2025浙教版科學(xué)九年級上冊第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒 知識點清單

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒（知識清單）

【知識結(jié)構(gòu)】

【考點清單】

知識點一能量及其形式

1.認識能量

①所有的自然現(xiàn)象都涉及能量，人類的一切活動每時每刻都離不開能量。

②通過斜面實驗認識能量：小球在斜面甲A處時,有一種與升高高度相聯(lián)系的能量,該能量

使小球在斜面上運動。

2.能量的形式

機械能(動能和勢能)、內(nèi)能、太陽能、電能、化學(xué)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能等?/p>

能量轉(zhuǎn)化的表現(xiàn)形式：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；機械能轉(zhuǎn)化為電能；電能

轉(zhuǎn)化為機械能等。

知識點二機械能

1.動能

(1)概念：物體由于運動而具有的能量叫做動能。

(2)影響動能的因素：物體的質(zhì)量和速度

質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大。運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它

的動能也越大。

2.勢能

(1)重力勢能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。

②影響因素：質(zhì)量和被舉高的高度

物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。

(2)彈性勢能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。

②影響因素：形變量

物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。

3.動能和勢能的轉(zhuǎn)化

(1)小球或滾擺向低處運動時，速度變大，向高處運動時，速度變小。小球或滾擺向低

處運動時，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；向高處運動時，動能減小，

重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。如果沒有空氣摩擦阻力，擺錘和滾擺每次都會上升

到原來的高度。因為小球或滾擺受空氣阻力等作用，故機械能逐漸減小。

*

單擺運動滾擺運動

（2）物體的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。動能和勢能之和稱為機械能。

分析動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的方法：確定研究對象和過程；確定物體在起始位置所具有的動

能、勢能；分析在運動過程中，物體的高度、速度、彈性形變等是否變化以及如何變化，

進而分析物體的重力勢能、動能、彈性勢能是否變化以及如何變化。

（3）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。

機械能守恒的條件：不受空氣阻力和摩擦。

知識點三能量轉(zhuǎn)化的量度

1.功

（1）概念：在科學(xué)上，如果物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過了一段距

離，我們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：①作用在物體上的力②物體在力的方向上通過的距

離。

（3）不做功的情況：①有力無距離②有距離無力③力的方向與距離的方向垂直

（4）克服某力做功：當(dāng)物體運動方向與受力方向相反時，我們常說克服該力做功。

2.功的計算

（1）功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即：功=力乂距離

公式：W=Fs

功的單位是焦耳，簡稱為焦，單位符號為J。它是為了紀(jì)念英國科學(xué)家焦耳而命名的。

1焦=1

牛?米

（2）物體具有做功的本領(lǐng)，是因為它具有能量。做功的過程實質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過

程，力對物體做多少功，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。

3.功率

（1）單位時間里完成的功叫做功率。功率反映了物體做功的快慢。

⑵功率爭

公式：P=7

國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，單位符號是W。

1瓦=1焦/秒

實際應(yīng)用中還常用千瓦、兆瓦作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=1X106瓦。

V=—S

（3）當(dāng)物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時，由W=Fs,t,可得

P=Fvo

（4）比較做功的快慢有三種方法：

若做功相同，比較做功的時間；若做功時間相同，比較做功的多少；若做功的多少和所用

時間都不相同的情況下，計算功和時間的比值。

知識點四簡單機械

1.杠桿

（1）概念：如果一根硬棒在力的作用下能夠繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿。

（2）杠桿五要素：

杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點0叫做支點；

能夠使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1叫做動力；

阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F?叫做阻力；

從支點到動力作用線的距離L叫做動力臂；

從支點到阻力作用線的距離L叫做阻力臂。

注意：支點在兩力的作用點之間時，兩力的方向指向杠桿同一邊，當(dāng)支點在兩力作用點之

外，兩力方向指向杠桿兩邊。

（3）力臂的畫法：定支點；畫力的作用線；從支點畫力的作用線的垂線；標(biāo)注力臂名

稱。

（4）杠桿的平衡：杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動時，我們稱該現(xiàn)象為杠桿

