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浙教版九年级上科学第三章能量的转化与守恒知识点大全.pdf

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浙教版九年级上科学第三章能量的转化与守恒知识点大全.pdf

上传人:青山代下 2024/3/25 文件大小:1.28 MB

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..浙教版九年级上科学第三章能量的转化与守恒知识点大全第一学时能量的相互转化能量以多种形式存在,包括机械能、势能、内能、化学能、电能、光能、太阳能和核能。一个物体可以同时具有多种形式的能量。机械能存在于运动的物体(动能)、具有一定高度的物体(重力势能)或发生弹性形变的物体(弹性势能)中。内能是物体内部分子动能和分子势能的总和,又称为热能。光能是能发光的物体具有的能量,太阳能属于光能。能量可以从一种形式转化为另一种形式,也可以从一个物体转移到另一个物体。消耗能量、利用能量或获得能量实质上就是能量相互转化或转移的过程。要分析某过程中能量转化的步骤,需要明确研究对象和所要研究的过程,物体在起始位置所具有的能量的形式,以及物体在最终位置所具有的能量的形式。:..第二学时能量转化的量度功是做功的量度。做功必须具备两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。力对物体没有做功的三种情况是:无劳无功、有劳无功和劳动无功。做功的表示说法有:力对受力物体做功、施力物体对受力物体做功、施力物体做功和力做功。计算功的公式是:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积,其中力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是焦。要正确计算功,需要明确哪个力对哪个物体做了功,或哪个施力物体对哪个受力物体做了功。在计算功的公式中,F代表作用在物体上的力,s代表物体在力F作用下沿着力的方向移动的距离。需要注意的是,s是指在力的方向上移动的距离。:..公式W=Fs中的F是指在物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力,其大小和方向不变。功的单位是焦耳,简称“焦”,1焦等于1XXX乘以1米。举起一只鸡蛋2米的高度所做的功约为1焦。将举起物体时F所做的功视为克服阻力(重力)G所做的功,即W=Gh,是一种思维逆向的方法。物体具有做功的能力,因为它具有能量。做功的过程实际上就是能量转化的过程。力对物体做的功越多,能量转化就越多,用功来量度能量转化的多少,能量的单位与功的单位相同。因此,能量转化越多,做功越大,能量转化越少,做功越小。功率是单位时间内物体所做的功。做功的快慢可以通过比较所用时间和做功的多少来衡量。功率大小反映了做功的快慢,做功越快,功率越大,做功越慢,功率越小。能量转化越快,功率越大,能量转化越慢,功率越小。:..需要注意的是,功率只反映做功的快慢,不能表示做功的多少。功率的大小取决于做功的时间和做功的多少两个因素。功率与机械效率是完全不相关的两个物理量,不要混淆。功率的公式是P=W/t,其中W表示功,单位是焦,P表示功率,单位是XXX,t表示时间,单位是秒。当物体在力F的作用下,以速度v做匀速直线运动时,可以通过W=Fs、v=s/t、P=W/t推导出P=Fv的公式。功率的单位是瓦特,简称“瓦”,1瓦等于1焦每秒。常见的功率有韶山型电力机车4200千瓦、汽车约为50-100千瓦、喷气式飞机约11万千瓦、人步行约70瓦,短时间快速运动可达1千瓦。在物理学中,1000W=1000J/s,意味着一个物体在每秒内所做的功为1000J,或者说在1秒内有1000J的能量发生转化。杠杆是一根硬棒,如果能够绕固定点转动,并在两个力的作用下,一个能使它转动,另一个阻碍它转动。瓶盖起子在没:..有使用时不能被称为杠杆。杠杆的形状可以是直的或弯的,但必须是硬的。杠杆有五个要素:支点(常用O表示),动力(常用F1表示),阻力(常用F2表示),动力臂(从支点到动力作用线的距离,用“L1”表示),阻力臂(从支点到阻力作用线的距离,用“L2”表示)。在杠杆学****中,要明确阻力是阻碍杠杆(即硬棒)转动的力。力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离,而不是支点到力的作用点的长度。