九年级科学第三章能量的转化与守恒知识点整理.docx
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1、能量的转化及守恒1 能量转化的普遍性(1) 雪山上奔驰的汽车被快速滑落下来的积雪推翻并淹没,积雪的势能转化为动能。(2) 人造卫星在太空中的电能靠太阳能转化而来。(3) 火山地带的热泉水向外喷出的能量多由地热能转化而来。(4) 青蛙从地上跃起,捕获害虫的能量是由生物质能转化的。大量事实说明,自然界中各种形式的能量都不是孤立的,不同形式的能量会发生互相转化,能量也会在不同的物体间互相转移。所谓“消耗能量“应用能量或者“获得能量,本质上就是能量互相转化或转移过程。能量转化是一个普遍的现象,自然界中物质运动形式的变更总伴随着能量的互相转化。2 能量的转化和转移各种能量之间都可以互相转化,同种能量在不
2、同的物体上可以发生转移。(1) 胶片感光成像光能转化为化学能;(2) 激光切割金属光能转化为内能;(3) 绝技跳伞机械能转化为内能;(4) 水电站发电机械能转化为电能;(5) 植物生长须要阳光太阳能转化为生物质能生物化学能(6) 森林火灾化学能转化为内能;(7) 后面的球将前面的球装走后面球的动能转移到前面的球上;(8) 热传递内能从一个物体转移到另一个物体上。3 识别能量转化和转移的方法(1) 从能的形式变更上区分能量的转化和转移:假如某物体有能量增减,并且在增减过程中能的形式发生了变更,这个过程就是能的转化过程。假如某物体的能量有增减,且在增减过程中能的形式没有发生变更,这个过程是能量转移
3、的过程。(2) 识别物体的能量转化成了什么能量时,首先要确定物体原来具有什么能量,后来哪些能量有增减,再根据现象分析削减的能量到哪儿去了,增加的能量从哪儿来。4 能量广泛地联络着各种自然现象(1) 摩擦生热:摩擦属于机械运动,生热及热现象有关,这是机械运动和热现象之间的练习。(2) 电灯发光:电灯及点现象有关,发光及光、热现象有关,这是电现象及光、热现象之间的联络。(3) 电池供电:电池供电是电池内部发生化学反响,这是化学现象及电现象之间的联络。电动机是利用电来使物体运动,这充分表达了电现象及机械运动之间的联络。各种自然现象都存在着互相联络,这些联络都依存着能量的转化和转移。5 功:能量转化多
4、少的量度(1) 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的间隔 ,两者缺一不行。(2) 公式、物理量符号及单位:6 功率:能量转化快慢的量度或对物体做功快慢的量度(1) 单位时间内所做的功叫做功率。(2) 公式、符号及单位:7 推断力是否对物体做功的方法根据做功的必要因素可知,以下三种状况对物体都没有做功:(1) 物体挪动了一段间隔 ,但没有受到力的作用。例如物体在光滑程度面由于惯性而做匀速运动。没有力对物体做功。(2) 物体受到力的作用,但没有沿力的方向通过间隔 。例如,用力推车,车没有推动。推车的力没有对物体做功。(3) 物体受到了力的作用,也通过了间隔 ,但物体
5、挪动的间隔 跟物体受到力的方向垂直。例如,手用竖直向上的拉力提水桶,沿程度方向挪动一段间隔 ,这个拉力也没有对水桶做功。8 辨析做功“快及做功“多做功快慢和做功多少是两个不同概念。例如,甲在1s内做了50J的功,而乙在5s内做了100J的功时,乙做的功虽然比甲多,但它比甲用的时间长,平均1s内只做了20J的功,所以乙比甲做功要慢。可见,做功快慢是跟做功的多少和做功所用时间的多少有关的,在物理学中用功率来描绘,而做功“多少在物理学中用功来描绘。9 功率大小的比较方法(1) 在一样的时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大,这是物理学中常采纳的方法。(2) 在完成一样功的条件下,比较所用时
