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文檔簡介
1:能量的多種形式常見的能有:動(dòng)能、勢能(動(dòng)能和勢能總稱機(jī)械能)、內(nèi)能(熱能)、太陽能、化學(xué)能(生物質(zhì)能)、光能、核能、電能、地?zé)崮?、潮汐能。自然界中各種形式的能量都不是孤立的,各種形式的能量會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。能量也會(huì)在不同的物體之間相互轉(zhuǎn)移。所謂的消耗能量、利用能量和獲得能量的實(shí)質(zhì)是能量相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程。如:雪崩時(shí)的能量轉(zhuǎn)化:勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能人造衛(wèi)星:太陽能轉(zhuǎn)化為電能青蛙躍起撲食的過程:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和勢能膠片感光成像:光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能特技跳傘:勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和熱能森林火災(zāi):化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能植物生長:光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能水電站(工作時(shí)):機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能知識(shí)點(diǎn)2:機(jī)械能能量:一個(gè)物體能夠做功,我們就說這個(gè)物體具有能理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。②一個(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。1、機(jī)械能:動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。重力勢能:物體由于被舉高而具有的能。彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。2、動(dòng)能和勢能的影響因素(1)影響動(dòng)能的因素是物體的質(zhì)量和速度。質(zhì)量相同時(shí),速度大的物體具有的動(dòng)能大;速度相同時(shí),質(zhì)量大的物體具有的動(dòng)能大。(2)影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和高度。質(zhì)量相同時(shí),高度大的物體重力勢能大;高度相同時(shí),質(zhì)量大的物體重力勢能大。(3)同一物體的彈性形變?cè)酱?,其彈性勢能越大?、動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化(1)動(dòng)能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:①質(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動(dòng)能增大,重力勢能減小,重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;②質(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動(dòng)能減小,重力勢能增大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能;(2)動(dòng)能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:①如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小,而另一個(gè)物體的彈性勢能增大,則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能;②如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大,而另一個(gè)物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。(3)動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析:①首先分析決定動(dòng)能大小的因素,決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素——看動(dòng)能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化。②還要注意動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失),則動(dòng)能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。③題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒有能量損失——機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失——機(jī)械能不守恒。