平衡。

杠桿平衡的條件：動力X動力臂=阻力X阻力臂，即FJFFI

實驗探究注意事項：

①選杠桿中心作為支點的目的：避免杠桿自身重力對實驗產(chǎn)生影響；

②實驗時使杠桿在水平位置平衡的目的：便于讀出力臂的大小。

③實驗前，通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置平衡（杠桿向右偏，平衡螺母

向左調(diào)，反之向右），但在實驗過程中不能再次調(diào)節(jié)平衡螺母；

④實驗中，要改變力或力臂的大小，多做幾次實驗，以避免結(jié)論的偶然性，從而找出普遍

規(guī)律。

2.杠桿的應(yīng)用

（1）杠桿平衡條件的應(yīng)用：FJEk，

尸2G

（2）杠桿的分類：

杠桿類型省力杠桿費力杠桿等臂杠桿

力臂L>1211<1211二

力F,<F2FJ>F2F,=F2

優(yōu)缺點省力但費距離省距離費力既不省力也不省距離

撬棒、瓶蓋起子、羊角鑲子、釣魚竿、理發(fā)

實例天平等

錘等剪刀等

3.定滑輪和動滑輪

（1）滑輪概念：周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子。

（2）滑輪分類：使用滑輪工作時，根據(jù)滑輪軸的位置是否移動，可將滑輪分成定滑輪和

動滑輪兩類。

定滑輪：滑輪軸固定不動；動滑輪：滑輪軸隨鉤碼一起移動。

（3）定滑輪：實質(zhì)是等臂杠桿，只能改變力的方向，不能改變力的大小。不省力也不省

距離。改變力的方向不會改變力的大小。

（4）動滑輪：實質(zhì)上是一個動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。省力費距離。不能改變力

的方向。若力的方向不與動滑輪直徑垂直，則省的力小于一半，不是最省力的方法。動力

移動的距離大于鉤碼上升的距離。

4.滑輪組

（1）實際應(yīng)用時，常常將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組?；喗M不但可以省力，而且可

以改變力的方向。

（2）使用滑輪組時，重物和動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。

豎直拉物體：自由端拉力和總重力的關(guān)系是F=^G尚

n

繩子自由端移動的距離S與物體上升的高度h的關(guān)系是s=nho

移動速度的關(guān)系v自二nv物

水平拉物體：自由端拉力和摩擦力的關(guān)系是F=l

n

繩子自由端移動的距離S與物體移動距離S物的關(guān)系是s=ns物。

移動速度的關(guān)系v自=nv物

注意：n為圍繞動滑輪上繩子的股數(shù)。

（3）滑輪組繞繩方式的判斷-------“奇動偶定法”

