【通關(guān)寶典】浙教版九上第三章能量的轉(zhuǎn)化與守恒單元知識大串講（知識點易錯點）

浙教版九年級上冊·第三章能量的轉(zhuǎn)化和守恒3.1能量及其形式01認(rèn)識能量1、日常生活中的能量植物的生長、流星等自然現(xiàn)象都與能量相關(guān)；人類的一切活動都離不開能量，我們需要能量來保證日常生活和工作，即使在睡覺的時候也需要消耗能量。事例說明植物的生長需要能量所有的自然現(xiàn)象都涉及能量破壞力巨大的龍卷風(fēng)具有能量太陽的照射提供能量運動員的奔跑需要能量人類的一切活動每時每刻都離不開能量人的學(xué)習(xí)需要能量人睡覺時需要消耗能量2、通過斜面實驗認(rèn)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。02能量的形式物體的運動有多種多樣的形式。跟物體的運動一樣，能量也有多種形式。根據(jù)能量的特點大致可以分為機械能、化學(xué)能、聲能、電能、電磁能、內(nèi)能、核能等。1、機械能：天體的運行、河水的流淌、候鳥的飛翔、人類的行走、蒲公英種子的飛行等，都屬于機械運動；這些做機械運動的物體都具有機械能。2、化學(xué)能：儲存在食物中的能量屬于化學(xué)能，汽油、木材、天然氣、沼氣、煤炭等燃料都儲存著能量，這種能量也屬于化學(xué)能。3、聲能：聲音具有能量，這種能量稱為聲能（如沖擊鉆發(fā)出刺耳的聲音）。4、電能：如發(fā)電站、電池等提供電能。5、電磁能：如光、紅外線、紫外線、微波和X射線等都是電磁能的表現(xiàn)形式。電磁能以波的形式傳播。事例具有的能量形式做機械運動的物體機械能汽車行駛時需要的燃料化學(xué)能動聽的音樂聲能各種電池和發(fā)電廠提供的電電能核電站發(fā)電核能可見光、紅外線紫外線、微波和X射線電磁能高溫水蒸氣內(nèi)能6、太陽能是各種形式的能的最終能量來源。3.2機械能01動能1、動能的概念物體由于運動而具有的能量叫做動能。一切做機械運動的物體都具有動能。例如：飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。2、影響動能大小的因素<小鋼球撞木塊實驗>（1）提出問題：動能的大小與哪些因素有關(guān)?（2）猜想與假設(shè)：物體動能大，表示物體由于運動而具有的能量大，所以動能可能與物體的運動速度有關(guān)，還可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。（3）設(shè)計實驗與制訂計劃：讓鋼球從斜面上滑下，碰到一個木塊上，推動木塊做功。在同樣的水平面上，通過木塊被推動的距離大小，判斷出鋼球動能的大小。①探究動能大小與速度的關(guān)系：讓同一鋼球從不同高度滑下，看哪次木塊被推得遠。②探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系：換用質(zhì)量不同鋼球，讓它們從同一高度滑下，看哪個鋼球把木塊推得遠。（4）進行實驗與收集證據(jù)①由甲乙兩圖可知，同一鋼球從不同的高度滾下，鋼球碰撞木塊時的速度不同，高度越高，鋼球滾下時速度越大，木塊被推得越遠，說明物體動能大小與物體的速度有關(guān)；②由乙丙兩圖可知，不同鋼球從同一高度滾下，鋼球碰撞木塊時的速度相同，質(zhì)量大的鋼球?qū)⒛緣K推得遠，說明物體動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。（5）實驗結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量和運動速度有關(guān)；質(zhì)量相同的物體，運動速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大。<此實驗需注意>：（1）因動能的大小與物體的質(zhì)量、運動的速度兩個因素有關(guān)，所以要用控制變量的方法進行實驗；（2）一切運動的物體都具有動能，物體的動能由物體的質(zhì)量和其速度的大小共同決定，在比較物體的動能大小或分析物體動能大小的變化時，要同時考慮到物體的質(zhì)量和物體的速度兩個因素，不能只考慮其中的一個方面。02勢能1、重力勢能物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能?！緵Q定因素：高度和質(zhì)量】2、影響重力勢能大小的因素（1）提出問題：勢能大小跟什么因素有關(guān)？（2）猜想與假設(shè)：勢能大小可能跟物體的質(zhì)量、高度有關(guān)。