如,(1)勻速騎自行車上坡,動(dòng)能不變,勢能增大,機(jī)械能增大,為什么機(jī)械能不守恒?(2)從滑梯上勻速下滑,動(dòng)能不變,勢能減小,機(jī)械能減小,為什么機(jī)械能不守恒?4、機(jī)械能定義:動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。理解:①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能;②有勢能的物體具有機(jī)械能;③同時(shí)具有動(dòng)能和勢能的物體具有機(jī)械能。機(jī)械能守恒:物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)化的過程,如果沒有摩擦阻力,機(jī)械能的總量保持不變。即動(dòng)能減小了多少,勢能就增加多少;勢能減小了多少,動(dòng)能就增加多少。知識(shí)點(diǎn)3:一.功1.功:物體受到力的作用,并且在這個(gè)力的方向上通過一段距離,我們就說這個(gè)力對(duì)該物體做了功。力做功也常說成物體做功。如果物體移動(dòng)的方向與力的方向相反,則稱物體克服該力做功。2.做功的兩個(gè)必要因素:(1)作用在物體上的力;(2)物體在力的方向上通過的距離在光滑的水平面上,一鋼球由慣性運(yùn)動(dòng)了一段距離s,見下圖請(qǐng)同學(xué)們分析一下在這段勻速運(yùn)動(dòng)過程中有沒有力對(duì)鋼球做功。提議先對(duì)小球的受力情況進(jìn)行分析,再逐步確定沒有力對(duì)小球做功。幾種不做功的情況:(1)物體沒有受到力的作用,但因?yàn)閼T性通過一段距離;(F=0)(2)物體受到力的作用,但沒有移動(dòng)距離;(s=0)(3)物體受到了力的作用,同時(shí)也運(yùn)動(dòng)了一段路程,但在力的方向上沒有通過距離;(力和通過的距離方向垂直)(F⊥s)*所以力學(xué)中的“做功”與日常生活中的“工作”不完全一樣,平常我們所說的“工作”是對(duì)一切消耗體力和腦力勞動(dòng)的總稱?!白龉Α北取肮ぷ鳌钡暮x要狹窄且嚴(yán)格得多。譬如一個(gè)人在水平地面擔(dān)了一天水,他當(dāng)然是工作了,但從力學(xué)角度來說,他基本上沒有對(duì)水做功。*分析概念:①要搞清楚是什么物體用力,什么物體受力,在力的方向上產(chǎn)生了什么效果。②要注意做功與“做工”和“工作”的區(qū)別。③功必須具備兩個(gè)要素(力和力的方向上通過的距離)。3.功的計(jì)算分析:由圖甲可知,用力把一木板提升1米做了一定的功,圖乙把同樣三塊木板提升1米高,拉力做多少功?把一塊木板提升3米呢?(見圖丙)從以上分析可知,在通過相同的距離時(shí),作用在物體上的力越大,做功越大;作用在物體上的力相等時(shí),物體在力的方向上通過的距離越大,則做功越大。即功的大小跟作用在物體上的力成正比,還跟物體在力的方向上通過的距離成正比。在力學(xué)中規(guī)定:(1)功的大?。汗Φ扔诹臀矬w在力的方向上通過的距離的乘積。(2)計(jì)算公式:功=力×距離,即W=Fs(3)功的單位:焦耳,簡稱焦(J)1焦=1牛?米(體會(huì)1焦的大小:把2個(gè)雞蛋舉高1米,做的功大約是1焦)(介紹人物焦耳)4.功和能的關(guān)系(1)能:物體具有做功的本領(lǐng),就說物體具有能(單位:焦耳)。(2)做功的過程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過程。(3)功用來量度——能量轉(zhuǎn)化的多少。分析:現(xiàn)象1建筑工地上需要將1000塊磚送到15米高的樓上。方法如下:①人用筐將磚運(yùn)送到樓上。②人用滑輪將磚運(yùn)送到樓上。③使用起重機(jī)將磚運(yùn)送到樓上。提問:以上三種方法所做功的情況有什么不同。(待學(xué)生思考不必要求立即回答)?,F(xiàn)象2一個(gè)人用通常的步伐走上三樓,或快速地跑到三樓上。提問:兩種方法所做的功的情況有何不同。(要求同上題,先認(rèn)真去思考,不必急于作答。)現(xiàn)象3展示兩張圖片二.功率1.引入:反映該物體做功的快慢的科學(xué)量(功率也表示了能量轉(zhuǎn)化的快慢)2.定義:單位時(shí)間里完成的功叫功率。3.計(jì)算公式:(1)定義式:功率=功/時(shí)間 P=W/t(2)推導(dǎo)式:(注意:F與v同方向?。ㄎ矬w在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積。在功率P一定時(shí),力F與速度v成反比。當(dāng)汽車上坡時(shí),司機(jī)采取換擋的辦法,減小速度,以獲得較大的牽引力。)4.單位:瓦特(W)或焦/秒(J/s)或牛·米/秒(N·m/s)——說明科學(xué)量的單位可以通過推導(dǎo)的公式來獲得1瓦特=1焦耳/秒,1千瓦=1000瓦,1兆瓦=106瓦特。介紹:功率是機(jī)器的主要技術(shù)性能之一,選購機(jī)器考慮它的功率時(shí)要從實(shí)際出發(fā)。一、杠桿1、定義:一根硬棒,如果再力的作用下,能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就叫杠桿;(1)一根硬棒能成為杠桿,應(yīng)具備2個(gè)條件:要有2個(gè)力的作用,一個(gè)能使它轉(zhuǎn)動(dòng),另一個(gè)阻礙它轉(zhuǎn)動(dòng),且能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);如:瓶蓋起子在沒有使用時(shí)就是不能稱為杠桿;(2)杠桿的形狀可以是直的,也可以是彎的,但必須是硬的。