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九年級科學能量的轉化與守恒知識點分析

2014-5-11 0:37:35下載本試卷

九年級科學能量的轉化與守恒知識點分析

一、能量的相互轉化

1.各種形式的能量有:電能、熱能、化學能、生物能,機械能(包括動能和勢能)、光能、太陽能、水能、風能,原子核能、地熱能、潮汐能等。

2.能量的相互轉化實質上是能量的轉移和轉化過程,包括“消耗能量”、“利用能量”和“獲得能量”。能量的轉化普遍存在,如動能轉化為勢能,化學能轉化為電能,生物能轉化為勢能,電能轉化為光能和熱能等。

二、能量轉化的量度(1

1.做功是表示能量轉化的多少。

2.做功的兩個必要出素: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×距離),

F: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,而與物體的質量、物體具體的運動狀態(是而勻速、變速)無關,與是否受摩擦(即物體表面是否粗糙)等因素也無關。

2.F和S必須是同時作用在同一物體上(同一時間內所作用的力和移動的距離)。

3.討論:塔式起重機下掛重物,當重物靜止不動,勻速向上運動、沿水平方向勻速移動三種情形中,鋼索的拉力是否做功。說明:做功時兩個必要因素缺一不可。

三、能量轉化的量度(2

1.功率是表示物體做功快慢的量。(能量轉化的快慢)

2.功率的定義:物體在單位時間里完成的功叫功率。

 W

t

 
3.功率的公式:P =    ,P = Fν。

4.功率的單位:瓦特,簡稱“瓦”,符號“W

單位之間的換算關系: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= Fν可以用來解釋為什么汽車上坡時要減速而加大油門,其解釋為:當P一定時, F與ν成反比,汽車上坡時,由于發動機的功率一定,司機采用降低速度的方法來獲得較大的牽引力的緣故。

四、 認識簡單的機械(1

1.杠桿:一根硬棒,在力的作用下如果能繞固定點轉動。這根硬棒就叫杠桿,杠桿可以是直的,也可以是彎的。如:

2.杠桿的五個要素:

(1)支點:使杠桿繞著轉動的固定點(常用O表示)。

(2)動力:使杠桿轉動的力(用F1表示)。

(3)阻力:阻礙杠桿轉動的力(用F2表示)。

(4)動力臂:從支點到動力作用線的垂直距離(用表示)。

(5)阻力臂:從支點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.力臂是支點到力的作用線的垂直距離.而不是支點到力的作用點的距離,

3.作力臂的步驟:(1)找支點;(2)作力的作用線;(3)從支點向力的作用線畫垂線;(4)標出力臂。

實驗探究:杠桿的平衡條件

1.器材檢查: 杠桿和它的支架,鉤碼、尺、線。

2.實驗操作步驟。

(1)如圖3-13,將杠桿的支點支在支架上,調節杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置處于平衡狀態。

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量的鉤碼,在杠桿上左右移動懸掛的位置,直到杠桿再次達到水平位置處于平衡狀態。

思考并回答:杠桿兩邊受到的力 等于 鉤碼受到的重力。把左邊鉤碼對杠桿的作用力叫動力Fl,右邊鉤碼對杠桿的作用力叫阻力F2,填人表格。

(3)用直尺量出動力臂、阻力臂,填入表內。

(4)改變力和力臂的大小,重復上述實驗4次,將有關數據填人表內。

序號

動力F1/牛

動力臂/厘米

阻力F2/牛

阻力臂/厘米

1

2

3

4

分析綜合上述各組數據,得出結論:

動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積,即動力×動力臂 = 阻力×阻力臂。

若用符號表示可寫成:

五、認識簡單的機械(2

1.杠桿在動力和阻力的作用下,保持靜止狀態或勻速轉動狀態,這根杠桿就平衡。

2.杠桿平衡條件的表達式:  或

3.杠桿的類型:

(1)省力杠桿: ,省力、但多移動距離。如拔釘子用的車角錘、剪鐵皮用的剪子等。

(2)費力杠桿:,費力、但可以少移動距離(省距離),如釣魚竿、鑷子等。

(3)等臂杠桿:,既不省力也不費力,又不多移動距離,如天平、定滑輪等。

重要提示:若,則杠桿的平衡被破壞,原來靜止的杠桿就發生轉動,若,則杠桿向F1的方向轉動,反之則向F2的方向轉動。

4.怎樣使用杠桿最省力

根據杠桿的平衡條件:!可以看出:當作用在杠桿上的阻力和阻力臂一定時,動力臂越長,使杠桿平衡所用動力越小,也就是說當動力臂最長時用的動力就最小。

為了使動力臂最長,施加的動力必須具備兩個條件:

