能量转化与守恒.docx

1、能量转化与守恒能量转化与守恒能量转化与守恒 1，能的形式 能的形式有：机械能、光能、电能、热能、化学能、生物质能等。 2机械能 （1)动能 动能是物体由于运动而具有的能。动能的大小与物体的质量及物体运动的速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 (2）势能 重力势能 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关。质量相同的物体，所处的高度越高，它的重力势能越大；所处高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。 弹性势能 物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性势能的大小跟物体的材料以及弹性形

2、变的大小有关，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 (3)动能、势能之间的相互转化 在一定条件下，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。单摆的运动充分表明动能和势能可以相互转化。 机械能动能势能。 (4)机械能守恒定律 物体具有的势能和动能是可以互相转化的，如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能的相互转化中，机械能的总量保持不变。 机械能守恒定律反映了物体的动能和势能之间可以相互转化，在不存在阻力的条件下，物体动能和势能在相互转化过程中，能的总量保持不变。即动能的减少量恰好等于势能的增加量；反之，势能的减少量恰好等于动能的增加量。 利用机械能守恒定律解题的优点是：不需要考虑过程的细节，只要满

3、足守恒条件，则初态的动能和势能之和一定等于末态的动能和势能之和。 3机械功 （l）功的概念 功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。 (2)功的单位 焦耳，简称焦，符号是J。 （3)公式： 功力距离，即WFS。 (4)力没有做功的三种情况 物体受到力的作用，但没有移动距离，这个力对物体没有做功。例如人用力推一个笨重的物体而没有推动。一个人举着一个物体不动，力都没有对物体做功。 物体不受外力，由于惯性做匀速直线运动。物体虽然通过了一段距离，但物体没有受到力的作用，这种情况也没有做功。 物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直，这种情况中虽然有力的作用，物体也通过了一段距离，但这个距离不

4、是在力的方向上的距离，这个力也没有做功。例如人在水平面上推车前进，重力的方向竖直向下，车虽然通过了距离，但在重力方向上没有通过距离，因而重力没有对车做功。 (5)功与能的关系 如果一个物体能够做功，则这个物体就具有能。正在做功的物体一定具有能。 4杠杆 (1)杠杆的定义 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 (2)支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 杠杆能绕着转动的固定点叫做支点。 使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力。 力臂是支点到力的作用线之间的距离，而不是支点与力的作用点之间的距离。 (3)求力臂的步骤 辨认杠杆，确定支点，作出动力、阻力的图示，将动力和阻力的图示延长，

5、得动力作用线和阻力作用线，再从支点出发分别向二力的作用线作垂线，便得这两个力的力臂。 (4）杠杆平衡的条件 动力动力臂阻力阻力臂，即F1L1F2L2。 (5)杠杆的分类 杠杆种类特点应用实例 省力杠杆动力臂大于阻力臂，l1l2动力小于阻力，FlF2开瓶器 费力杠杆动力臂小于阻力臂，l1l2动力大于阻力，F1F2钓鱼杆 等臂杠杆动力臂等于阻力臂，l1l2动力等于阻力，FlF2天平 5滑轮 （1)定滑轮的结构和作用 工作时轴固定不动的滑轮叫定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，不能省力但能改变力的方向。 (2）动滑轮的结构和作用 动滑轮的实质是L12L2的省力杠杆，能省一半的力但不能改变力的方向。 (3

6、)滑轮组的作用 滑轮组既可省力也可改变力的方向。使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n分之一，即FG/n，其中n表示拉物体的绳子数。 6功率 （1)功率的概念 功率是用来描述物体做功快慢的物理量。 (2）功率的单位 瓦特，简称瓦，符号是W。 (3)功率的公式PW/tP=FV 机器的功率是指机器对外做功时输出的功率，每台机器都有各自最大限度的输出功率，对于需确定功率的机器，由PFv，可知牵引力跟速度成反比。 (4）机械效率、有用功、额外功、总功及其关系 有用功对人们有用的功瞻，即机械克服有用阻力做的功 额外功对人们没用又不得不做的功，即机械克服额外阻力做的功 总功有用

7、功与额外功的总和，即：W总=W有W额 机械效率有用功与总功的比值或者说有用功在总功中所占的比例。即：W有/W总W有/W有W额 (5)有关机械效率的注意点 机械效率通常用百分比表示，没有单位。实际机械的效率总是小于1，即1（理想机械时：因为W额=0,W有=W总，所以才有=l）。 总功是人们利用机械时，动力对机械做的功。如果动力为F，动力方向上通过的距离为s，则：W总=Fs。 在实际计算中，利用机械提升物体时，有用功W有Gh；沿水平面使物体匀速运动时，有用功等于克服摩擦做的功，即W有fs。在计算时，根据题目条件正确确定W有和W总是解题的关键。 机械效率的大小取决于W有与W总的比值，它与利用机械是否