2、杠桿五要素:(1)支點(diǎn):使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)(常用O表示);(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(常用F1表示);(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(常用F2表示);【不論是動(dòng)力還是阻力,杠桿都是受力物體,作用于杠桿的物體都是施力物體;尤其是阻力方向的判斷是杠桿學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一,要明確阻力是阻礙杠桿(即硬棒)轉(zhuǎn)動(dòng)的力;】(4)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離,用“L1”表示;(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離,用“L2”表示;【①它是指從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離,千萬不能理解為支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的長度;②力臂不一定在杠桿上;③力的作用線即通過力的作用點(diǎn),沿力的方向所畫的直線;④支點(diǎn)可以在杠桿的中間,也可以在杠桿的兩側(cè),一定在杠桿上;⑤當(dāng)力作用在支點(diǎn)時(shí),力臂為0;】3、力臂的畫法“一找點(diǎn),二畫線,三作出垂線段”(1)在杠桿的示意圖上,確定支點(diǎn)O;(2)畫好動(dòng)力作用線及阻力作用線,畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長;(3)再從支點(diǎn)O向力的作用線引垂線,畫出垂足,則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂,力臂用虛線(或?qū)嵕€)表示并用大括號(hào)勾出,在旁邊標(biāo)上字母“L1”或“L2”,分別表示動(dòng)力臂和阻力臂;4、生活中的杠桿:釣魚竿、鑷子、鍘刀、鉗子、垃圾桶、剪指刀、鐵鍬、釣魚竿、天平、滑輪;二、杠桿平衡的條件1、杠桿平衡:杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下,保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài),我們就說杠桿平衡;2、杠桿平衡的條件:(1)內(nèi)容:動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂;(2)表達(dá)式:F1L1=F2L2或F1/F2=L2/L13、研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn):(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡:為了不計(jì)杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;(2)實(shí)驗(yàn)過程中調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡:為了方便測力臂;(3)實(shí)驗(yàn)開始前,當(dāng)發(fā)現(xiàn)杠桿向右端傾斜,可使左、右端螺母一律向左調(diào);(4)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),絕不能調(diào)節(jié)杠桿兩側(cè)的螺母,而是通過調(diào)節(jié)改變動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂或阻力臂,來實(shí)現(xiàn)杠桿的再次在水平位置平衡;(5)多次實(shí)驗(yàn)是為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性;4、由杠桿平衡的原理可以看出,F(xiàn)1L1=F2L2,當(dāng)L1>L2時(shí),F(xiàn)1<F2,即在力臂較大的一端施加一個(gè)較小的力,就可以在另一端獲得一個(gè)較大的力,所以有人稱杠桿對(duì)力有“放大作用”。杠桿的種類省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿說明:應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿,當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí),應(yīng)選擇省力杠桿,當(dāng)為了使用方便,省距離時(shí),應(yīng)選費(fèi)力杠桿?!練w納】①支點(diǎn)在中間的杠桿,三種類型都有可能,要根據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂的長度確定。②支點(diǎn)在一邊的杠桿,不可能是等臂杠桿,若動(dòng)力作用點(diǎn)靠近支點(diǎn),一般是費(fèi)力杠桿;若阻力作用點(diǎn)靠近支點(diǎn),一般是省力杠桿。③既省力又省距離的杠桿是不存在的。省力杠桿雖然省力,但費(fèi)距離,由于功等于力和物體在力的方向上通過距離的乘積,故省力杠桿不能省功。