（3）設(shè)計實驗：控制變量法的運用①控制質(zhì)量相同，改變物體的高度，研究物體的勢能跟物體高度的關(guān)系；②控制高度相同，改變物體的質(zhì)量，研究物體的勢能跟物體質(zhì)量的關(guān)系；（4）實驗裝置如圖（5）進行實驗①讓質(zhì)量為m，體積為V的小球從高度為h的自由下落，記錄小球撞擊形成沙坑的深度h1；②讓質(zhì)量為m，體積為V的小球從高度為2h的自由下落，記錄小球撞擊形成沙坑的深度h2；③讓質(zhì)量為2m，體積為V的小球從高度為h的自由下落，記錄木小球撞擊形成沙坑的深度h3；（6）實驗現(xiàn)象①同樣質(zhì)量的小球，從不同位置下落，高度高的小球撞擊形成沙坑的深度越深；②不同質(zhì)量的小球，從相同位置下落，質(zhì)量大的小球撞擊形成沙坑的深度越深。（7）實驗結(jié)論物體的勢能大小跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，高度越高，它的勢能越大；高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的勢能也越大。2、彈性勢能（1）定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。例如，張開的弓、拉長的橡皮條、卷緊的鐘表發(fā)條等。判斷一個物體是否具有彈性勢能，關(guān)鍵是看物體是否發(fā)生了彈性形變，若物體發(fā)生了彈性形變，則此物體具有彈性勢能。（2）影響彈性勢能大小的因素彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關(guān)。物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。如：射箭時手拉弓弦使弓的彈性形變越大，彈性勢能就越大，箭就射得越遠。同樣，機械表內(nèi)發(fā)條卷得越緊，彈性形變越大，彈性勢能就越大，機械表走動的時間就越長。03機械能<部分內(nèi)容適當(dāng)補充>1、定義：動能和勢能的總和統(tǒng)稱為機械能?！娟P(guān)于機械能的理解：動能和勢能都屬于機械能，一個物體可以只有動能，也可以只有勢能，還可以同時具有動能和勢能。當(dāng)只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，機械能的總和不變，或者說機械能是守恒的。“守恒”的含義為保持不變，即物體動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中，任何位置的機械能（動能+勢能）相等】2、判斷機械能守恒的方法①方法一：分析“動能+勢能”（先分別判斷動能、勢能如何變化）；②方法二：尋找“外援”和“損耗”觀察是否有能量供給者（比如通電、燃料燃燒等），如果有，機械能增加；觀察是否存在摩擦阻力或空氣阻力，如果有，機械能減少（摩擦發(fā)熱轉(zhuǎn)化成內(nèi)能）；③方法三<了解>：觀察是否只有重力做功，如果只有重力做功，機械能守恒。3、機械能守恒機械能只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化換言之，機械能與機械能沒有損失）機械能題目中有“光滑”、“自由”、“不計阻力”不計摩擦如：小球下落時要與空氣摩擦，小球機械能會減小增加4、機械能不守恒的情況【重點】（1）火箭加速升空：動能增大，勢能增大，所以機械能增大。另外也可以從外力分析，因為（推力）做功，機械能增大。一二三四五（2）電梯勻速升降：動能不變，勢能發(fā)生改變，所以機械能由勢能變化決定，電梯上升，機械能增加，電梯下降，機械能減少。（3）擺球越擺越慢：由于受到空氣阻力，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致機械能減少。（4）彈球越彈越低：球在反彈過程中與地面摩擦，產(chǎn)生熱量，越彈越低，機械能減小。（5）灑水車灑水，灑水車灑水過程之中，質(zhì)量減少，導(dǎo)致動能和勢能同時減少，機械能減少。（類似的如飛機空中加油）。5、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化（1）單擺（滑軌）蕩秋千是同學(xué)們非常喜歡的體育活動，秋千從高處蕩向低處時，速度越來越大，從低處蕩向高處時，速度越來越小。運動方向高度重力勢能速度動能能的轉(zhuǎn)化機械能A→O降低減小變大增大重力勢能→動能減小O→C升高增大變小減小動能→重力勢能減小C→O降低減小變大增大重力勢能→動能減小O→A升高增大變小減小動能→重力勢能減?。?）滾擺將滾擺掛起來，捻動滾擺，使懸線纏繞在軸上，當(dāng)滾擺上升到最高點后，放開手，滾擺會上升和下降。運動方向高度重力勢能速度動能能的轉(zhuǎn)化下降降低減小變大增大重力勢能→動能上升升高增大變小減小動能→重力勢能（3）衛(wèi)星的近地點和遠地點衛(wèi)星離地球中心最近的點叫做近地點，離地球中心最遠的點叫做遠地點。