6、间的长短,所用时间越短,功率越大。(3) 在做功的多少和所用时间都不一样的状况下,通过计算后进展比较。10 计算功率的另一个公式物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,那么拉力做功的功率等于力及物体速度的乘积。P=Fv。推导:由该公式可知:在功率P肯定时,力F及速度v成反比。应用:汽车上坡时,司机换用抵抗,减小速度,以获得较大的牵引力。11 杠杆:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆(1) 杠杆有五个要素:支点:杠杆围着转动的点O;动力:使杠杆转动的力F1;阻力:阻碍杠杆转动的力F2;动力臂:支点到动力作用线的间隔 l1;阻力臂:支点到阻力作用线的间隔 l2。(2) 杠杆
7、的五要素可以用杠杆示意图表示出来。(3) 力臂的画法: 首先确定支点O。 画好动力作用线及阻力作用线。画的时候可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,那么支点到垂足的间隔 就是力臂。 最终用大括号勾出力臂或在线段两端标上箭头表示力臂的端点,在旁边分别用字母l1和l2表示动力臂和阻力臂。12 杠杆平衡条件(1) 杠杆平衡条件表达式:动力动力臂=阻力阻力臂假设用F1表示动力,F2表示阻力,l1表示动力臂,l2表示阻力臂。那么有:(2) 探究时留意的问题: 试验前要先调整杠杆两端平衡螺母,使杠杆在程度位置平衡。 在试验时不能挪动平衡螺母。 在加减或挪动钩码时,要使杠杆在程
8、度位置平衡。 试验不能只凭一组数据得到结论,必需在屡次试验的根底上通过分析才能得出结论。13 杠杆的应用(1) 省力杠杆:动力臂大于阻力臂,即l1 l2,杠杆平衡时,动力小于阻力,F1F2,即用较小的动力就可以抑制较大的阻力。运用省力杠杆的好处是省力,但是动力挪动的间隔 却比阻力挪动的间隔 大。省了力,却费了间隔 。(2) 费劲杠杆:动力臂小于阻力臂,即l1l2,杠杆平衡时,动力大于阻力,F1F2,即运用费劲杠杆费劲。但是动力挪动的间隔 比阻力挪动间隔 小。费了力,却省了间隔 。(3) 等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,杠杆平衡时,动力等于阻力,运用等臂杠杆既不省力也不费劲,既不省间隔 也不费间隔
9、。但可以变更动力的方向,使工作便利。14 滑轮周边有小槽,能绕轴转动的小轮叫做滑轮。滑轮分定滑轮、动滑轮两种。用定滑轮、动滑轮又可以组装成不同的滑轮组。(1) 定滑轮运用时,轴固定不动。不能省力,但能变更力的方向,相当于等臂杠杆。(2) 动滑轮运用时,滑轮的轴随物体一起运动。能省一半的力,但不能变更力的方向,相当于动力臂为阻力臂两倍的杠杆。(3) 滑轮组由动滑轮和定滑轮组合而成的简洁机械。运用时,动滑轮和物体的总重由几股绳子承担,那么拉起物体所用的力就是总重的几分之一。15 机械效率(1) 有用功:对我们游泳的,是我们所须要的功。(2) 额外功:虽然不须要,但又不得不做的功叫额外功,也叫无用功
10、。(3) 总功:有用功和额外功之和。如:买酱油时,把酱油从地面上提起来,对酱油做的功叫做有用功,对油瓶做的功是额外功,对酱油和酱油瓶做的功是总功。(4) 机械效率:有用功及总功之比叫做机械效率,用希腊字母表示。那么有公式:。机械效率通常是一个百分数。由于运用机械时,机械受到重力作用,机件之间、物体和机械之间的摩擦总是存在的,所以总要做一些额外功,因此,机械效率肯定不会到达100%,或者说机械效率总小于1。16 滑轮组承重绳子的股数的确定方法及组装方法(1) 承重绳子的股数的确定方法: 首先要分清哪些是定滑轮,哪些是动滑轮; 在动滑轮及定滑轮之间画一条虚线,看跟动滑轮相连的绳子有几股,那么承重绳