動(dòng)力在做功的過程中,消耗的能量轉(zhuǎn)化成克服阻力做功時(shí)所需要的能量。2:滑輪滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。定滑輪(1)定義:中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。(2)實(shí)質(zhì):是一個(gè)等臂杠桿,其支點(diǎn)在軸心,動(dòng)力臂和阻力臂分別等于半徑。Fl1F2l2,因?yàn)閘1l2,所以FF2。(3)特點(diǎn):使用定滑輪不能省力也不能省距離,但是能改變動(dòng)力的方向。(4)對(duì)理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦)F=G,繩子自由端移動(dòng)距離SF(或速度vF)=重物移動(dòng)的距離SG(或速度vG),S=h。下圖中,F(xiàn)1、F2、F3一樣大。2、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)。工作中轉(zhuǎn)軸隨物體一起運(yùn)動(dòng))(2)實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿,其支點(diǎn)在動(dòng)滑輪邊緣與懸繩相切的一點(diǎn)。動(dòng)力臂和阻力臂分別等于輪的直徑和半徑。(3)特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向。(4)理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力)則:F=1/2G只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=1/2(G物+G動(dòng))繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=2倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)3、滑輪組(1)定義:定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。(2)特點(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向(3)使用滑輪組時(shí),重物和動(dòng)滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān),提起重物所用的力就是總重的幾分之一。理想的滑輪組(不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力)拉力F=1/nG。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F=1/n(G物+G動(dòng))繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=n倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)(4)裝滑輪組方法:首先根據(jù)公式n=(G物+G動(dòng))/F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。①當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),繩子的起始點(diǎn)從動(dòng)滑輪開始,經(jīng)定滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。②當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),繩子的起始點(diǎn)從定滑輪開始,經(jīng)動(dòng)滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。使用滑輪組時(shí),動(dòng)滑輪被幾股繩子吊起,所用力就是物重和動(dòng)滑輪的幾分之一即知識(shí)點(diǎn)3:有用功、額外功、總功機(jī)械效率1.有用功:對(duì)人們有用的功,或:為實(shí)現(xiàn)人們的目的,對(duì)人們有用,無論采用什么辦法都必須做的功。公式:W有用=Gh(提升重物)斜面:W有用=Gh(h為斜面的高度)沿水平面使物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有用功等于克服摩擦做的功,即W有=fs。2.額外功:并非我們需要但又不得不做的功(通常克服機(jī)械的重力和機(jī)件之間的摩擦做的功)。公式:W額=W總-W有用=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)斜面:W額=fL(f為物體與斜面之間的摩擦)3.總功:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。公式:W總=W有用+W額=FS斜面:W總=fL+Gh=FL4.機(jī)械效率:有用功跟總功的比值。(1)公式:(2)說明:在計(jì)算η時(shí),根據(jù)題目條件正確確定W有和W總是解題的關(guān)鍵。有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示,沒有單位。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。(3)意義:機(jī)械效率是衡量機(jī)械做功性能好壞的物理量,機(jī)械效率的大小取決于W有與W總的比值,它與利用機(jī)械是否省力無關(guān)。