運動方向高度勢能速度動能能的轉(zhuǎn)化遠地點→近地點降低減小變大增大重力勢能→動能近地點→遠地點升高增大變小減小動能→重力勢能（4）拋球、彈球運動方向高度勢能速度動能能的轉(zhuǎn)化上拋降低減小變大增大重力勢能→動能下落升高增大變小減小動能→重力勢能注意：斜拋過程中最高點速度最小，但仍然有水平速度，故動能不減為0。（5）蹦極（蹦床）問題蹦極和蹦床問題的核心在于受力分析，分析力和運動的關(guān)系及能量的轉(zhuǎn)化。（過程分析：O點下落起點，A點為彈簧自由長度點，C點為蹦極最低點）①O→A：自由落體，只受重力，人向下加速，同時重力勢能變小，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；②A→B：受豎直向上的彈力（↑）和豎直向下的重力（↓），彈力從O開始變大，開始F彈力小于F重力，合力F=F重力－F彈力>0合力方向向下又因為運動方向向下，所以人繼續(xù)往下加速，此時重力勢能變小，動能變大，人的機械能轉(zhuǎn)化為繩子的彈性勢能。③B點：受豎直向上的彈力（↑）和豎直向下的重力（↓），此時受到的F彈力等于F重力，合力為0，之前人一直加速，之后人開始減速，所以在B點速度達到最大。④B→C：受豎直向上的彈力（↑）和豎直向下的重力（↓），但是F彈力大于F重力，合力F=F重力－F彈力<0合力方向向上又因為運動方向向下，所以人開始減速。此時重力勢能變小，動能變小，彈性勢能增大。⑤C點：最低點，速度為0，動能為0，彈簧形變量最大，故彈性勢能最大，動能為0，重力勢能最小。3.3能量轉(zhuǎn)化的量度01功1、功：一個物體受到力的作用，如果在力的方向上移動了一段距離，這個力就對物體做了功。2、力對物體做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力F；②物體在力的方向上移動的距離s。3、不做功的情況圖示甲：用力搬石頭但沒搬動乙：保齡球離開手后繼續(xù)滾動的過程中，手對保齡球不做功丙：豎直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移動距離原因①有力無距②有距無力③力的方向與距離的方向垂直4、功的計算功有大小，科學(xué)上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即：功=力×距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計算公式為W=Fs。<注意>（1）要明確是哪個力對物體做功，或是哪個施力物體對哪個受力物體做功。（2）公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s必須是物體在力F方向上通過的距離。（3）F是使物體沿力F方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。5、功的單位在國際單位制中，力的單位是牛(N)，距離的單位是米(m)，功的單位是?！っ?N·m)，在國際單位制中，用專門的名稱“焦耳”來表示，簡稱為焦，符號是J。1焦=1?！っ?。6、生活中的功估量（1）把1只雞蛋舉高2米，做的功大約是1焦。（2）把一本《科學(xué)》從地面撿起放回桌面所做的功大約為2焦耳。（3）將一瓶500mL的礦泉水從地上拿起并舉高，做功約10J。7、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。02功率1、功率（1）定義：單位時間里完成的功叫做功率。（2）意義：反映做功快慢的量（即表示能量轉(zhuǎn)化快慢的量）。（3）符號：P（4）公式：由功率的定義知，功率=功/時間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的公式可表示為P=W/t。（5）單位在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應(yīng)用中還常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。（6）物理意義：某小轎車功率為66kW，它表示：小轎車每秒鐘做66000J的功。（7）功率的推導(dǎo)公式P=Fv①當(dāng)物體在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直線運動時，力F做功的功率可以表示為：P=Wt=Fst=F?②應(yīng)用P=Fv進行計算時，力的單位為牛(N)，速度的單位為米每秒(m/s)，這樣計算出來的功率的單位才是瓦(W)；③應(yīng)用：駕駛功率一定的機車，有經(jīng)驗的司機在上坡時總要換用低擋來減速行駛。根據(jù)P=Fv可知，當(dāng)功率P一定時，減小車速v，可增大牽引力F，這樣更容易上坡。2、功和功率的辨析?