九年級科學(xué)上冊 第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒知識點歸納 （新版）浙教版

1、第1節(jié) 能量及其形式(一) 認(rèn)識能量1. 物體能夠?qū)ν庾饔茫驼f它具有能量。能量也簡稱能。2. 一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大(二) 能量的形式自然界中任何物體都具有能量，能量是以多種形式存在的，根據(jù)能量的特點大致可以分為機械能、電磁能、內(nèi)能、化學(xué)能、光能、核能、聲能等第2節(jié) 機械能(一) 動能1. 定義：物體由于運動而具有的能量2. 決定其大小的因素：物體的速度越大，質(zhì)量越大，動能就越大(二) 勢能A. 重力勢能1. 定義：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能2. 決定其大小的因素：物體的質(zhì)量越大、位置越高，重力勢能就越大B. 彈性勢能1. 定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的

2、能量叫彈性勢能2. 決定其大小的因素：對于同一物體，彈性形變越大，彈性勢能越大(三) 動能和勢能的轉(zhuǎn)化A. 機械能：動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）統(tǒng)稱為機械能B. 機械能的轉(zhuǎn)化1. 動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化2. 機械能也可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C. 機械能守恒：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總量就保持不變，或者說機械能守恒第3節(jié) 能量轉(zhuǎn)化的亮度(一) 功1. 定義：如果一個力作用在物體上，且物體在這個力的方向上通過了一段距離，就說這個力對物體做了功2. 力對物體做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在這個力的方向上通過了距離3. 力不做功的三種情況三種情況原因?qū)嵗芯嚯x無力

3、物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過了一段距離，這時沒有力做功足球離開腳后在水平面上滾動了一段距離，人對足球沒有做功有力無距離有力作用在物體上，但物體沒有動，即物體沒有通過距離兩名同學(xué)沒有搬起石頭，所以對石頭沒有做功力與距離垂直物體受到了力的作用，也移動了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直提著水桶水平移動一段距離，豎直提水桶的力不做功(二) 功的計算1. 功的計算：功等于力與物體在力的方向上通過的距離的乘積2. 公式：用F表示力，s表示在力的方向上通過的距離，W表示功，則W = Fs3. 單位：在國際單位制中，力的單位是牛，距離的單位是米，功的單位是焦耳，簡稱焦（J）。4. 應(yīng)用W = Fs

4、計算功時，力與物體通過的距離方向必須一致，且對應(yīng)同一物體、同一段時間(三) 做功的實質(zhì)做功的過程實質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過程，力對物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。因此，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少。能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳(四) 功率1. 定義：功與做功所用時間之比叫功率，它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功2. 物理意義：功率是表示物體做功快慢的物理量3. 公式：如果用P表示功率，用W表示功，用t表示做功所用的時間，功率的計算公式為4. 單位：在國際單位制中，功的單位是焦，時間的單位是秒，功率的單位是焦耳每秒（J/s），它有一個專門名稱叫瓦特，簡稱瓦（W）工程技術(shù)上還常用千瓦（kW

5、）、兆瓦（MW）作為功率的單位，1kW = 1000W，1MW = 106W5. 功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，一個力做功的多少由功率和時間兩個因素決定。功率大的機械，做功不一定多；做功多的機械，功率也不一定大(五) 計算功率的另一個公式1. 當(dāng)物體在動力F作用下，以速度v沿力F方向做勻速直線運動時，力F所做的功 W = Fs = Fvt。力F做功的功率2. 由P = Fv知，功率一定時，機器的牽引力和速度成反比3. 對兩個公式的理解功率的定義式。它表示做功的物體在t時間內(nèi)的平均功率，而不是某一時刻的瞬時功率。無論受力物體運動狀態(tài)如何，普遍適用功率的推導(dǎo)式，它是物體在恒力F作用下，以速

6、度v勻速運動時推導(dǎo)出來的。它能表示物體的瞬時功率第4節(jié) 簡單機械(一) 杠桿1. 定義：如果一根硬棒在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫杠桿2. 杠桿可以是直的，也可以是彎的，但它一定是硬棒，即不能變形的棒3. 杠桿的五要素1) 支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點（圖中的O點）2) 動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力（圖中的F1）3) 阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（圖中的F2）4) 動力臂：從支點到動力作用線的距離（圖中的l1）5) 阻力臂：從支點到阻力作用線的距離（圖中的l2）4. 杠桿的平衡條件1) 杠桿平衡的含義：在力的作用下，如果杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動，我們就認(rèn)為杠桿平衡了2) 杠桿的平衡條件動力