一般越省力的機(jī)械,機(jī)械效率越低。(4)機(jī)械效率具有“可變性”:由公式可知,如果該機(jī)械的額外功(W額)一定,有用功(W有)越大,機(jī)械效率(η)就越大。比如用同一個(gè)滑輪組把一塊巨石和一個(gè)乒乓球提起相同的高度,前者的機(jī)械效率要大,由此可見,對(duì)同一個(gè)機(jī)械,它的機(jī)械效率是可變的,而不是某一確定值。機(jī)械效率大只能說明該機(jī)械在做功時(shí)有用功在總功中所占的比例大,表示這部機(jī)械的性能好。(5)提高機(jī)械效率的方法:由公式可知:①當(dāng)有用功(W有)一定時(shí),額外功(W額)越小,則機(jī)械效率(η)越大,因此設(shè)法減小額外功可以提高機(jī)械效率,如減輕動(dòng)滑輪(做額外功的機(jī)械)本身的重量,加潤滑油以減小摩擦,用輕質(zhì)材料制作機(jī)械,都可以不同程度地減小額外功,提高機(jī)械效率。②當(dāng)額外功(W額)一定時(shí),有用功(W有)越大,則機(jī)械效率(η)越大,因此增大有用功可以提高機(jī)械效率,如增加物重可以提高機(jī)械效率。簡記為:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦、增大重物的重力。物體的內(nèi)能一、內(nèi)能1、熱運(yùn)動(dòng):物體內(nèi)部大量粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng);2、擴(kuò)散現(xiàn)象:溫度越高,粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈3、內(nèi)能:物體內(nèi)部大量做熱運(yùn)動(dòng)的粒子所具有的能,俗稱“熱能”;(1)單位:焦耳;(2)內(nèi)能包括分子動(dòng)能(分子等微粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能)和分子勢能(分子等微粒間的相互作用而具有的能)(3)內(nèi)能的特點(diǎn):★一切物體在任何情況下都具有的內(nèi)能;★內(nèi)能大小與溫度有關(guān),溫度越高,微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,內(nèi)能越大;【內(nèi)能增大,溫度卻不一定升高,如物體熔化時(shí)或沸騰時(shí),內(nèi)能增大,但溫度卻不變】★內(nèi)能大小與質(zhì)量(微粒的個(gè)數(shù)多少)有關(guān)★內(nèi)能大小與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)二、改變內(nèi)能的兩種途徑1、做功改變物體的內(nèi)能(1)外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能增加;【實(shí)質(zhì):其他形式的能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能】四種方法:①壓縮體積;②摩擦生熱;③鍛打物體;④擰彎物體;(2)物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能減少;如:氣體體積膨脹;【實(shí)質(zhì):物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能】2、熱傳遞改變物體做功;(1)規(guī)律:內(nèi)能由高溫物體(或高溫部分)傳遞到低溫物體(或低溫部分),直至溫度相等時(shí)結(jié)束;(2)實(shí)質(zhì):能的轉(zhuǎn)移過程,且溫差越大能的傳遞越快;(3)方式:方式含義舉例傳導(dǎo)熱量通過接觸物質(zhì)由高溫部分向低溫部分傳遞放在掌心的冰慢慢熔化對(duì)流熱量通過液體或氣體自身的流動(dòng)由高溫部分向低溫部分傳遞用水壺?zé)?,最終整壺水的溫度都達(dá)到沸點(diǎn);輻射熱量不通過物體媒介,直接由高溫物體發(fā)射到低溫物體的傳遞太陽的光和熱傳遞到地球(4)條件:物體之間或物體的不同部位存在溫度差,溫度差越大,熱傳遞越快;(5)熱量:在熱傳遞中,傳遞能量的多少,用Q表示,單位:焦J物體從外界吸收多少熱量,內(nèi)能就增加多少;物體向外界放出多少熱量,內(nèi)能就減少多少;3、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,但它們也有本質(zhì)上不同,做功實(shí)質(zhì)上能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞實(shí)質(zhì)上能的轉(zhuǎn)移;三、熱量的計(jì)算1、比熱容:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時(shí)吸收或放出熱量,稱為該物質(zhì)的比熱容;(1)單位:J/(Kg·℃),讀作:焦每千克攝氏度(2)水的比熱:4200J/(Kg·℃)物理意義:質(zhì)量為1千克的水溫度升高或降低1℃時(shí)吸收或放出的熱量為4200J(3)水的比熱特點(diǎn):在一定質(zhì)量的水,升高或降低一定溫度吸收或放出的熱量較多;【用途】用做制冷劑或用來取暖;(4)比熱容是物質(zhì)的一種特性,受物質(zhì)的狀態(tài)的影響;2、熱量的計(jì)算:Q=c×m×△t.Q吸=c×m×(t-t0)Q放=c×m×(t0-t)【拓展】(1)物體本身沒有熱量,不能說某個(gè)物體具有多少熱量,更不能比較兩個(gè)物體熱量的大小,只有發(fā)生了熱傳遞的過程中,有了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,才能討論熱量問題;(2)熱量是在熱傳遞過程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量,所以熱量是一個(gè)過程量,它存在于熱傳遞的過程中,離開熱傳遞談熱量是沒有意義的,所以我們不能說:“某物體含有或具有多少熱量”。