功功率概念力和物體在力的方向上通過的距離的乘積單位時間內(nèi)所做的功物理意義表示力做功的多少表示力做功的快慢決定因素功由力和物體在力的方向上通過的距離決定功率由功和時間決定計算公式W=FsP=W/t單位功的單位是焦耳（J）功率的單位是瓦特（W）<名師指點>辨析（1）做功越多，做功越快（×）； （2）功率越大，做功時間越短（×）；（3）功率越大，做功越快（×）； （4）做功越快，功率越大（×）；（5）時間一定時，做功越多，功率越大，做功越快（√）；（6）時間一定時，功率越大，做功越快，做功越多（√）；（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（√）。?3、比較做功的快慢（1）若做功相同，比較做功的時間，所用時間越短做功越快，功率越大。（2）若做功時間相同，比較做功的多少，做功越多做功越快，功率越大。（3）若做功的多少和所用時間都不相同，則通過計算（做功的多少與做功所用時間的比值）進行比較。3.4簡單機械01杠桿1、杠桿（1）定義：在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，叫做杠桿。（2）對“硬棒”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定長度，能在外力作用下不發(fā)生彎曲、伸縮等形變的物體；杠桿可以是直的，也可以是彎曲的。2、杠桿的五要素五要素物理含義支點動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F?”表示阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F?”表示動力臂從支點O到動力F?作用線的距離，用“L1”表示阻力臂從支點O到阻力F?作用線的距離，用“L2”表示<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、力臂的畫法要正確畫出杠桿上各力的力臂，首先要明確力臂的概念——力臂是從支點到力的作用線的距離，這是解決杠桿問題的關(guān)鍵。通常按下述步驟即可畫出力臂：（1）在杠桿的示意圖上，確定支點O，如圖所示。（2）畫好動力作用線及阻力作用線，有時需要用虛線將力的作用線延長。（3）從支點O向力的作用線引垂線，要畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用實線表示并用大括號勾出，在旁邊標(biāo)上字母L1或L2，分別表示動力臂或阻力臂。<名師指點>可以用簡單的順口溜記住：先找點，后延線，過支點，引垂線。4、杠桿平衡的條件<實驗探究>（1）杠桿平衡：在動力和阻力的作用下，杠桿保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。（2）實驗探究：杠桿的平衡條件（3）實驗器材：杠桿和支架、彈簧測力計、鉤碼、刻度尺、線。（4）實驗步驟A.調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。B.如圖所示，在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡。這時杠桿兩邊受到鉤碼的作用力的大小都等于鉤碼重力的大小。把支點右方的鉤碼的重力當(dāng)成動力F1，支點左方的鉤碼的重力當(dāng)成阻力F2；用刻度尺測量出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的數(shù)值填入實驗表格中。C.改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實驗，將結(jié)果填入人實驗表格中。實驗序號動力F1/牛動力臂L1/厘米動力×動力臂/(牛?厘米)阻力F2/牛阻力臂L2/厘米阻力×阻力臂/(牛?厘米)10.520101.0101021.520301.0303032.020404.01040（5）分析與論證：分析實驗數(shù)據(jù)，可知杠桿平衡時，如果動力臂比阻力臂大，則動力比阻力??；動力臂比阻力臂小，則動力比阻力大。如果把每次實驗的動力與動力臂相乘，阻力與阻力臂相乘，雖然各次實驗的乘積不相同，但每次實驗中動力與動力臂的乘積跟阻力與阻力臂的乘積相等，即動力×動力臂=阻力×阻力臂，用公式表示為F1×L1=F2×L2。（6）杠桿平衡條件（或杠桿平衡原理）：動力×動力臂=阻力×阻力臂，用公式表示為F1×L1=F2×L2、F1（7）最小動力作法要實現(xiàn)最小動力，就是要找最大動力臂，最大動力臂就一般是連接支點與杠桿最遠處，然后垂直于動力臂做出動力。5、杠桿的分類名稱力臂關(guān)系力的關(guān)系特點應(yīng)用舉例省力杠桿L1＞L2F1＜F2省力但費距離撬棒、鍘刀、起子等費力杠桿L1＜L2F1＞F2費力但省距離釣魚竿、鑷子等等臂杠桿L1＝L2F1＝F2既不省力也不費力天平、定滑輪02滑輪的分類1、滑輪的定義滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子。