力臂不一定在杠杆上,但支点一定在杠杆上。绘制力臂的方法是:“一找点,二画线,三作出垂线段”。在杠杆的示意图上,确定支点O。画好动力作用线及阻力作用线,画的时候要用虚线将力的作用线延长。再从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂,力臂用虚线(或实线)表示并用大括号勾出,在旁边标上字母“L1”或“L2”,分别表示动力臂和阻力臂。生活中有许多杠杆,如钓鱼竿、镊子、铡刀、钳子、垃圾桶、剪指刀、铁锹、钓鱼竿、天平和滑轮等。:..杠杆平衡是指在动力和阻力的作用下,杠杆保持静止状态或匀速转动状态。杠杆平衡的条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即F1L1=F2L2或F1/F2=L2/,为了不计杠杆自重对实验结果的影响,需要调节杠杆水平位置平衡。实验前,如果杠杆向右端倾斜,需要将左、右端螺母一律向左调整。在实验开始时,不能调节杠杆两侧的螺母,而是通过改变动力、阻力、动力臂或阻力臂来实现杠杆再次平衡。进行多次实验是为了避免偶然性。根据杠杆平衡的原理,可以得出F1L1=F2L2,当L1>L2时,F1<F2,也就是在力臂较大的一端施加较小的力,可以在另一端获得较大的力。因此,有人称杠杆对力有“放大作用”。杠杆有三种类型:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。省力杠杆是动力<阻力,费力杠杆是动力>阻力,等臂杠杆是动力=阻力。省力杠杆可以省力但费距离,费力杠杆可以省距离但费力。在判断杠杆是省力还是费力时,需要比较动力臂和阻力臂的大小,画出杠杆示意图可以更直观地判断。:..滑轮有定滑轮和活滑轮两种类型。定滑轮的位置固定不动,是等臂杠杆,不能省力也不能省距离,但能改变力的方向。拉力F等于物体的重力G加上绳子与滑轮之间的摩擦力f。实际情况下,拉力F所做的功可以分为克服物体的重力G所做的功Gh和克服摩擦力f所做的功fs两部分。同时,拉力F作用点移动的时间t与物体上升所用的时间相同,因此可以观察到物体在整个过程中功率P的变化。(同时性)在定滑轮中,拉力的大小不会随拉力方向的改变而改变,始终保持相同。定滑轮的特点包括不能改变力的方向和可以省一半的力。根据杠杆平衡原理,由于L1=2L2,因此拉力F1=,拉力F应该等于物体重力G的一半。但在实际情况中,拉力F还要克服定滑轮重力G和绳子与定滑轮之间的摩擦力f,因此实际拉力F为1/2(物体重力G+定滑轮重力G+绳子与定滑轮之间摩擦力f)。此外,拉力作用点移动的距离是物体移动距离的两倍(s=2h)。在滑轮组中,可以同时具备定滑轮和动滑轮的特点,既能省力,又能改变力的方向。在省力情况下,重物和动滑轮的总:..重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一,即F=1/n(G物+G动)。确定滑轮组中承担重物绳子的段数n的方法是在动滑轮与定滑轮之间画一条直线,将它们隔开来,只计算绕在动滑轮上的绳子段数。组装滑轮组的方法是根据“偶定奇动”的原则,即n为偶数时,绳子从定滑轮开始;n为奇数时,绳子从动滑轮开始。在绕绳的过程中,需要注意绳子不能相交。拉力F作用点移动的距离s等于绳子段数n乘以物体上升的距离h。机械效率可以用有用功、额外功和总功来定义。有用功是必须要做的功,用W有用表示;额外功是虽然不需要但又不得不做的功,用W额外表示;总功是有用功和额外功的总和,用W总表示,即W总=W有用+W额外。和势能的定义和公式1、动能:物体由于运动而具有的能量,用K表示,公式为K=1/2mv2,其中m为物体的质量,v为物体的速度;2、势能:物体由于位置而具有的能量,用Ep表示,公式为Ep=mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度;二、动能和势能的转化:..1、当物体从静止开始运动时,动能逐渐增加,势能逐渐减少;2、当物体运动到最高点时,动能为0,势能最大;3、当物体下落时,势能逐渐减少,动能逐渐增加;4、当物体运动到最低点时,动能最大,势能为0;三、机械能守恒定律1、定义:一个系统的机械能(动能+势能)在没有外力做功的情况下保持不变;2、公式:K1+Ep1=K2+Ep2,其中K1和Ep1为初始状态下的动能和势能,K2和Ep2为末状态下的动能和势能;3、应用:可用于解决机械能守恒的问题,如自由落体问题等;四、实际情况下机械能守恒的限制1、受到空气阻力和摩擦力的影响,机械能不守恒;2、在弹性碰撞中,动能不守恒,但总机械能守恒;3、在非弹性碰撞中,机械能不守恒;五、能量转换的应用1、水电站:利用水的势能转化为电能;2、风力发电:利用风的动能转化为电能;3、火力发电:利用燃料的化学能转化为电能;:..5、能源的合理利用和节约,是保护环境和可持续发展的必要条件。