能量的轉(zhuǎn)化和守恒小結(jié)

能量的轉(zhuǎn)化和守恒蘇州大學(xué)09級(jí)臨床2班sherry2/1/2023第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化2/1/2023能量有多種形式各種形式的能量機(jī)械能聲能化學(xué)能光能熱能動(dòng)能勢(shì)能核能電能2/1/2023能量有多種形式高處的物體具有重力勢(shì)能勢(shì)能——重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能．2/1/2023能量的相互轉(zhuǎn)化1.自然界中各種形式的能量都不是孤立的；2.不同形式的能量可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化；3.能量也會(huì)在不同物體間相互轉(zhuǎn)移。2/1/2023能量的相互轉(zhuǎn)化常見的能量轉(zhuǎn)化1.電動(dòng)機(jī)：電能→機(jī)械能2.發(fā)電機(jī)：機(jī)械能→電能3.光合作用：光能→化學(xué)能4.燃料燃燒：化學(xué)能→熱能5.生物體運(yùn)動(dòng)：化學(xué)能→機(jī)械能和熱能2/1/2023第2節(jié)能量轉(zhuǎn)化的量度2/1/2023功如果物體受到力的作用，并且在力的方向通過一段距離，我們就說這個(gè)力對(duì)物體做了功。2/1/20231、做功的兩個(gè)必要因素：⑴作用在物體上的力⑵物體在力的方向上通過的距離做功的兩個(gè)因素缺一不可2/1/2023注意：s是F方向上的距離1焦耳=1?！っ?、功的計(jì)算⑴規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。⑵公式：功＝力×距離

W＝Fs⑶功的單位：焦耳(J)2/1/20233、功和能的關(guān)系⑴物體具有做功的本領(lǐng)，是因?yàn)樗哂心堋＂谱龉Φ倪^程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過程。⑶功用來量度能量轉(zhuǎn)化的多少。因此，能量的單位和功一樣也是焦耳。2/1/2023第3節(jié)認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械2/1/2023杠桿一根硬棒，如果在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。2/1/2023OOOF1F1F2F2L1支點(diǎn)

動(dòng)力阻力動(dòng)力臂阻力臂L2F1F2O杠桿的五要素認(rèn)識(shí)杠桿2/1/2023支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)（O點(diǎn)）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F1）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F2）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離（L1）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（L2）2/1/2023L2L1畫出下列杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂L1L2L1L2L2L1L1L22/1/2023l1l2l2l1l2l1OO2/1/2023力臂是“點(diǎn)”（支點(diǎn)）到“直線”（力的作用線）的距離①找出支點(diǎn)；②根據(jù)力的作用效果畫出動(dòng)力和阻力的圖示；③利用幾何作圖原理，作出“點(diǎn)”到“直線”的距離。2/1/2023杠桿的平衡杠桿在動(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)，我們就說杠桿處于平衡。研究杠桿的平衡2/1/2023杠桿的平衡條件：F1·L1=F2·L2動(dòng)力χ動(dòng)力臂＝阻力χ阻力臂Ｆ１Ｌ２＝Ｆ２Ｌ１2/1/2023杠桿類型杠桿特點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿L1>L2F1<F2(動(dòng)力<阻力)L1<L2F1>F2(動(dòng)力>阻力)L1=L2F1=F2(動(dòng)力=阻力)3、杠桿的類型省力費(fèi)距離費(fèi)力省距離既不省力也不省距離2/1/2023★杠桿靜止在如圖所示的位置，杠桿平衡嗎？★實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢?能在杠桿上直接讀出力臂的大小2/1/2023F1F2oL1L2平衡螺母杠桿杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用?調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡2/1/2023滑輪2/1/2023滑輪在使用時(shí)，根據(jù)軸的位置是否移動(dòng)使用時(shí)，軸固定不動(dòng)，叫定滑輪。使用時(shí)，軸和重物一起移動(dòng)，叫動(dòng)滑輪。2/1/2023一、定滑輪1、定滑輪實(shí)際上就是等臂杠桿。A：支點(diǎn)在軸心O處。B：動(dòng)力臂l1等于阻力臂l22、拉力大小始終等于重物的重力大小。3、拉力的方向與重物移動(dòng)的方向相反。結(jié)論：使用定滑輪不省