(1)動力的作用點在杠桿上距支點最遠處;(2)動力方向應垂直于支點和動力作用點的連線。如圖3—15和圖3—16所示時作用在杠桿上的動力是最小的。

   

六、認識簡單的機械(3

1.滑輪:周邊有槽,可以繞著中心軸轉動的輪子。

2.定滑輪:使用時滑輪的位置固定不變;定滑輪實質是動力臂等于阻力臂的等臂杠桿;使用定滑輪時不能省力,但可以改變力的方向。

3.動滑輪:使用時滑輪隨重物一起移動;動滑輪實質是動力臂是阻力臂兩倍的杠桿;使用動滑輪可以少一半力,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,重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔,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,繩子自由端移動的距離與重物上升的距離相等,繩子自由端移動的速度與物體移動的速度相等;

使用動滑輪時,繩子自由端移動的距離是物體移動距離兩倍,繩子自由端移動的速度是物體移動速度的兩倍。

七、認識簡單的機械(4

1.有用功:利用機械時,需要做的這部分功,叫有用功,常用W表示。

2.額外功:使用機械時,不需要但又不得不做的那部分功叫額外功,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表示。即W + W額外 = W

4.機械效率:有用功跟總功的比值。叫機械效率,常用η表示。

5.機械效率的公式:

重要提示:

1.機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.提高機械效率的力法:減少機械自身重(動滑輪重);減少機械的摩擦等來減小額外功。

3.由于有用功總小于總功,機械效率總小于1。

八、動能和勢能(1

 1.能量:一個物體能夠做功,這個物體就具有能(量),能量的單位是焦耳。

 2.動能:物體由于運動而具有的能。動能的大小與物體的質量和速度有關,物體質量越大.運動速度越快,其動能也就越大。

 3.勢能可分為重力勢能和彈性勢能。

  (1)重力勢能是指物體由于被舉高而具有的勢能.它與物體的質量和物體被舉高的高度有關,質量越大.被舉得越高,勢發生形變能越大。

  (2)彈性勢能:物體由于而具有的勢能,彈性形變越大,物體的勢能就越大。

重要提示:1.一切運動的物體都具有動能。

  2.物體只要被舉高,就具有重力勢能;物體發生彈性形變,就具有彈性勢能。

九、動能和勢能(2)

1.機械能:動能和勢能的總和,叫機械能。

2.機械能守恒定律:動能和重力勢能可以相互轉化,而且在轉化過程中,如果不受阻力。機械能的總量保持不變。

3.物體的動能和彈性勢能也可以相互轉化。

重要提示: 在動能和勢能的相互轉化時,若有“物體勻速下落”或“物體在運動過程中有發熱”或“物體表面粗糙”或不提“物體表面光滑”等字樣時,均有部分機械能轉化為內能,從而使機械能不守恒。

科學探究:

1.擺錘實驗:用細繩把擺錘懸掛起來,將擺錘拉到某一高度后放手,在擺錘向下擺動過程中,重力勢能變小,速度變大,擺錘的動能增大。當擺錘向上擺動過程中.速度變小,擺錘的動能減小,重力勢能增大。

2.滾擺實驗: 滾擺下降過程中,重力勢能減小,轉速增大,動能變大。當滾擺上升過程中,轉速變小,動能變大,重力勢能增大 。

實驗表明:(1)物體的動能和重力勢能可以相互轉化。

(2)物體的動能和彈性勢能也可以相互轉化。

思考:若沒有摩擦阻力.擺錘和滾擺將怎樣運動?

十、物體的內能

1.熱運動:物體內部大量微粒的無規則運動

2.內能:物體內部大量微粒做熱運動具有的能,也叫熱能。

3.做功和熱傳遞都可以改變物體的內能,且是等效的。做功改變內能的實質是熱能與其他形式的能之間的轉化。熱傳遞實質上是內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。

4.燃料燃燒是一種化學變化,是物質劇烈氧化的過程。從能量的轉化看,燃料燃燒釋放熱量的過程是將貯存在燃料中的化學能轉化為內能的過程。

5.燃料熱值:1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量。其單位是焦/千克(J/kg)。

重要提示:

