摩擦力，因此，必須克服動(dòng)滑輪自身的重力和動(dòng)滑輪上的摩擦力做一定量的功，這部分功并非我們需要但又不得不額外做的功。

總功：人的拉力F（動(dòng)力）對(duì)動(dòng)滑輪（機(jī)械）所做的功，即有用功與額外功的總和（W總=W有用+W額）。

機(jī)械效率（1）概念：有用功跟總功的比值；

（2）公式：；

（3）特點(diǎn)：a.機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位；

b.機(jī)械效率總小于1（W有用<W總）。

（4）機(jī)械效率的比較：

a.W總一定時(shí)，機(jī)械做的W有用越多或W額越少，越大；

b、W額一定時(shí)，機(jī)械做的W總越多或W有用越多，越大；

c、W有用一定時(shí)，機(jī)械做的W總越少或W額越少，越大。

（5）提高機(jī)械效率的方法：

a.減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。通常是減少額外功，如搞好潤(rùn)滑，減輕機(jī)械自重；

b.在無(wú)法減小額外功的情況下，采用增大有用功來(lái)提高機(jī)械效率。

九、斜面的機(jī)械效率

1.對(duì)光滑程度相同的斜面，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高。

2.測(cè)量斜面機(jī)械效率的注意事項(xiàng)：

（2）要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)物體；

（2）拉力要與斜面平行。

第5節(jié)物體的內(nèi)能

一、物體的內(nèi)能

1．內(nèi)能的定義

物體內(nèi)部所有分子做__無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。

2．影響內(nèi)能大小的因素

物體的內(nèi)能與___溫度_____有關(guān)。同一個(gè)物體，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，它具有的內(nèi)能就越大。物體的內(nèi)能還受___質(zhì)量_____、材料、狀態(tài)等因素的影響。

二、改變物體內(nèi)能的兩種方法

1．做功可以改變內(nèi)能

外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能__變大___；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能會(huì)_減小__。通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與物體內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。

2．熱傳遞可以改變內(nèi)能

熱傳遞改變物體的內(nèi)能實(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。在熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量的多少叫做熱量。

熱傳遞發(fā)生的條件是物體之間存在__溫差。

三、熱量的計(jì)算

1．物體溫度升高時(shí)吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)___。

2．物體溫度降低時(shí)放出的熱量Q放＝cm(t0－t)。

c為物質(zhì)的_比熱容__。比熱容是指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量。其中，c為物質(zhì)的比熱容，m為物體的質(zhì)量，t0是初溫，t是末溫。如果用Δt表示升高或降低的溫度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物體吸收或放出的熱量可以寫(xiě)成Q＝cmΔt。

四、熱機(jī)

1．熱機(jī)

(1)定義：把__化學(xué)能_轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。

(2)原理：

2．熱機(jī)的種類(lèi)

熱機(jī)

3．熱機(jī)的四個(gè)過(guò)程：吸氣、_壓縮___、_做功__排氣。

4．熱機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈對(duì)外做功一次。

五、燃料的熱值

1．燃料燃燒時(shí)能量的轉(zhuǎn)化

燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過(guò)程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_內(nèi)能___，也就是通常所說(shuō)的釋放出熱量。

2．燃料的熱值

1kg某種燃料__完全__燃燒時(shí)放出的熱量，叫做這種燃料的__熱值___，單位是J/kg，氣體燃料的熱值單位通常用J/m3。Q=mq

熱值的意義是表示單位質(zhì)量的燃料在完全燃燒時(shí)所放出熱量的多少。同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值一般不同。

電能

一、電功

概念電流所做的功叫電功。電流做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

單位焦、千瓦時(shí)（度）1度=1千瓦時(shí)=3.6×106焦。

計(jì)算公式W=UIt=U2/Rt=I2Rt=Pt

二、電功率

定義電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫電功率。表示電流做功快慢的物理量

單位瓦，千瓦1千瓦=1000瓦

額定電壓用電器正常工作時(shí)的電壓。

額定功率用電器在額定電壓下消耗的功率。

實(shí)際功率用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)所消耗的功率

輸入功率用電器消耗的總電功率。

計(jì)算公式P=W/t=UI=U2/R=I2R

當(dāng)電功率的單位為千瓦，t的單位為小時(shí)，電功或電能的單位是千瓦時(shí)（度）。

電燈的亮度由實(shí)際電功率的大小決定。★★測(cè)定小燈泡的功率實(shí)驗(yàn)原理：伏安法測(cè)電功率的原理是P=UI：利用電壓表和電流表分別測(cè)出小燈泡兩端的電壓和通過(guò)小燈泡的電流就可以求出小燈泡的電功率。在額定電壓下測(cè)出來(lái)的電功率就是額定功率。實(shí)驗(yàn)器材：電源、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線注意事項(xiàng)：在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)始終要斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在最大電阻值處。

三、電熱器

1、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。

2、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。

3、電熱器

電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。

電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。

焦耳定律：

文字?jǐn)⑹觯弘娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。

數(shù)學(xué)表達(dá)式：Q=I2Rt。

電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法：①Q(mào)=I2Rt是焦耳通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。任何導(dǎo)體有電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生的熱量都可以由此公式來(lái)計(jì)算。②對(duì)于純電阻電路，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，像電爐、電烙鐵、電飯鍋等。電流產(chǎn)生的熱量還可以由Q=U2/Rt，Q=UIt推導(dǎo)公式來(lái)結(jié)算。

第7節(jié)核能

一、核能

1、原子結(jié)構(gòu)

原子核質(zhì)子（帶正電）

中子（不帶電）

核外電子（不帶電）

2、核能：原子核在發(fā)生改變的過(guò)程中，釋放出巨大的能量。也叫原子核能或原子能。

獲得核能的兩條途徑：裂變和聚變裂變：是質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個(gè)新原子核，并釋放能量的過(guò)程。原子彈、核電站、核潛艇是根據(jù)裂變的原理制造的，

聚變：2個(gè)質(zhì)量較小的原子核，在超高溫條件下聚合成質(zhì)量較大的一個(gè)新核，同時(shí)釋放出能量的過(guò)程。聚變又叫熱核反應(yīng)。氫彈是根據(jù)聚變的原理制造的

核電站1、核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是通過(guò)可以控制的裂變反應(yīng)釋放核能的設(shè)備。2、核電站中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能。我國(guó)第一座核電站是浙江秦山核電站3、原子核的裂變和聚變都會(huì)產(chǎn)生一些發(fā)射性物質(zhì)，如α射線、β射線、γ射線。其