2、滑輪的分類和作用使用滑輪工作時，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。定滑輪動滑輪定義軸固定不動軸隨物體一起移動特點不省力，不省距離，但能夠改變力的作用方向省一半力，費一倍距離，并且不能改變力的作用方向應(yīng)用旗桿頂部的滑輪起重機的動滑輪3、定滑輪和動滑輪的實質(zhì)（1）定滑輪可以看做一個變形的杠桿，如圖，滑輪的軸相當(dāng)于支點，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑輪的實質(zhì)是一個等臂杠桿。（2）動滑輪也可以看做一個變形的杠桿，如圖所示，支點O在滑輪的邊緣上，動力臂為阻力臂的2倍，故動力F是阻力F的二分之一，即動滑輪能夠省一半力。因此，動滑輪的實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，使用動滑輪費一倍的距離，如物體上升距離為h，則繩子自由端移動的距離s=2h。4、使用定滑輪和動滑輪的幾種情況（圖中物體全部勻速運動，且繩與滑輪摩擦不計）F：自由端拉力 G：單個滑輪的重力 S：繩子末端移動的距離h：物體升高的高度定滑輪動滑輪圖示表達式F=GF=F摩，F(xiàn)摩物體與地面的摩擦力F=(G+G輪)/2S繩=2h物v繩=2v物F=F摩/2S繩=2h物v繩=2v物F=2G+G輪S輪=s物/2v輪=v物/2F=2F摩S輪=s物/2v輪=v物/203滑輪組1、在實際應(yīng)用中，人們常常把定滑輪和動滑輪組合在一起構(gòu)成滑輪組。2、滑輪組特點：既可以省力，又能改變力的方向（但費距離）。3、常規(guī)滑輪組的構(gòu)成和繞線：【口訣：奇動偶定】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。滑輪類型用滑輪組勻速提升重物用滑輪組勻速水平拉動重物裝置圖力、距離和速度的關(guān)系S=nhV繩=nV物F=EQEQ\F(,)EQ\F(f,n)S繩=nS物V繩=nV物04機械效率1、有用功、額外功、總功的定義（1）有用功：人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。（2）額外功：利用機械時，人們不得不額外做的功，用W額外表示。（3）總功：人的拉力(動力)對動滑輪(機械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外（總功必定大于有用功）。（4）有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。2、機械效率定義公式有用功提升重物過程中必須要做的功W有額外功利用機械時，人們不得不額外做的功W額總功有用功和額外功之和W總＝W有＋W額機械效率科學(xué)上把有用功跟總功的比值η＝eq\f(W有,W總)×100%3、常見機械效率的計算分析（1）滑輪組①若不計繩重和摩擦有用功：W有=Gh， 總功：W總=FS，機械效率：η=W有W總×100%=②若計繩重和摩擦有用功W額=G動h， 總功：W總=Gh+G動h，機械效率：η=W有W（2）橫置滑輪組有用功：W有=fs， 總功：W總=F·ns， 機械效率：η=W有W總4、機械效率的影響因素（1）其他條件相同時，繩重和摩擦越大，機械效率越低。（2）其他條件相同時，G動越大，機械效率越低；G物越大，機械效率越大。5、提高機械效率的途徑（1）在所做的有用功不變的情況下，減小額外功，具體方法是改進結(jié)構(gòu)，使機械更合理，更輕巧，如減少動滑輪的個數(shù)，或換用質(zhì)量小的動滑輪，盡量減小摩擦等；（2）在所做額外功一定的情況下，增大有用功，即在機械能承受范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力。6、其他機械效率的測量（1）測量滑輪組的機械效率：多數(shù)情況下僅考慮由于動滑輪自重所帶來的額外功，而不考慮繩子的重力和摩擦。此時對于用滑輪組提升物體時有：η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(Gh,Gh＋G動h)＝eq\f(G,G＋G動)。（2）測量杠桿的機械效率：η=eq\f(W有用,W總)=05斜面1、斜面是一種簡單機械，使用它可以省力，但要費距離。2、影響斜面機械效率的因素（1）其他條件相同時，斜面越光滑，機械效率越高；（2）其他條件相同時，斜面越陡，機械效率越高。3、測量斜面的機械效率（1）光滑斜面：Fl＝GhW額＝0η＝100%；（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；（3）斜面的機械效率與斜面的光滑程度和傾斜程度有關(guān)。