(3)熱量的多少與物體內(nèi)能的多少、物體溫度的高低沒有關(guān)系;3、溫度、內(nèi)能、熱量之間的區(qū)別和聯(lián)系【區(qū)別】(1)溫度:是一個(gè)狀態(tài)量,所以只能說:“是”多少,而不能“傳遞”或“轉(zhuǎn)移”的;(2)內(nèi)能:是能量的一種形式,,也是一個(gè)狀態(tài)量,通常用“具有”等詞來修飾;(3)熱量:是一個(gè)過程量,要用“吸收”或“放出”來表述,而不能用“具有”或“含有”來表述,如果物體之間沒有溫度差,就沒有熱傳遞,就沒有內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,也就不存在“熱量”的問題;【聯(lián)系】溫度的變化,可以改變一個(gè)物體的內(nèi)能,傳遞能量的多少可以量度物體內(nèi)能改變的多少。物體吸收或放出熱量,它的內(nèi)能將發(fā)生改變,但它的溫度不一定改變,同樣,物體放出熱量時(shí),溫度也不一定降低;四、燃料的熱值1、熱值:1千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量,叫做這種燃料的熱值;用“q”表示(1)單位:焦/千克J/kg(2)物理意義:氫氣1.4×108J/kg——質(zhì)量為1千克的氫氣完全燃燒時(shí)所釋放的熱量為1.4×108J(3)熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì),反映了不同燃料在燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小,是燃料本身的一種特性,它只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形狀、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均沒有關(guān)系;(4)燃料完全燃燒放出的熱量的計(jì)算公式:Q=qm(5)“1千克”、“某種燃料”、“完全燃燒”2、火箭選用氫作燃料,而不是汽油,原因:液態(tài)氫的熱值大;一、電功1.定義:電流通過某段電路所做的功叫電功。2.實(shí)質(zhì):電流做功的過程,實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(消耗電能)的過程;電流做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,就消耗了多少電能。電流做功的形式:電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。就是說,電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能是通過用電器來完成的。3.規(guī)定:電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。4.計(jì)算公式:W=UIt=Pt(適用于所有電路)對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:W=I2Rt=U2t/R①串聯(lián)電路中常用公式:W=I2Rt
W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn②并聯(lián)電路中常用公式:W=U2t/R
W1:W2=R2:R1③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功
常用公式W=W1+W2+…Wn5.單位:國際單位是焦耳(J)常用單位:度(kwh)
1度=1千瓦時(shí)=1kwh=3.6×106J6.測量電功:⑴電能表:是測量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功(某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能)的儀器。
⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣,分別表示:電電能表額定電壓220V;允許通過的最大電流是5A;每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。
⑶讀數(shù):A、測量較大電功時(shí)用刻度盤讀數(shù)。
①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。