8、省力无关。有时与W有的大小也无直接关系，W有大，不一定就大。 7电功与电功率、热量 （1)电功的概念 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。 (2）电功的单位与公式 计算公式为WUIt，单位为焦耳（简称焦，符号为J)、千瓦时（kWh)。 换算：1kWh3.6106J。 (3)电功率 电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。 计算公式：P=W/t、P=UI。单位：瓦特（简称瓦，符号为W），千瓦（kW）。1kW1000W 测定小灯泡的电功率实验： 原理：P=UI；电路图；步骤。 测定小灯泡额定功率时，应调节滑动变阻器，使伏特表读数为额定电压U额时，再读出安培表示数I额，代入P额U额I额中计算

9、。 (4）焦耳定律 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。其数学表达式为：Q=I2Rt，单位为焦。 (5)电热器的原理和应用 电热器的原理是电流的热效应。电热器的主要组成部分是电阻率大、熔点高的合金发热体。 (6)电功、电功率、热量的比较 物理量名称表达式单位及符号、换算关系注意 电功形W=Ult W=Pt焦(J)，千瓦时(kWh) lkWh=3.6106J公式中各量的对应关系，电能表的用 途及读数方法 电功率P=W/tP=UI瓦(w)，千瓦(kW)1kW=1000W当U实=U额时，P实=P额 热量QQ=I2Rt焦(J)在纯电阻电路中，计算热

10、量可利用Q=W 正确理解电功和电功率的关系 有的同学认为“电流做功越多，电功率越大”，这是错误的。电功率描述电流做功的快慢，用电流在单位时间内所做的功来表示。所以这里包含功和时间两个因素，只有在时间相同的前提下，做功多者功率才会大。若缺少时间这个因素，功率大时只能说明做功快，做的功不一定多。 注意电功和热量的区别 如电炉、电烙铁、电饭锅，电流做功时将全部电能转化为内能，QW。而电风扇工作时电能主要转化为机械能，只有少部分能量转化为内能，因此电风扇发热时惟一使用的公式是QI2Rt（R为电动机线圈的电阻），而绝不能使用QW=Ut（其中U为电机线圈两端的电压）来计算转化的内能，因为此时WQ。 注意电

11、功率P=UI和热功率PI2R的联系和区别 在电路中只有电阻元件时（即纯电阻电路），电功率和热功率是相等的。当电路中有电动机、电解槽等用电器时，电能要分别转化成机械能、化学能等，只有一部分转化成内能，电功率大于热功率。 (7）正确理解额定功率和实际功率的关系 “PZ220一25”的意思是：PZ一普通照明灯泡，220一额定电压220伏，25一额定功率为25瓦。使用各种用电器一定要注意它的额定电压，用电器只有在额定电压下才正常工作。 当用电器的工作电压不是额定电压时，它的实际功率不等于额定功率；当工作电压低于额定电压时，用电器的实际功率小于额定功率，用电器不能正常工作；当工作电压高于额定电压时，用电

12、器的实际功率大于额定功率，用电器有烧坏的危险。 一个用电器的额定功率只有一个，但它的实际功率有无数个。实际功率会随着实际电压的变化而变化，灯泡的亮度取决于灯的实际电功率。 8核能的利用 （1)裂变和链式反应 裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。在裂变过程中，导致一系列原子核持续裂变，并释放出大量核能的反应称为链式反应。 (2)聚变和热核反应 聚变是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出大量能量的过程。由于聚变需要很高的温度，所以也称为热核反应。 （3)放射性及其应用 原子核的裂变和聚变都会产生肉眼看不见、能量很高的射线，如射线、射线,射线。

13、这些射线大剂量时会对人畜造成很大的伤害，但若用较小的量并谨慎地加以控制时，射线也可以用来探测机械设备、选育种子、治疗疾病等。 (4)核能是原子核变化时释放的能，获得核能一般有两条途径：重核裂变和轻核聚变。目前建成的核电站都是利用重核裂变将核能转化为电能。原子弹是根据裂变的原理制造的，氢弹是根据聚变的原理制造的，氢弹的威力比原子弹大得多。 9改变内能的两种途径 （1)改变物体内能的两种途径 做功和热传递。 (2)做功和热传递的区别 (3)内能、温度和热量的比较 概念量的类型单位日常生活中“热”的不同含义 内能物体内部大量做无规则热运动的粒子所具有的能状态量，对应的是某一个时刻J“摩擦生热”，意思

14、就是物体经摩擦后，内能会增加 温度表示物体的冷热程度状态量，对应的是某一个时刻“热”表示温度高，如“今天天气很热”，意思说今天气温很古同 热量物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，其本质是内能，是物体与物体之间传递的内能过程量，对应的是一段时间J“蒸发吸热”，意思是液体在蒸发时要从外界吸收热量 10能量的转化与传递 （1)能量转化和守恒定律 能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。 从本质上看，能量的转化和转移是有所区别的。能量的转化是指能量的形式发生了变化，一种形式能量减少

15、了，而另一种形式的能量却增加了。能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体上去，一个物体的能量减少了，而另一个物体同一种能量却增加了，但能量的形式保持不变。 能量转化和守恒是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了能量转化和守恒定律。能量的转化与传递有一定的方向性：例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。 (2)化学能与内能的转化 燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。 1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，其单位为焦千克。 (3)生物体能量的来源和转化 生物