3.5物體的內(nèi)能01內(nèi)能1、分子動能分子永不停息地做無規(guī)則運動，同一切運動著的物體一樣，運動著的分子也具有動能。物體的溫度越高，分子具有的動能越大。2、分子勢能由于分子之間存在相互作用力，因此分子之間也具有勢能。3、物體的內(nèi)能物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和和勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能，俗稱熱能，內(nèi)能的單位是焦耳(J)。4、影響內(nèi)能大小的因素：物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)、種類等。（1）在其他因素相同時，溫度越高物體的內(nèi)能越大；（2）在其他因素相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大；（3）在其他因素相同時，物體的狀態(tài)不同，物體的內(nèi)能可能不同；（4）在其他因素相同時，物體的種類不同，物體的內(nèi)能也可能不同。5、改變物體內(nèi)能的方式【物體內(nèi)能改變的途徑有兩種：熱傳遞和做功】（1）熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，此時內(nèi)能的改變是用熱量來計量的。①熱傳遞的條件：物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差。②熱傳遞對物體的影響：溫度高的物體放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少；溫度低的物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加。③內(nèi)能變化的量度：用熱量來量度內(nèi)能的變化。熱量是指在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少。④熱傳遞的實質(zhì)：是內(nèi)能從高溫物體（或同一物體的高溫部分）傳遞到低溫物體（或同一物體的低溫部分）。（2）做功可以改變物體的內(nèi)能①大量生活現(xiàn)象和實驗表明：外界對物體做功，可以使物體的內(nèi)能增加。常見對物體做功四種方法如下：A.壓縮體積（如：用打氣筒打氣） B.摩擦生熱（如：鉆木取火）C.鍛打物體（如：用鐵錘敲打鐵塊） D.彎折物體（如：來回多次擰彎細鐵絲）②大量實驗表明，物體對外做功，物體的內(nèi)能會減少，如氣體體積膨脹。③通過做功改變物體的內(nèi)能，實質(zhì)是其他形式的能與物體內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程。對物體做了多少功，就有多少其他形式的能轉(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。6、溫度、熱量、內(nèi)能之間的區(qū)別與聯(lián)系溫度熱量內(nèi)能定義不同宏觀上：表示物體的冷熱程度微觀上：反映物體中大量分子在熱傳遞過程中，傳遞熱量的無規(guī)則運動的劇烈程度多少物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運動的動能與勢能的總和量的性質(zhì)狀態(tài)量過程量狀態(tài)量表述“降低”或“升高”“放出”或“吸收”“有”“具有”“改變”“增加”“減少”單位攝氏度（℃）焦耳（J）焦耳（J）聯(lián)系溫度的變化，可以改變一個物體的內(nèi)能，,傳遞熱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。如冰融化時要吸收熱量，內(nèi)能增加，但溫度卻保持在0℃不變。同樣，物體放出熱量時，溫度也不一定降低02比熱容1、比熱容定義單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容。2、比熱容用符號℃表示，單位為焦/（千克·℃），讀作焦每千克攝氏度。3、物理意義水的比熱容為4.2×103焦/（千克·℃），它的意義是質(zhì)量為1千克的水，溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量為4.2×103焦。4、水的比熱容的特點和應(yīng)用一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定溫度吸收（或放出）的熱量較多，根據(jù)這特點，我們用水作為降溫物質(zhì)或用來取暖，用來降溫時，讓水吸收并帶走更多的熱量：用來取暖時，讓水放出更多的熱量。另一方面，由于水的比熱容大，在吸收（或放出）相同的熱量時，溫度升高(或降低)得小，故沿海沿海地區(qū)晝夜溫差小，沿海地區(qū)冬暖夏涼等。