，但可以改變力的

。力F＝G方向l1l2.0FGFFL1=L24、動(dòng)力移動(dòng)的距離等于物體移動(dòng)的距離2/1/2023A:支點(diǎn)在邊緣O處B：動(dòng)力臂l1為阻力臂l2的2倍。L1=2L2動(dòng)力F為阻力G的倍1212F＝G1：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿。2：在上述情況下，動(dòng)力是阻力的1212F＝G即3：拉力的方向與重物的移動(dòng)方向相同。結(jié)論：使用動(dòng)滑輪可以＿＿＿＿，但不能改變施力的＿＿＿＿。省力方向FGl2l1O.二、動(dòng)滑輪2/1/2023動(dòng)滑輪省力不省距離（費(fèi)距離）4、動(dòng)力移動(dòng)的距離等于物體移動(dòng)距離的兩倍，S=2h。2/1/2023滑輪組由定滑輪和動(dòng)滑輪組成。FGFGFG2/1/20231、使用滑輪組吊重物時(shí)，若動(dòng)滑輪重和磨擦不計(jì)，動(dòng)滑輪被幾股繩子吊起，所用力就是物重的幾分之一即1nF＝G(a)若動(dòng)滑輪重G′不計(jì)，拉力F是多少？(b)若動(dòng)滑輪重G′不能忽略，那么圖中的拉力F應(yīng)等于多少？思考題：在左圖所示的滑輪組中，G/GF15F＝G15F＝(G+G′)2/1/2023F.2、使用滑輪組水平拉重物時(shí)，若動(dòng)滑輪重和摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪被幾股繩子拉住，所用的力就是物體與接觸面摩擦力的幾分之一。即13F＝ffNGT如圖所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。1nF＝f2/1/2023機(jī)械效率2/1/2023有用功：必須要做的這部分功額外功：人們不需要但又不得不做的功總功：有用功與額外功的總和W總=W有

+W額注：通?？偣χ笇?duì)機(jī)械所施加的動(dòng)力所做的功W總=FsW有=G物hW額=fs或=G動(dòng)hW有W額W總（無用功）動(dòng)力繩子通過的距離2/1/2023有總WW=h×100%一、機(jī)械效率1、有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率

⑵有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1

⑴機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位

2/1/2023斜面LhGFACBFLW動(dòng)力=W重力=ＧhFL=Ｇh光滑2/1/2023⑵斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之一。⑶同一物體升高相同的高度，斜面越長(zhǎng)越省力。

⑴使用斜面可以省力.2/1/2023使用任何機(jī)械都不能省功．功的原理2/1/2023第四節(jié)動(dòng)能和勢(shì)能2/1/2023能量的存在形式多種多樣如：能量物體能夠?qū)ν庾龉Γ硎具@個(gè)物體具有能量（energy），簡(jiǎn)稱能。聲能、光能、內(nèi)能、電能、機(jī)械能······化學(xué)能、2/1/20231.

動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。（1）定義：（2）實(shí)例：行駛的汽車、奔馳的馬、飛行的子彈、滾動(dòng)的球、流動(dòng)的河水、風(fēng)……都具有動(dòng)能。2/1/2023得出結(jié)論質(zhì)量相等的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，動(dòng)能越大。運(yùn)動(dòng)速度相等的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。決定動(dòng)能大小的因素：____________和_____________。運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量速度2/1/20232.

勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能纜車蹦極2/1/2023定義：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢(shì)能。實(shí)例：陽(yáng)臺(tái)上的花盆、樹上的果實(shí)、空中落下的冰雹、被舉高的重錘……（1）重力勢(shì)能2/1/2023得出結(jié)論：決定重力勢(shì)能大小的因素：__________和_____________。物體的質(zhì)量物體的高度質(zhì)量相等的物體，高度越高，重力勢(shì)能越大。高度相等的物體，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大。2/1/2023（2）彈性勢(shì)能物體由于彈性形變而具有的能量叫彈做彈性勢(shì)能。物體發(fā)生的能夠恢復(fù)原狀的形變。2/1/2023第五節(jié)物體的內(nèi)能2/1/20231、概念:物體內(nèi)部大量粒子做熱運(yùn)動(dòng)所具有的能叫內(nèi)能(俗稱：熱能)3、熱運(yùn)動(dòng)和內(nèi)能關(guān)系：物體溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，內(nèi)能也越大。一、內(nèi)能2、熱運(yùn)動(dòng)：物體內(nèi)部大量粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。2/1/2023因?yàn)槲矬w內(nèi)的分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)著。結(jié)論:任何物體，都具有內(nèi)能。2/1/2023物體的溫度升高或降低時(shí)，內(nèi)能會(huì)有什么變化？

物體溫度升高，內(nèi)能增加.

物體溫度降低，內(nèi)能減少。2/1/2023內(nèi)能跟溫度的關(guān)系：１．物體溫度越高，內(nèi)能就越大。

２．溫度是物體內(nèi)部大量粒子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。物體內(nèi)能是否變化，可以從溫度是否變化來反映。2/1/2023外界對(duì)物體做功，可以使物體的內(nèi)能增加。做功的方式有：１．克服摩擦做功．２．壓縮氣體做功．改變內(nèi)能的方式2/1/2023二、做功可以改變物體的內(nèi)能外界對(duì)物體做功→物體內(nèi)能增大（如：人的機(jī)械能→物體的內(nèi)能）物體對(duì)外做功→物體內(nèi)能減?。ㄈ纾何矬w的內(nèi)能→塞子的機(jī)械能）2/1/2023做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是：其他形式的能（機(jī)械能）與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化．功可以量度內(nèi)能改變的多少．2/1/2023熱傳遞的結(jié)果？熱傳遞的實(shí)質(zhì)是什么？發(fā)生熱傳遞的條件？熱傳遞的方向？沒有能量的轉(zhuǎn)化，只有能量（內(nèi)能）的轉(zhuǎn)移。接觸的物體間或物體不同部分存在溫度差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等溫?zé)醾鬟f2/1/2023

2）在熱傳遞中，傳遞的能量的多少叫做熱量，可以用Q表示。

1）從能的轉(zhuǎn)化看，熱傳遞實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能從高溫物體傳遞到低溫物體或者內(nèi)能從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分的過程。3）熱量是物體內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。4）單位：功、能、熱量的單位都是焦耳。2/1/2023熱傳遞的三種方式傳導(dǎo)對(duì)流輻射2/1/2023做功和熱傳遞對(duì)改變內(nèi)能是等效的2/1/2023C水=4.2×103焦/（千克.℃）1千克的水溫度升高1℃時(shí)需要吸收4.2×103焦的熱量2/1/2023m⊿t(t－t0)cQ=mcQ=物質(zhì)的比熱吸收（釋放）的熱量質(zhì)量升高（降低）的溫度吸收（釋放）的熱量2/1/2023m⊿t(t－t0)cQ=mcQ=焦/（千克.℃）千克℃焦耳2/1/2023固體燃料：如木柴、煤等。液體燃料：如汽油、柴油。氣體燃料：如煤氣、天然氣、氫氣。燃料的種類和常用燃料2/1/20231、概念：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。四、燃料的熱值：2、單位：焦/千克3、q表示2/1/2023已知煙煤的熱值是2.9×107焦/千克，求3千克煙煤完全燃燒放出的熱量是多少焦。1千克煙煤完全燃燒放出的熱量是2.9×107焦。3千克煙煤完全燃燒放出的熱量是：