承重繩的股數(shù)n是偶數(shù)時，繩的起始端拴在定滑輪的掛鉤上；承重繩的股數(shù)n是奇數(shù)時，

繩的起始端拴在動滑輪的掛鉤上。

5.機械效率

（1）有用功：為了達到某一目的必須要做的功，用W有表示；

額外功：利用機械時，人們不得不額外做的功，用w額表示；

總功：有用功與額外功的和，用W總表示。W總=w^+w額（總功必定大于有用功）

w石田

（2）科學(xué)上把有用功跟總功的比值叫做機械效率，T1=-^xlOO%

w總

注意：①機械效率表示的是有用功占總功的比例，不能反映有用功或總功的多少；

②機械效率總是小于1；

③機械效率是表征機械性能的重要指標(biāo)，機械效率越高，機械的性能越好。

（3）提高機械效率的方法：增加有用功，如在機械能承受的范圍內(nèi)增加每次提起重物的

重力；減小額外功，如改進結(jié)構(gòu)使機械更合理、更輕巧，盡量減小摩擦力等。

（4）斜面

斜面是一種簡單機械，使用它省力但費距離，其機械效率為〃=簪、100%=100%

VV卓FL

影響斜面機械效率的因素：斜面傾斜程度、斜面粗糙程度。粗糙程度相同的斜面，斜面傾

斜程度越大，斜面的機械效率越高。若斜面光滑無摩擦，則無額外功，有用功等于總功。

知識點五物體的內(nèi)能

1.內(nèi)能

（1）概念：物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。俗稱熱

能，單位為焦耳。

（2）①一切物體在任何情況下均具有內(nèi)能。

②物體內(nèi)能的大小與溫度有關(guān)。物體溫度升高，分子熱運動加快，內(nèi)能增大，反之，物體內(nèi)

能減少。

③物體內(nèi)能的大小與質(zhì)量有關(guān)。相同狀況下的同種物質(zhì)，質(zhì)量越大，內(nèi)能越大，如相同狀況

下的一杯水和一桶水,后者內(nèi)能更大。

2.物體內(nèi)能的改變

物體內(nèi)能改變的途徑有兩種：熱傳遞和做功。

（1）熱傳遞發(fā)生條件：存在溫度差；

過程：高溫物體放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增

加。

最終結(jié)果：溫度相同；

實質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，能量形式不變。

注意：熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能的改變量，故熱量是個過程量。不能說某個物體具有

或含有多少熱量，只能說“吸收熱量”“放出熱量”等。熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱

對流、熱輻射。

（2）①外界對物體做功，物體內(nèi)能增加。如壓縮氣體、摩擦生熱、鍛打物體、彎折物體。

②物體對外做功,物體內(nèi)能減少,如氣體膨脹。

③做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)是其他形式的能量與物體內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。外界對物體做了多少

功,就有多少其他形式的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；物體對外做了多少功,就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他

形式的能量。功可以用來量度物體內(nèi)能改變的多少。

3.比熱容

（1）單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。比熱容

用符號c表示，它的單位是焦/（千克?℃）,讀作焦每千克攝氏度。

注意：比熱容是物質(zhì)的一種特性，同種物質(zhì)在相同狀態(tài)下的比熱容是一定的，但在不同的

狀態(tài)下，比熱容不相同。

4.熱量的計算

熱量的公式：Q?=cm（t-t0）

公式適用于物態(tài)不發(fā)生變化時物體升溫（或降溫）過程中吸收（或放出）熱量的計算。如果過

程中存在著物態(tài)變化,不能使用該公式。

5.熱機

（1）熱機：通過做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。

（2）內(nèi)燃機：燃料在機器汽缸內(nèi)燃燒的熱機。主要有汽油機（以汽油為燃料）和柴油機（以

柴油為燃料）兩種常見類型。

（3）

吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

*

進氣門用也算一排氣門

1J

丙做功排箋

甲吸氣1乙壓縮T

進氣門排氣門都關(guān)進氣門排氣門均關(guān)進氣門關(guān)閉，排

進氣門打開，排氣門關(guān)閉

閉閉氣門打開

活塞向下運動活塞向上運動活塞向下運動活塞向上運動

在壓縮沖程末，火

花塞產(chǎn)生電火花點

燃燃料，產(chǎn)生的高

壓縮汽油和空氣的

吸入汽油和空氣的混合物溫高壓的氣體推動把廢氣排出汽缸

混合物

活塞向下運動，帶

動曲軸轉(zhuǎn)動，對外

做功

無機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能無

一個工作循環(huán)中有四個沖程，活塞往復(fù)運動兩次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一