7、動力臂 = 阻力阻力臂，用公式表示為這個平衡條件也就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理5. 杠桿的分類類型力、力臂的關(guān)系特點應(yīng)用省力杠桿F1F2l1l2省力但費距離鍘刀、瓶蓋起子、手推車、鋼絲鉗費力杠桿F1F2l1l2費力但省距離釣魚竿、鑷子、筷子、理發(fā)剪刀、縫紉機腳踏板等臂杠桿F1F2l1l2既不省力也不省距離，既不費力也不費距離天平(二) 定滑輪和動滑輪A. 定滑輪1. 定義：軸固定不動的滑輪2. 實質(zhì)：等臂杠桿3. 特點：不能省力，但能改變力的方向B. 動滑輪1. 定義：軸和重物一起移動的滑輪2. 實質(zhì)：動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿3. 特點：使用動滑輪能省一半的力，但費距離，且不能改變力的方向。

8、繩子自由端移動的距離是重物移動距離的2倍(三) 滑輪組1. 定義：定滑輪、動滑輪組合在一起構(gòu)成滑輪組2. 特點：使用滑輪組既能省力但又能改變力的方向3. 滑輪組省力情況分析：其中n為承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)4. 繩子自由端移動的距離：h為重物移動的距離5. 滑輪組組裝的原則：基本原則是“奇動偶定”1) 首先根據(jù)題意求出承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)G表示物重，若動滑輪重不能忽略，則G = G物 + G動；F表示所需拉力2) 若承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為奇數(shù)，則繩子的起點從動滑輪開始繞線，如圖甲所示3) 若承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為偶數(shù)，則繩子的起點從定滑輪開始繞線，如圖乙所示注：還要注意拉力的方向不同，所需定滑輪的個數(shù)

9、也不同(四) 機械效率1. 有用功、額外功、總功1) 有用功：為了達(dá)到某一目的而必須要做的功叫有用功。用W有用表示2) 額外功：并非需要，又不得不做的功叫額外功，用W額外表示3) 總功：有用功和額外功的總和叫總功，用W總表示，即W總 = W有用 + W額外2. 機械效率1) 定義：有用功與總功的比值叫機械效率，用表示2) 公式第5節(jié) 物體的內(nèi)能(一) 內(nèi)能A. 熱運動物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動，叫熱運動。這是因為分子的無規(guī)則運動的速度跟溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運動就越劇烈B. 內(nèi)能1. 分子動能：分子在不停地做無規(guī)則的運動，同一切運動的物體一樣，運動的分子也具有動能。分子由于運動而具有

10、的能叫分子動能。物體的溫度越高，分子運動得越快，它們的動能越大2. 分子勢能：由于分子之間具有一定的距離，也具有一定的作用力，因而分子具有勢能，稱為分子勢能3. 物體的內(nèi)能：構(gòu)成物體的所有分子，其熱運動的功能與分子勢能的總和，叫物體的內(nèi)能。單位：焦耳（J），各種形式能量的單位都是焦耳4. 對內(nèi)能的理解1) 內(nèi)能是指物體的內(nèi)能，不是分子的內(nèi)能，是物體內(nèi)部所有分子共同具有的分子動能和分子勢能的總和。單純考慮一個分子的分子動能和分子勢能是沒有現(xiàn)實意義的2) 一切物體在任何情況下都有內(nèi)能3) 內(nèi)能具有不可測量性，即不能準(zhǔn)確知道一個物體的內(nèi)能的具體數(shù)值C. 影響物體內(nèi)能大小的因素：物體的質(zhì)量、物體的溫度

11、、物體的體積、物體的種類、物體的狀態(tài)都可以影響物體內(nèi)能的大小(二) 物體內(nèi)能的改變1. 熱傳遞改變物體的內(nèi)能1) 對熱傳遞的理解條件不同物體或同一物體的不同部分之間存在溫度差方向由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體或由同一物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分過程高溫物體放出熱量內(nèi)能減少溫度降低低溫物體吸收熱量內(nèi)能增加溫度升高結(jié)果溫度相同實質(zhì)內(nèi)能發(fā)生了轉(zhuǎn)移，能的形式并未發(fā)生改變2) 熱傳遞是把內(nèi)能由溫度高的物體傳遞給溫度低的物體，而不是由內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體2. 做功改變物體的內(nèi)能：對物體做功，物體的內(nèi)能會增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少3. 做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的4. 溫度、熱量、內(nèi)能