03熱量的計算公式1、吸熱公式：Q吸=cm(tt0)。<名師指點>：式中C表示物質(zhì)的比熱容，m表示物體的質(zhì)量，t0表示物體加熱前的溫度，t表示物體加熱后的溫度，“tt0”表示升高的溫度，有時可用△t0表示，此時吸熱公式可寫成Q吸=cm△t0。2、放熱公式：Q放=cm(t0t)。<名師指點>：式中c、m的含義不變，t0表示物體放熱前的溫度，t表示物體放熱后的溫度，“t0t”表示降低的溫度，有時可用△t0表示，此時放熱公式可寫成Q放=cm△t0。3、熱量計算的一般式：Q=cm△t。【△t表示溫度的變化量】<名師指點>：物體吸收或放出熱量的多少由物體的質(zhì)量、物質(zhì)的比熱容和物體溫度的變化量這三個量的乘積決定，跟物體溫度的高低無關(guān)。

區(qū)別：Q吸與Q放公式中各物理量的單位比熱容C的單位是焦/（千克·℃），質(zhì)量m的單位是千克，溫度（t、t或△t0）的單位是℃（攝氏度），熱量Q的單位是焦，計算時要注意單位的統(tǒng)一。4、兩個溫度不同物體放在一起時，高溫物體放出熱量，溫度降低；低溫物體吸收熱量，溫度升高。若放出熱量沒有損失，全部被低溫物體吸收，最后兩物體溫度相同，稱為“達到熱平衡”。用公式表示為Q吸=Q放。04熱機1、熱機的類型：蒸汽機、內(nèi)燃機、燃氣輪機噴氣發(fā)動機等。2、熱機的特點：通過做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。3、內(nèi)燃機：燃料在機器汽缸內(nèi)燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內(nèi)燃機。4、汽油機（1）汽油機：以汽油為燃料的內(nèi)燃機。（2）構(gòu)造：如圖。（3）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另端的過程叫做一個沖程。其工作過程如下表：沖程名稱吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程工作示意圖進氣門開閉情況打開關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉排氣門開閉情況關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉打開活塞運動方向向下向上向下向上沖程的作用吸入汽油和空氣的混合物壓縮汽油和空氣的混合物，使其壓強增大、溫度升高。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃燃料混合物燃料混合物燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功排出廢氣能的轉(zhuǎn)化無能量轉(zhuǎn)化機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能汽油燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。燃氣推動活塞做功：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能無能量轉(zhuǎn)化（4）工作過程分析大多數(shù)汽油機的一個工作循環(huán)都是由四個沖程組成的，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在一個工作循環(huán)中，曲軸和飛輪均轉(zhuǎn)動兩圈，對外做功1次。在四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，將內(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。05燃料的熱值1、定義：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。2、單位：焦/千克，如：木炭的熱值是3.4×107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107焦。<注意>燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)，熱值反映的是不同燃料在燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能本領(lǐng)的大小。燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān)，是物質(zhì)的一種特性，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積以及是否完全燃燒無關(guān)。