②電能表作用測量電功的大小,即測量消耗電能多少的儀表表盤參數(shù)220V電能表的額定電壓值10(20)A電能表的額定電流為10A;允許在短時(shí)間內(nèi)通過電能表的最大電流為20A600r/(kW·h)每用1度電,表的鋁盤轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)2500imp/(kW·h)每用1度電,表的指示燈閃2500次讀數(shù)計(jì)數(shù)器末尾數(shù)字表示小數(shù)位測量電能方法較大的電能利用刻度盤示數(shù)測量,消耗的電能為前后兩次示數(shù)差,即W=W2W1較小的電能利用轉(zhuǎn)盤圈數(shù)計(jì)量,消耗的電能為W=n/NkW·h(n為某段時(shí)間轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)的圈數(shù),N為表上參數(shù))知識(shí)點(diǎn)2:電功率1.定義:2.物理意義:表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小。3.電功率計(jì)算公式:P=UI=W/t(適用于所有電路)對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:P=I2R=U2/R①串聯(lián)電路中常用公式:P=I2R
P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn②并聯(lián)電路中常用公式:P=U2/R
P1:P2=R2:R1③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算總功率
常用公式P=P1+P2+…Pn單位:國際單位瓦特(W)
常用單位:千瓦(kw)①千瓦和千瓦時(shí)是兩個(gè)不同物理量的單位:千瓦是電功率的單位;千瓦時(shí)是電功(電能)的單位。在應(yīng)用時(shí)要加以區(qū)分,不能混淆。②把電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的用電器所連成的電路,我們稱其為純電阻電路。對(duì)于純電阻性的用電器,如白織燈、電熔鐵、電制斗等的電功率的公式還有由公式P=Ul,結(jié)合歐解定律,推導(dǎo)的P=U2/R、P=I2R。同理電功公式還有W=U2/R*t,W=I2Rt。對(duì)于非純電阻性的用電器,如發(fā)動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇等,則不能用這些推導(dǎo)公式、因?yàn)樵谶@樣的電路中電能不僅轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能,還對(duì)外做了功。6、額定電壓和額定功率(1)額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓;一般用電器上標(biāo)明的正常工作的電壓值就是額定電壓,常用U額表示;(2)額定功率:用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的電功率;一般用電器上標(biāo)明的正常工作的功率值就是額定功率,常用P額表示;【拓展】用電器的額定電壓和額定功率是不會(huì)發(fā)生改變,每一種用電器的都是已經(jīng)設(shè)定好的;7、用電器常見的電功率:普通燈泡15—100W電冰箱、電視機(jī)、電腦100—400W空調(diào)、電熱水器1000W左右8、實(shí)際電壓和實(shí)際功率:(1)實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓,常用U實(shí)表示;如:可能與額定電壓相等,也可能比額定電壓大或者小,也可能用電器兩端實(shí)際電壓為0;(2)實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率,常用P實(shí)表示;如:可能與額定功率相等,也可能比額定功率大或者小,也可能用電器兩端實(shí)際功率為0;9、燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際電功率大小所決定的,無論額定電壓如何,額定功率如何,在沒有損壞的前提下,如果實(shí)際功率相等,則發(fā)光的亮度就相同;用電器兩端的電壓電功率用電器工作情況U實(shí)==U額P實(shí)==P額正常工作U實(shí)>U額P實(shí)>P額容易損壞U實(shí)<U額P實(shí)<P額不能正常工作二、電功率和電功的計(jì)算(一)影響電功率大小的因素1、器材:干電池兩節(jié)、2.5伏小燈泡兩個(gè)、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干。2、條件控制:(1)圖a:電壓相等時(shí),研究燈泡電功率大小與電流大小的關(guān)系;(并聯(lián))(2)圖b:電流相等時(shí),研究燈泡電功率大小與電壓大小的關(guān)系;(串聯(lián))3、現(xiàn)象:用燈泡的亮度來反映電功率大小關(guān)系4、結(jié)論:(1)圖a:電壓相等時(shí),電流越大,燈泡的電功率越大;(2)圖b:電流相等時(shí),電壓越大,燈泡的電功率越大;(二)電功率和電功的計(jì)算1、用電器的電功率等于用電器兩端的電壓與通過用電器的電流大小的乘積;(1)公式:P==UI(2)根據(jù)歐姆定律I=U/R,推導(dǎo)公式:P==U2/RP==I2RP==W/t(3)單位:瓦W1W==1伏·安【注意】(1)由于歐姆定律只適用于純電阻(即用電器消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能)電路而對(duì)非純電阻電路則不適用,所以推導(dǎo)出的兩個(gè)公式也只適用于純電阻電路(2)對(duì)于公式中出現(xiàn)的電壓值、電流值和電阻值都具有同時(shí)性(某一瞬間通過導(dǎo)體的電流值和該時(shí)刻加在導(dǎo)體兩端的電壓值)和同體性(針對(duì)同一導(dǎo)體中的電流值、該導(dǎo)體兩端的電壓和該導(dǎo)體的電阻值);(3)P==U2/R常被應(yīng)用于并