1.微粒的無規則運動與溫度有關,溫度越高,微粒的無規則運動越劇烈。

2.熱運動是指大量微粒的無規則運動,單個微粒無熱運動可言。可見,單個微粒也無內能可言。

3.內能的大小跟物體的質量也有關,例如一壺沸水的內能比一杯沸水的內能就要大得多。

十一、電能的利用(1

1.電流做功的過程,就是把電能轉化為其他形式的能的過程.電流對電器做了多少功,就有多少電能轉化為其他形式的能。

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,簡稱“瓦”,符號“W”,還有千瓦(kW)。

4.額定電壓:用電器正常工作時的電壓。用U表示;額定功率:是用電器在額定電壓下消耗的功率,用P表示。

重要提示:1.實際功率是指用電器在實際電壓下工作時的功率,用P表示。

  2.電燈的亮度是由電燈的功率來決定的,當電燈正常發光時,由額定功率來決定,若電燈不正常發光.則由它的實際功率來決定。

十二、電能的利用(2

1.電功率大小等于通過這個電器的電流與這個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.電能表上的計量單位:千瓦時,俗稱度。電功的單位。

1千瓦時 = 1000瓦×3600秒 = 3.6×106

重要提示:1.電流做功的實質: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,以及通電時間的乘積。

2.電功的單位與機械功的單位一樣,都是焦耳。

測量小燈泡的功率

1.根據小燈泡的額定電壓來確定電源電壓及電壓表的量程,然后估測小燈泡正常工作時的電流,再確定電流表的量程。

  2.連接電路時,開關應一直處于斷開狀態,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片調至阻值最大的位置。

  3.實驗時,應觀察燈泡的亮暗,觀察燈泡的亮度隨燈泡兩端電壓變化的情況。只有當燈泡兩端電壓等于燈泡的額定電壓時,燈才能正常發光。

  4.調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓恰好等于燈泡的額定電壓。讀出此時兩只電表的讀數,并記錄在實驗數據表內.

  5.調節滑動變阻器,使小燈泡兩端電壓為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡亮度,相對于額定電壓時亮度要亮,讀出此時兩只電表讀數并填入表內。

  6.調節滑動變阻器,使小燈泡兩端電壓為額定電壓的0.8倍,觀察小燈泡亮度,相對于額定電壓時亮度要暗。

重用提示:在測量小燈泡的功率的實驗中,小燈泡不發光或電流表沒有示數,或電壓表沒有示數,表明電路被短路或斷路;若電流表沒有示數,電壓表有示數,表明電燈處斷路(燈絲斷了或接線處接觸不良);若電流表有示數,而電壓表無示數,表明電燈處被短路。而實驗時,要測定小燈泡的功率,只有當電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓時,測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:測量用電器消耗的電能大小的儀器,符號“kW·h”,千瓦時俗稱“度”。

2.電能的單位之間的換算關系:1千瓦時 = 1000瓦×3600秒 = 3.6×106

重要提示:1.電能表的規格“220V 10A”表示電能表的額定電壓是220伏,允許通過的額定電流是10安。

3.某電能表面標有“1800R/kWh”,它表示電路每消耗1千瓦時的電能,該電能表的轉盤轉過1800轉。

十四、電熱器

l.常見的電熱器:電飯煲、電熱水壺、電熨斗、電吹風機、電烙鐵等。

2.電流的熱效應:電流通過各種導體時.會使導體的溫度升高的現象。

3.焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。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來工作的。電流通過導體發熱的過程實質上是電能轉化為內能的過程。

2.電熱器的優點:清潔、無污染、熱效率高、便于控制和調節等。

3.W = UIt和Q = I2Rt是有區別的,只有當電能全部轉化為內能時,電熱正好等于電功時,W = Q才能成立。

十五、核能的利用

1.核能:原子核發生變化時要釋放出核能,或稱原子能。

2.獲得核能的兩種途徑:重核裂變(原子彈)和氫核聚變(氫彈)。

3.核電站中的能量轉化:核能一→內能一→機械能一→電能。

4.常見的放射線:α射線、β射線、γ射線。

5.放射線的應用:可以通過變異,培育優良品種:用γ射線做手術——γ刀;用射線來殺菌、保鮮。

十六、能量的轉化與守恒

1.能量轉化和守恒定律:能量既不會消滅,也不會創生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化或轉移過程中,能的總量保持不變。

2.常見的能量有:化學能、大陽能、電能、機械能、動能、勢能、內能等,這些能量之間都可以相互轉化或轉移。

重要提示:

1.能量轉化和守恒定律是自然界最普遍、最基本的定律。

2.永動機是違反能量轉化和守恒定律的,能量的轉化和轉移是有一定的方向性的,

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