11、子的股数n就是几。在图1中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为探讨对象,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力。同理,分析上图2可知,提起重物及动滑轮的力(2) 滑轮组的简洁组装方法: 当承重绳子的股数n为奇数时,绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上,然后依次绕过滑轮; 当承重绳子的股数n为偶数时,绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩上,然后依次绕过滑轮。17 理解有用功、额外功和总功有用功可理解为一种“目的功。例如:用滑轮组匀速提升重物时,运用机械的目的是进步重物,那么抑制物体的重力做的功是有用功,即。又如用滑轮组拉动重物在程度面上匀速挪动时,运用机械的目的是程度挪动重物,那么
12、抑制物体及程度面间的摩擦力做的功是有用功,即额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功,即抑制机械自重和自身部件的摩擦而坐的功。由于机械自重和摩擦总是存在的,因此额外功是不行防止的,对任何实际的机械总有0。总功是人们运用机械时动力总功做的功。总功等于动力及动力作用点挪动间隔 的乘积,即,这其中既有通过机械抑制物体阻力做的有用功,又有抑制机械自身重力和摩擦做的额外功,所以有用功、额外功和总功的关系是。18 机械功率的比较当总功肯定时,机械做的有用功越多或额外功越少,机械效率就越高;当有用功肯定时,机械所做的总功越少或额外功越少,机械效率就越高;当额外功肯定时,机械所做的总功越多或有用功越多,有用功
13、在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高。留意:(1) 机械效率的上下取决于有用功和总功两个因素,不能理解成:“有用功越多,机械效率越高。(2) 机械效率的上下及是否省力及功率的大小无关。(3) 机械效率不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值,同一机械在不同次做功的过程中,提起物重不同,机械效率往往会不同。19 作杠杆最小动力的方法运用杠杆的目的之一是省力,我们要学会在杠杆中找寻最小动力,或在杠杆示意图中作出最小动力。作图思路如下:(1) 确定支点,找出最长的动力臂。因为在组里和阻力臂肯定时,动力臂越长就越省力。(2) 按“顺反原理选好动力方向。也就是按动力使
14、杠杆转动的效果及阻力使杠杆转动的效果相反确定动力方向。(3) 根据确定的动力方向画出动力示意图。留意:作最小动力的关键是找寻最长动力臂。最长动力臂的找法如下: 假如动力作用点已经给出,那么,支点到动力作用点的连线作力臂,其力臂最长。 假如动力作用点没有确定,那么就要根据杠杆的几何特征找出最长动力臂,确定动力作用点。如圆形用直径做动力臂,立方体和长方体用对角线做动力臂。20 探究滑轮组的机械效率揣测及假设:揣测1:可能及匀速提升的速度大小有关;揣测2:可能及被提升的钩码的重力有关;揣测3:可能及匀速提升的速度大小和被提升的钩码的重力都有关;揣测4:可能及钩码被提升的高度有关。设计试验:(1) 试
15、验目的:学会测滑轮组的机械效率。(2) 试验原理:由机械效率的定义可知:,在用滑轮组提升钩码时,用弹簧测力计测出绳的拉力F,用刻度尺测出钩码提升的高度h和弹簧测力计挪动间隔 s,分别算出有用功以及总功代入公式求滑轮组的机械效率,即。(3) 试验器材:刻度尺,钩码,弹簧测力计,滑轮组两个,铁架台,长约2m的细绳。进展试验 用“限制变量法进展试验。保证其他条件不变,只变更将要验证揣测中的条件,先后两次分别用弹簧测力计测出绳端拉力F和钩码的重力G,用刻度尺测出钩码被提升的高度h和弹簧测力计挪动的间隔 s,记录在设计的表内。 分别计算出先、后两次匀速提升重物时,滑轮组的机械效率值和。将结果填入表内。分