聯(lián)電路,因?yàn)椴⒙?lián)電路各分支兩端的電壓都相等;P==I2R常被應(yīng)用于串聯(lián)電路,因?yàn)榇?lián)電路中的電流是處處相等的;另外,P==U2/R常用于根據(jù)用電器的銘牌求出電阻,以及進(jìn)一步求出用電器的實(shí)際功率;(4)無論用電器串聯(lián)還是并聯(lián)關(guān)系,電路的總功率等于各用電器實(shí)際電功率之和;表達(dá)式:P總==P1+P2+P3+……或者用電器的總功率等于電路中的總電壓和總電流的乘積;P總==U總I總;2、電功的計(jì)算:(1)公式:W==UIt;(2)推導(dǎo)公式:W==U2t/RW==I2RtW==Pt三、電功率的測定1、測定的方法:(1)用電能表直接測定用電器的消耗的電能、秒表測定用電器做功的時(shí)間,從而測定用電器的電功率;(2)測量出用電器兩端的電壓和通過用電器的電流,再根據(jù)公式P=UI間接求出用電器的電功率,這種方法叫伏安法;2、用伏安法測定小燈泡電功率(1)實(shí)驗(yàn)器材:小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線。(2)實(shí)驗(yàn)電路圖:(3)器材說明:用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓,因?yàn)橐獪y量不同電壓下的功率,所以電路中要接入滑動(dòng)變阻器,用來改變小燈泡兩端電壓。(4)實(shí)驗(yàn)步驟:①按電路圖連接好電路;②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓2.5V,觀察小燈泡的亮度,并記錄電流表和電壓表的示數(shù)。③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化,并記錄此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)(注意:小燈泡兩端的電壓不能超過它的額定電壓太多)。④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的0.8倍。觀察小燈泡的亮度變化,并記錄此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)。⑤計(jì)算出三種情況下小燈泡的電功率⑥斷開電路,整理器材。⑦實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(記錄)表格:
實(shí)驗(yàn)要求發(fā)光情況電流(A)電壓(V)電功率(W)1小燈泡在額定電壓下工作正常
0.3
2.5
0.752小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍很亮
0.4
3
1.23小燈泡兩端電壓低于額定電壓暗
0.2
2
0.4
【注意】:在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓,例如,測定額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率時(shí)至少要選兩節(jié)干電池串聯(lián)作電源。②電壓表的量程應(yīng)大于小燈泡的額定電壓,電流表的量程要大于小燈泡正常工作電流。③滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的正常工作電流,而滑動(dòng)變阻器的最大電阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多,以使調(diào)節(jié)效果明顯。④根據(jù)串聯(lián)分壓原理進(jìn)行判斷,準(zhǔn)確熟練地調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡在等于額定電壓、略高于額定電壓的和低于額定電壓三種條件下發(fā)光。尤其在做第二次實(shí)驗(yàn)時(shí),需小心調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,以免因?qū)嶒?yàn)電壓超過額定電壓太多而燒壞燈泡。⑤開始連接電路時(shí),要使開關(guān)斷開,閉合開關(guān)前,要把滑動(dòng)變阻器滑片置于最大阻值處。⑥開始實(shí)驗(yàn)前,要檢查電路并試觸,實(shí)驗(yàn)結(jié)束,要先斷開開關(guān),再整理電路。⑦實(shí)驗(yàn)時(shí),在移動(dòng)活動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭時(shí),眼睛要看著電壓表,看它的示數(shù)是不是等于小燈泡的額定電壓;⑧測電阻的三次測量是為了求平均值減小誤差;而測功率的三次測量是為了測不同電壓下的實(shí)際功率并比較燈泡的亮度,故不能取平均值;⑨實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用:保護(hù)電路和改變燈泡兩端的電壓,進(jìn)行多次測量,從而得到不同電壓下的電功率值;(5)分析論證:由公式P=IU計(jì)算小燈泡的功率。(將計(jì)算結(jié)果填入表中,通過分析和比較得出)分析比較額定電功率和實(shí)際電功率大小問題,比較燈泡的亮暗程度與電功率間的關(guān)系。①當(dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí)=P
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