第5节物体的内能内能是指物体内部大量做热运动的粒子所具有的能量,俗称热能”。内能包括分子动能和分子势能。分子动能是分子等微粒无规则运动而具有的能量,分子势能是分子等微粒间的相互作用而具有的能量。内能的单位是XXX。内能的特点有以下几点:一切物体在任何情况下都具有内能;内能大小与温度有关,温度越高,微粒的无规则运动越剧烈,内能越大;内能大小与质量(微粒的个数多少)有关;内能大小与物质的状态有关。需要特别注意的是,内能增大时,温度不一定升高,如物体熔化时或沸腾时,内能增大,但温度却不变。改变内能的两种途径包括做功和热传递。外界对物体做功,物体的内能增加,实质上是其他形式的能量转化为物体的内能。四种方法包括压缩体积、摩擦生热、锻打物体和拧弯物体。物:..他形式的能量。例如,气体体积膨胀。热传递是内能由高温物体(或高温部分)传递到低温物体(或低温部分),直至温度相等时结束。热传递的方式包括传导、对流和辐射。在热传递中,传递能量的多少用Q表示,单位是焦耳。物体从外界吸收多少热量,内能就增加多少;物体向外界放出多少热量,内能就减少多少。做功和热传递在改变物体内能上产生的效果相同,但它们也有本质上的不同。做功实质上是能量的转化,而热传递实质上是能量的转移。比热容是指单位质量的物质温度升高或降低1时吸收或放出的热量,单位为J/(Kg·℃),读作焦每千克摄氏度”。以水为例,其比热为4200J/(Kg·℃),表示质量为1千克的水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量为4200J。水的比热特点是在一定质量的水,升高或降低一定温度吸收或放出的热量较多,因此可以用作制冷剂或取暖。比热容是物质的一种特性,受物质状态的影响。:..m×t,其中Q吸表示物体吸收的热量,Q放表示物体放出的热量,c为比热容,m为物体质量,△t为温度变化。需要注意的是,物体本身没有热量,不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小。热量是在热传递过程中,内能转移的数量,因此热量是一个过程量,存在于热传递的过程中,离开热传递谈热量是没有意义的。热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有直接关系。温度、内能、热量之间存在着区别和联系。温度是一个状态量,只能描述物体的状态,而不能描述热量的传递或转移。内能是能量的一种形式,也是一个状态量,通常用具有”等词来修饰。热量是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小。温度的变化可以改变一个物体的内能,传递能量的多少可以量度物体内能改变的多少。燃料的热值是指1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,用“q”表示,单位为焦/千克J/kg。以氢气为例,×10J/kg,表示质量为1千克的氢气完全燃烧时所释放的热:..10J。热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质,是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形状、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=qm。需要注意的是,燃料的热值只是在完全燃烧的情况下才能得到准确的计算,因此千克”、“某种燃料”、“完全燃烧”是必要的前提条件。火箭采用氢作为燃料,而不是汽油,这是因为液态氢的热值更高。在物理学中,物体能够做功是因为它具有能量,力对物体做了多少功,就有多少能量被转化。同样地,电流也具有做功的能力,因为它具有电能,当电流通过电器时,会发生电能与其他形式能量之间的转化,实质上是电流在做功。电功率是电流在单位时间内所做的功,用“P”表示。它的单位有瓦特瓦(W)、千瓦(KW)和兆瓦(MW)。电功率反映了电流做功的快慢、电能转化的快慢和电能利用的快慢。例如,灯泡的电功率越大,单位时间内电流做功(电能消耗)越多,电能转化越快,电流做功越快。:..的正常工作的电压值就是额定电压,常用额表示。