次。汽油機在工作時只有做功沖程使機車獲得動力，其他三個沖程均為輔助沖程，依靠

安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。

熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，就是熱機的效率。汽

油機的效率一般為20婷30%,柴油機的效率可達45虬提高熱機效率，減少能源消耗，是

人類不懈的追求。

6.燃料的熱值

(1)熱值概念：1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，用符號

q表示。單位：固體或液體燃料的熱值單位是焦/千克，氣體燃料的熱值單位是焦/米I

燃料很難完全燃燒，燃料燃燒放出的熱量也不可能完全得到利用。故注意熱值是燃料完全

燃燒放出的熱量。

(2)熱量計算公式：Q=mq

(3)提高燃料利用率的措施：一是改善燃燒條件，讓燃料盡可能完全燃燒,如將煤炭磨成

粉末等；二是盡可能減少熱量損失,如加大受熱面積等。

知識點六電能

1.電能與電功

(1)電流所做的功叫電功。電流做功的過程實質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。電

流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

電功和電能的單位：焦——J、千瓦時(度)——kw-ho1度=1千瓦時=3.6X106焦。

(2)電能測量儀器：電能表；某段時間電能表上先后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間電路

消耗的電能。

kWh：電能

220V：該電能表上的數(shù)字以千瓦

表應(yīng)該接在220伏時為單位來顯示所

的電路上使用。消耗的電能。

600r/kW-h：10(20)A：該電

接在該電能表上的能表的額定電流為

用電器，每消耗1千10安，在短時間內(nèi)使

瓦時的電能，電能表用時電流可允許大一

的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。些，但不能超過20安。

根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)計算電能：(kw.h)(n為一段時間電表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，N為電表上的轉(zhuǎn)數(shù))

2.電器的電功率

(1)電流在單位時間內(nèi)做的功，叫做電功率。如果用字母P表示電功率，W表示電功，t

表示時間，那么：P=?，單位瓦川)、千瓦(kW)o1W=1J/S,電功率表示電流做功的快

慢。

（2）用電器銘牌上標(biāo)有的電壓值叫做額定電壓，標(biāo)有的電功率值叫做額定功率。額定電

壓是用電器正常工作時的電壓，額定功率是用電器在額定電壓下消耗的電功率。

（3）實際電壓：將用電器接入某一電路中時，用電器兩端實際分得的電壓；

實際功率：用電器在電路中工作時實際消耗的功率。

當(dāng)實際電壓=額定電壓時，實際功率=額定功率，實際電流=額定電流，用電器正常工作；

當(dāng)實際電壓〈額定電壓時，實際功率〈額定功率，實際電流〈額定電流，不能正常工作；

當(dāng)實際電壓〉額定電壓時，實際功率〉額定功率，實際電流〉額定電流，容易損壞；

接在同一電路上的燈泡，消耗電功率越大，燈泡就越亮。實際功率反應(yīng)燈泡的亮度。

3.電功率和電功的計算

（1）電功率的計算

用電器的電功率等于用電器兩端電壓與通過用電器電流的乘積。

用P表示電功率，U表示電壓，I表示電流，則電功率的公式可表示為：P=U/

使用公式時，若u的單位為伏，I單位為安，則P的單位為瓦。因此，

電功率的單位瓦特也可表示為：1瓦=1伏?安

根據(jù)歐姆定律/=gP=I2R或「="，適用于純電阻電路。

（2）電功的計算

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。公式W=UIt,電功單位焦耳也可表示為：1焦=1伏?安?秒

推導(dǎo)公式W=PRt或卬=￡t,適用于純電阻電路。

R

（3）測定小燈泡的功率

實驗原理：伏安法測電功率的原理是P=UI。利用電壓表和電流表分別測出小燈泡兩端的

電壓和通過小燈泡的電流就可以求出小燈泡的電功率。在額定電壓下測出來的電功率就是

額定功率。

4.常用電熱器

（1）利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置叫做電熱器。利用電流的熱效應(yīng)工作。主要

元件：發(fā)熱體，它由電阻大、熔點高的電阻絲繞在絕緣體上制成。

（2）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。這個規(guī)律叫做焦耳定律。公式：Q=I2Rt

對于純電阻用電器，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，W=Q,對于非純電阻用電器，電能部分轉(zhuǎn)化為

內(nèi)能，W>Q,如電動機，電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故