16、析和验证:通过分析上述试验数据,总结滑轮组的机械效率及揣测的因素是否有关的结论。留意:(1) 弹簧测力计向上或向下拉动提升重物前,应当沿运用方向先将弹簧测力计调零。(2) 测量过程中,弹簧测力计在读数时,应保持弹簧测力计做匀速直线运动。(3) 在试验过程中,对于已经组装好的滑轮组,假如没有刻度尺,只要设物体提升的高度为h,根据绳子股数找出动力作用点挪动的间隔 s及高度h的关系,只用弹簧测力计也可测出滑轮组的机械效率。21 探究斜面的机械效率斜面也是一种简洁的机械,可以省力,但要费间隔 。探究:测量斜面的机械效率。(1) 供应器材:长方体木块、小车、砝码、长木板、弹簧测力计、刻度尺。(2) 需测
17、量的物理量有G、h、F和s。G为物体重力,h为斜面高度,s为斜面长度,F为沿斜面的拉力(3) 影响斜面的机械效率的因素有哪些?这些因素及斜面有关的有两个:斜面的斜角也叫斜率和斜面的粗糙程度摩擦因素。22 动能和势能动能和势能总称为机械能。动能和势能之间可以互相转化。(1) 动能:物体由于运动而具有的能量,叫做动能。(2) 重力势能:物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。(3) 弹性势能:物体由于发生了弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。23 动能的确定因素:动能的大小确定于物体的质量和速度(1) 在质量一样时,物体的速度越大,它具有的动能越大,物体的速度越小,它具有的动能越小。(2) 在速度一
18、样时,物体的质量越大,它具有的动能越大,物体的质量越小,它具有的动能也越小。24 势能的确定因素(1) 在质量一样时,物体所处的高度越高,它的重力势能越大,物体所处的高度越低,它的重力势能越小。(2) 在高度一样时,物体的质量越大,它的重力势能越大,物体的质量越小,它的重力势能越小。(3) 同一物体的弹性形变越大,那么它具有的弹性势能越大。25 认清“标记,确定机械能(1) 确定物体具有哪一种能量,先要认清“标记。 动能的标记:是否运动。 重力势能的标记:是否被举高。 弹性势能的标记:是否发生弹性形变。(2) 动能和势能可以互相转化。动能和重力势能之间可以互相转化。动能和弹性势能之间可以互相转
19、化。26 确定机械能转化的方法(1) 重力势能转化为动能的标记:速度增加时,高度降低;(2) 动能转化为重力势能的标记:速度减小时,高度增加;(3) 弹性势能转化为动能的标记:速度增加时,弹性形变减小;(4) 动能转化为弹性势能的标记:速度减小时,弹性形变增大。27 机械能守恒(1) 假如只有动能和势能互相转化,机械能的总和不变,或者说机械能守恒。(2) 假如物体及其他物体间有摩擦,机械能就会转化成其他形式的能,机械能不会守恒。(3) 运动的物体在平衡力作用下或不受力时,由于速度不变,那么动能不变;高度可能不变,可能增加,也可能减小,所以重力势能是否变更由运动方向确定。28 用“限制变量法探究
20、机械能的影响因素(1) 探究影响动能的因素 动能大小的确定:如以下图所示让小球从斜面上滚下,撞击纸盒,根据纸盒的远近确定动能的大小。纸盒被撞得越远,说明小球的动能越大。 变量的限制:用限制小球在斜面上的高度来限制在程度面上的速度;用体积一样的木球和铁球来限制小球的质量。(2) 探究影响重力势能的因素让高处的物体自由下落,撞击同一程度面的物体,根据物体的形变的大小来确定重力势能的大小。29 内能(1) 物质是由分子、原子或离子等粒子构成的,构成物质的粒子永不停息地做无规那么运动。扩散现象说明,温度越高,粒子的无规那么运动越猛烈。大量粒子的无规那么运动叫热运动。(2) 内能:物体内部大量做热运动的
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