2.9×107焦×3=8.7×107焦。燃料完全燃燒放出的熱量=

燃料的燃燒值×燃料的質(zhì)量2/1/2023第六節(jié)電能的利用2/1/2023電器的電功率——電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功電功率的單位：瓦特（W）千瓦(kW)1kW=1000WP=Wt電功率一般來說，電器上都有銘牌，標(biāo)明該電器的一些技術(shù)指標(biāo)。我們從銘牌中便可知道該電器正常工作時(shí)的電功率?！姽Α⑾牡碾娔?/1/2023電器的電功率銘牌中“PZ220—40”的含義是什么嗎？PZ：普通照明燈泡220V：額定電壓

40W：額定功率電器在額定電壓下工作時(shí)的功率。電器上標(biāo)明的功率值都是額定功率。電器正常工作時(shí)的電壓。

電器上標(biāo)明的電壓值都是額定電壓。2/1/2023同一燈泡在不同的實(shí)際電壓下，發(fā)光情況不同.實(shí)際電壓越大，燈泡越亮，表明其功率越大。電器的電功率同一燈泡在不同實(shí)際電壓下,電功率（即轉(zhuǎn)化或消耗電能的快慢）不同?！魺襞荩ㄓ秒娖鳎┰趯?shí)際電壓下的功率——稱為“實(shí)際功率”◆燈泡的實(shí)際功率

燈泡的亮暗決定決定燈泡兩端的電壓2/1/2023——電器正常工作240V150V220V◆

U實(shí)＝U額，P實(shí)＝P額

U實(shí)<

U額，P實(shí)<

P額

U實(shí)>

U額，P實(shí)>

P額電功率的計(jì)算所以應(yīng)當(dāng)盡可能使電器在額定電壓下工作。——電器不能正常工作——長(zhǎng)期使用會(huì)影響電器的壽命，還可能燒壞電器2/1/2023若給你二個(gè)不同額定功率的燈泡、二個(gè)電流表、二個(gè)電壓表、一個(gè)開關(guān)、若干電池和導(dǎo)線，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來定性地證明電功率與電壓、電流的關(guān)系，你會(huì)怎樣做？決定電器電功率大小的因素2/1/20231、控制二個(gè)燈泡兩端的電壓相同，而流過燈泡的電流不同，觀察兩個(gè)燈泡的亮暗，從而判斷電功率的大小。A1A2L1L22、控制流過二個(gè)燈泡的電流相同，而燈泡兩端的電壓不同，觀察兩個(gè)燈泡的亮暗，從而判斷電功率的大小。

L1L2V1V2決定電器電功率大小的因素2/1/2023現(xiàn)象在電壓相同的情況下，通過燈泡的電流越大，燈泡的實(shí)際功率越大。A1A2L1L2電壓大的燈泡較亮在電流相同的情況下，燈泡兩端的電壓越大，燈泡的實(shí)際功率越大。觀察電流表的示數(shù)和燈泡的亮暗。實(shí)驗(yàn)觀察電壓表的示數(shù)和燈泡的亮暗。L1L2V1V2電流大的燈泡較亮結(jié)論決定實(shí)際電功率大小的因素2/1/2023電器的電功率等于通過這個(gè)電器的電流與這個(gè)電器兩端電壓的乘積。即：

P=UI1瓦＝1伏·安決定實(shí)際電功率大小的因素U(電壓)的單位——V(伏)I(電流)的單位——A(安)P(電功率)的單位——W(瓦)1W＝1V·A2/1/2023決定實(shí)際電功率大小的因素P=W/t與P=UI