12、三者之間的區(qū)別與聯(lián)系項目溫度熱量內(nèi)能定義宏觀上：表示物體的冷熱程度微觀上：反映物體中大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少構(gòu)成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和量的性質(zhì)狀態(tài)量過程量狀態(tài)量表述用“降低”“升高”“降低到”“升高到”“是”等表述用“放出”或“吸收”等表述用“有”“具有”“改變”“增加”“減少”等表述單位攝氏度（）焦耳（J）焦耳（J）關(guān)系熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，使其內(nèi)能增加或減少，但溫度不一定改變（如晶體的熔化、凝固過程），即物體吸熱，內(nèi)能會增加，物體放熱，內(nèi)能會減少，但物體的溫度不一定發(fā)生改變附：狀態(tài)量與過程量狀態(tài)量：是描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量如：

13、位置、速度、動量、動能、角速度、角動量、壓強、溫度、體積、勢能等等都是狀態(tài)量。過程量：是描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)變化過程的物理量如沖量、功、熱量、速度改變量等都是過程量，它是與時間變化量相對應(yīng)的。概念區(qū)分編輯過程量與狀態(tài)量的區(qū)分是：過程量是與時間變化量相對應(yīng)的，而狀態(tài)量是與時刻相對應(yīng)的。兩者的關(guān)系是：過程量一定決定狀態(tài)量的變化量。狀態(tài)量與過程量不是孤立的，它們之間存在著密切的聯(lián)系，例如做功的速率是功率，路程的變化率是速率，電荷的轉(zhuǎn)移速率是電流等等。狀態(tài)量：對任意閉合環(huán)路該量的積分為零，或者說這個量經(jīng)過任意過程后其變化只與初末狀態(tài)有關(guān)，與過程路徑無關(guān)。過程量：存在某一閉合環(huán)路該量積分不為零，或者說經(jīng)過某

14、個過程后其變化不僅取決于初末狀態(tài)，還與過程路徑有關(guān)。典型的狀態(tài)量：位置，能量，體積，密度，速度，加速度，溫度，熵，標(biāo)量勢等；典型的過程量：路程，功，熱量等(三) 比熱容A. 定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1所吸收的熱量叫這種物質(zhì)的比熱容，用符號c表示B. 單位：焦/(千克)，讀作焦每千克攝氏度C. 比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)1. 比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì)之一，它反映了不同物質(zhì)吸、放熱本領(lǐng)的強弱，利用物質(zhì)的這種性質(zhì)可以鑒別物質(zhì)2. 水的比熱容是4.2103J/(kg)，其物理意義是：質(zhì)量為1kg的水，溫度升高（或降低）1時所吸收（或放出）的熱量為4.2103J3. 對于同一種物質(zhì)，比熱容的值還

15、與物質(zhì)的物態(tài)有關(guān)，同一種物質(zhì)在統(tǒng)一物態(tài)下的比熱容是一定的，但在不同物態(tài)下，比熱容是不相同的D. 水的比熱容較大的應(yīng)用1. 水的吸（放）熱本領(lǐng)強，用水作散熱劑2. 水的溫度難改變，對機械或生物體起保護(hù)作用(四) 熱量的計算以Q表示物體吸收（或放出）的熱量，c表示物質(zhì)的比熱容，m表示物體質(zhì)量，t0表示初始溫度，t表示末溫，則有1) 吸熱公式：Q吸cm（tt0）2) 放熱公式：Q放cm（t0t）3) 熱量計算的一般公式：Qcmt(五) 熱機A. 熱機的特點：通過做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B. 內(nèi)燃機內(nèi)燃機就是燃料在機器氣缸內(nèi)燃燒的熱機。以汽油味燃料的內(nèi)燃機叫汽油機，以柴油為燃料的內(nèi)燃機叫柴油機C. 工作

16、過程：汽油機在工作時，活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動，活塞從汽缸的一端運動到汽缸的另一端，叫一個沖程1) 汽油機的一個工作循環(huán)由四個沖程組成，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程2) 在四個沖程中，只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉Γ瑢?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其他三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成(六) 燃料的熱值1. 定義：1kg某種燃料完全燃燒時放出的熱量2. 單位：J/kg（固、液）或J/m3（氣）1) 酒精的熱值是3.0107 J/kg，表示1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107 J2) 煤氣的熱值是3.9107 J/m3，表示1 m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9107 J3

17、. 關(guān)于熱值的理解：熱值是燃料本身的一種屬性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)4. 公式：Q=mq或Q=qV（q為熱值）第6節(jié) 電能(一) 電能與電功A. 電能是一種能源，可以由太陽能、風(fēng)能、水能等轉(zhuǎn)化而來，是“二次能源”。各種用電器工作時，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能B. 電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程就是電流做功的過程。電流所做的功叫電功C. 電能、電功的單位電能、電功的單位是焦。電能的單位還有千瓦時（kWh），俗稱“度”D. 電能表1. 測量電能的工具：電能表2. 電能表的參數(shù)及其意義3. 電能表測量電能的方法1) 測量較大的電能時用刻度盤讀數(shù)法。最后一位數(shù)字表示小數(shù)點后第