额定功率是用电器在额定电压下正常工作时的电功率,一般用电器上标明的正常工作的功率值就是额定功率,常用P额表示。用电器的额定电压和额定功率是不会发生改变的。电器常见的电功率有:普通灯泡15100W,电冰箱、电视机、电脑100—400W,空调、电热水器1000W左右。实际电压是用电器实际工作时的电压,常用U实表示。它可能与额定电压相等,也可能比额定电压大或者小,也可能用电器两端实际电压为。实际功率是用电器在实际电压下工作时的电功率,常用P实表示。它可能与额定功率相等,也可能比额定功率大或者小,也可能用电器两端实际功率为。灯泡的亮度由灯泡的实际电功率大小决定,无论额定电压如何,额定功率如何,在没有损坏的前提下,如果实际功率相等,则发光的亮度就相同。:..小的因素包括器材和条件控制。在实验中,可以研究灯泡电功率大小与电流大小或电压大小的关系。在不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡的功率越大,这也决定了小灯泡的亮度,实际功率越大,小灯泡越亮。测小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两个实验有相似之处,但也有明显区别。测电阻采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻,而测电功率不能求平均值。在实验电路中,小灯泡不发光的原因可能是电路故障问题或者小灯泡的实际电功率太小。电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的,计量单位为千瓦时,也被俗称为度”。电能表的参数包括“220伏、50赫”。“10(20)安”和“600转/千瓦时”,测量电能的方法可以用刻度盘读数。在实验中,让用电器工作一段时间,读出该用电器消耗的电能,利用公式P=W/t计算出该用电器的电功率。测量较小电能时,可以使用转盘读数法。这种方法通过记录电能表转盘在一段时间内的转数,再结合每转所表示的电能,计算出该段时间内消耗的电能。具体过程是:W电=转数×每转消耗的电能,其中每千瓦时对应的转数为600转。为了测量待测电器的电功率,让其工作并记录电能表转盘转过一定转数:..n所用的时间t,然后根据公式W=(n××10J)/600转得出该用电器在时间t内做的功W,再用公式P=W/t计算出电功率P。在学****本节内容时,由于涉及到多个公式和单位,容易混淆或者选用不正确的公式进行分析和计算。为了避免这种情况,解答计算题时应先列出已知的各个物理量并标注相应的单位,然后列出所要求的物理量,综合已知和要求的物理量,找出需要使用的公式。灯泡的亮度取决于实际功率,而与额定功率无关。判断时,可以根据以下三条规律:(1)若灯泡正常发光,则额定功率大的灯泡亮;(2)若灯泡串联且不正常发光,则电阻大的灯泡亮;(3)若灯泡并联且不正常发光,则电阻小的灯泡亮。在测量小灯泡电功率实验时,可能会出现接线错误或实验操作错误。接线错误的表现为灯泡很亮、电压表和电流表的指针偏转较大,但移动滑动变阻器,灯泡亮度和电压值、电流值不变;或者灯泡很暗,电压表和电流表的指针偏转较小,但移动滑动变阻器,灯泡亮度和电压值、电流值不变。这种情况通常是由于滑动变阻器同时接在上下两个接线柱上。实验操作错:..误的表现为灯不亮,电压表无示数但电流表有示数,或者灯不亮,电压表有示数但电流表无示数。这种情况通常是由于灯泡短路或者断路。在使用电热器时,电流通过导体会使导体的温度升高,这种现象叫做电流热效应。电热器的原理就是利用电流的热效应来产生热量。电流热效应的利处在于无污染、热效应高、控制方便且温度易于调节。但是也存在一些弊端,例如可能会产生过度加热、能源浪费等问题。需要注意的是,电流热效应现象的产生与导体的电阻有关,当电阻消失(即超导体)时,热效应现象也就不存在了。二、核能的和平利用——核电站核电站利用原子核裂变产生的能量,将水变成水蒸气,推动蒸汽机转动,从而带动发电机发电。这个过程可以简单概括为核能-内能-机械能-电能的转化。核电站具有以下特点:燃料消耗少、能量产生巨大、可以大大减少燃料的运输量,特别适用于缺少能源的区域。但是,核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染。:..三、能量的转化与守恒能量既不会消失,也不会创造,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。在这个过程中,能的总量保持不变,这就是能量守恒定律。能量的转化与转移是有一定的方向性的,需要根据具体情况进行分析和判断。