有什么不同？P=UI

僅適用于電功率的計(jì)算。它表示電功率與電器兩端電壓和通過電器的電流的關(guān)系。

P=W/t

是功率的定義式，適用于一切功率的計(jì)算。它直接表示電流做功（電能消耗）的快慢。2/1/20231焦=1瓦·秒=1伏·安·秒W=

Pt

=

UIt電流所做的功——叫“電功”你能根據(jù)P=W/t

和P=UI得出電功與電壓和電流的關(guān)系嗎？電功的計(jì)算式：1J=1W·s

=1V·A·s單位：J(焦)W(瓦)s(秒)V(伏)A(安)電能(功)的單位、計(jì)算和測(cè)量2/1/2023“度”是哪個(gè)量的單位1度＝1kW·h1kW?h

=1000W的用電器正常工作1小時(shí)消耗的電能.電能(功)的單位、計(jì)算和測(cè)量電功和電能的常用單位1kW?h=1盞100W燈泡正常工作___小時(shí)消耗的電能.10t=W/P=1000W?h/100W=10hW=Pt單位單位單位

2/1/2023焦耳是電功和電能的國(guó)際單位，一度等于多少焦耳呢？1度=1kW?h想一想根據(jù)W=Pt

得:1J=1W·s你家一個(gè)月用了多少度電是用什么來測(cè)量的?生活中常用電能表(俗稱電度表)來測(cè)量電能.電能(功)的單位、計(jì)算和測(cè)量=1000W×3600s=3.6×106J2/1/2023根據(jù)公式:P=UI可知,測(cè)量出小燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流,就能求出燈泡的電功率.測(cè)定小燈泡的功率實(shí)驗(yàn)測(cè)量小燈泡的功率，實(shí)際上是測(cè)量燈泡的哪些物理量？如何測(cè)量？實(shí)驗(yàn)器材:小燈泡,電源,開關(guān),導(dǎo)線,電壓表,電流表,滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的作用：保護(hù)電路和通過改變接入電路中的電阻，從而改變小燈泡兩端的電壓，以使小燈泡達(dá)到或大于或小于額定電壓，分別測(cè)出額定功率和實(shí)際功率。2/1/2023測(cè)定小燈泡的功率實(shí)驗(yàn)1、先將開關(guān)斷開；2、閉合開關(guān)前先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置.2/1/20232.閉合開關(guān),接通電路.3.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，記錄兩電表的示數(shù)。4.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使燈泡兩端的電壓大約為額定電壓的1.2倍;記錄兩電表示數(shù),觀察小燈泡的亮度變化.5.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使燈泡兩端的電壓大約為額定電壓的0.8倍;記下電表示數(shù),觀察小燈泡的亮度變化.6.計(jì)算出三種情況下小燈泡的功率.2/1/2023實(shí)驗(yàn)次數(shù)小燈泡兩端的電壓/V通過小燈泡的電流

/A小燈泡的電功率

/W小燈泡明亮程度實(shí)驗(yàn)記錄表2/1/2023第七節(jié)電熱器2/1/2023電熱器各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的。電熱器的主要部件是:發(fā)熱體2/1/2023焦耳Q＝I2Rt1840年,英國(guó)科學(xué)家焦耳通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：

焦耳定律電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。

意義：表示電流通過用電器有多少電能轉(zhuǎn)化為熱能。1818—1889年2/1/2023電熱器中的發(fā)熱體是用什么特點(diǎn)的材料制成電阻率大熔點(diǎn)高2/1/2023應(yīng)用－－電熱器1.原理：電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。2.常見的電熱器3.電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體材料一般選用：電阻率大，熔點(diǎn)高的金屬絲繞在絕緣體上做成，也可用非金屬材料制成棒狀或管狀電熱元件。4.電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔、無污染，熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)等。2/1/20231、電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，2、電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，Q=I2Rt=W=Pt=UItQ=I2Rt＜W=Pt=UIt1、電流做多少功，就是消耗多少電能，也就是將多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。2、純電阻電路中，電流做多少功，就是將多少電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。2/1/2023第八節(jié)核能的利用2/1/2023一、核能－－－原子核發(fā)生變化過程中所釋放出來的能量獲得核能有兩種途徑1、裂變2、聚變質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下