18、一位。電能表前后兩次讀書之差，就是這段時間內(nèi)消耗的電能，單位是千瓦時，即2) 測量較小的電能時，用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。通過記錄某段時間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)合電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)消耗的電能計算出該段時間的電能，即(二) 電器的電功率A. 定義：電流在單位時間內(nèi)所做的功叫電功率B. 物理意義：在物理學(xué)中，電功率表示電流做功的快慢，用字母P表示。電功率大的用電器只能說明它消耗電能快或電流做功快，并不表示電流做功的多少C. 單位電功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W，常用單位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）換算關(guān)系：1kW=1000W，1W=1000mWD. 額定電壓與額定功率1. 額定電壓：用電器正常工作時的電壓，

19、標(biāo)注在用電器銘牌上，常用U額表示2. 額定功率：用電器在額定電壓下工作時的電功率，標(biāo)注在用電器銘牌上，常用P額表示3. 燈泡銘牌的意義：一只燈泡上標(biāo)著“PZ220 25”，其中“PZ”表示該燈泡適用于普通照明，“220”表示該燈泡的額定電壓是220V，“25”表示該燈泡的額定功率是25WE. 實際電壓與實際功率1. 實際電壓：用電器實際工作時的電壓，它可能與額定電壓相等，也可能不等，常用U實表示2. 實際功率：用電器在實際電壓下工作時的電功率，用P實表示3. 燈泡的亮度取決于實際功率的大小。無論額定電壓如何，額定功率如何，在燈泡沒有損壞的前提下，如果實際功率相等，則發(fā)光的亮度就相同F(xiàn). 實際功

20、率和額定功率的關(guān)系用電器兩端的電壓電功率用電器工作情況U實U額P實P額正常工作U實U額P實P額容易損壞U實U額P實P額不能正常工作附：額定功率實際功率區(qū)別概念在額定電壓下的功率在實際電壓下的功率是否變化是確定的、唯一的，不隨實際工作電壓的改變而改變是不確定的，隨兩端所加電壓的改變而改變聯(lián)系當(dāng)用電器兩端的實際電壓等于額定電壓時，用電器的實際功率等于額定功率(三) 電功率和電功的計算A. 電功率的計算1. 公式P表示電功率，單位是W；U表示某段電路兩端的電壓，單位是V；I表示這段電路中的電流，單位是A2. 導(dǎo)出式此兩式只適用于純電阻電路B. 伏安法測小燈泡的功率1. 原理：P=UI2. 電路圖如圖

21、所示3. 選擇和連接實物電路時須注意：滑動變阻器調(diào)到最大阻值處，選用合適的電源、電流表、電壓表4. 滑動變阻器的作用：一是保護(hù)電路，二是控制小燈泡兩端的電壓C. 電功的計算1. 公式W表示電功，單位是J；P表示電功率，單位是W；U表示電壓，單位是V；I表示電流，單位是A；t表示時間，單位是s2. 導(dǎo)出式只適用于純電阻電路(四) 常用電熱器A. 電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體的溫度會升高，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)B. 電熱器1. 定義：電熱器是利用電來加熱的設(shè)備2. 原理：電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的3. 組成：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、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上制成

22、的(五) 電熱的計算A. 實驗：研究電熱跟哪些因素有關(guān)1. 實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)化法2. 結(jié)論1) 在電流和電阻相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多2) 在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多3) 在通電時間、電阻相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多B. 焦耳定律1. 內(nèi)容：電流通過導(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，跟通電時間成正比2. 公式：3. 適用范圍：無論是純電阻元件還是非純電阻元件，任何電阻不為零的用電器，都可以用焦耳定律計算它產(chǎn)生的電熱只適用于純電阻元件4. 電熱Q與電能W的關(guān)系1) 純電阻電路中，Q=W。因為純電阻電路將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生的電熱與消耗的電能相等2) 非純電阻電路中，QW。因為非純電阻電路中只有部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電熱小于用電器消耗的電能。如電動機，電能主要轉(zhuǎn)化為動能（機械能W機），有少量電能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以W = Q + W機第7節(jié) 核能(一) 裂變和聚變A. 核能：原子核在轉(zhuǎn)變過程中所釋放出的巨大的能量叫核能，也叫原子能B. 獲得核能的兩條途經(jīng)裂變（甲）與聚變（乙）1. 核裂變是質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核并釋放出巨大的能量2. 核聚變是2個質(zhì)量較