3、熱值公式及簡單計算：（1）公式：Q=mq（Q為燃燒放出的熱量）；氣體燃料有Q=Vq（V為氣體體積）。（2）熱值在計算中用于計算某種燃料所能提供的能量總和。<名師指點>：分析計算：第一步：找完全燃燒（沒有，不能算；有，跳到第二步）；第二步：擺公式Q放=mq分析計算。4、能量轉(zhuǎn)化：燃料燃燒釋放熱量的過程，就是將貯存在燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。5、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。因此，改善燃燒條件，使燃料盡可能完全燃燒，同時應(yīng)盡可能減少各種熱損失，既可以節(jié)約燃料、提高效率，又可以減少污染、保護環(huán)境。6、熱效率的計算①汽車前進時，汽油燃燒釋放熱能用于汽車克服摩擦做功，η=eq\f(fs,mq)；②用天然氣燒熱水時，天然氣燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，η=eq\f(cm（t2t1）,mq)。3.6電能01電能與電功1、定義（1）電功：電流所做的功叫做電功。（2）電能：電能是能量的一種，屬于二次能源，用符號W表示。2、實質(zhì)電流做功的過程實質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的多少可以用電功來度量。如：電流通過電動機，把電能轉(zhuǎn)化為機械能，說明電流對電動機做了功。3、單位電能電功的單位是焦耳，還有千瓦時(kW·h)俗稱“度”；焦耳與千瓦時之間的換算關(guān)系：1千瓦時=3.6×106焦耳。4、電能表（1）電能表的作用：測量用電器在一段時間里消耗的電能的多少。電能表也叫電度表。（2）電能表的參數(shù)含義①220V：該電能表應(yīng)該接在220伏的電路上使用。②kw·h：電能表上的數(shù)字以千瓦時為單位來顯示用電器所消耗的電能。③1200r/kW·h：接在該電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1200轉(zhuǎn)。④5(10)A：該電能表的額定電流為5安，在短時間內(nèi)使用時電流可允許大一些，但不能超過10安。（3）電能表測量電能的方法①讀數(shù)法：電能表計數(shù)器上顯示著數(shù)字，計數(shù)器前后兩次示數(shù)之差就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)(消耗電能的多少)，單位是千瓦時(度)。如：家中電能表在月初的示數(shù)是03248，月末的示數(shù)是03365，則這個電能表計數(shù)器示數(shù)這個月家中用電量為336.5千瓦時324.8千瓦時=11.7千瓦時，即這個月家中用電量為11.7度。②計算法：由電能表參數(shù)Nr/kW·h(N由不同電能表規(guī)格而定)，數(shù)出某段時間電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，則這段時間消耗的電能W=n/N千瓦時=n/N×3.6×106焦耳。02電功率1、電功率（1）物理意義：描述電流做功的快慢。（2）定義：電流在單位時間內(nèi)做的功。用字母P表示。（3）單位：瓦(W)或千瓦(kW)，換算關(guān)系為1千瓦=1000瓦。（4）公式：P=W/t，其中W代表電功，t表示時間，其變形式為W=Pt，t=W/P2、額定功率與實際功率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03影響電功率大小的因素1、研究電功率與電流的關(guān)系實驗方案：如圖所示，將兩只小燈泡并聯(lián)，目的是控制兩者兩端的電壓相同，比較通過兩只小燈泡的電流大小和亮度（亮度反映實際功率的大?。?。觀察兩只小燈泡的亮暗，并記錄兩只電流表的示數(shù)，把觀察結(jié)果記錄在下表中。燈L1燈L2條件控制(電壓關(guān)系)亮度(亮暗)電流(安)實驗結(jié)果：在電壓相等的情況下，通過小燈泡的電流越大，小燈泡的電功率越大。2、研究電功率與電壓的關(guān)系實驗方案：如圖所示，將兩只小燈泡串聯(lián)，目的是控制通過兩者的電流相同，比較兩只小燈泡兩端的電壓大小和亮度（亮度反映實際功率的大小）。觀察兩只小燈泡的亮暗，并記錄兩只電壓表的示數(shù)，把觀察結(jié)果記錄在下表中。燈L1燈L2條件控制(電流關(guān)系)亮度(亮暗)電壓(安)實驗結(jié)果：在電流相等的情況下，小燈泡兩端的電壓越高，小燈泡的電功率越大。04電功率和電功的計算【推導(dǎo)過程如右圖】1、求電功率：P=UI=I2R=eq\f(U2,R) 2、求電阻：R=eq\f(U,I)=eq\f(U2,P)=eq\f(P,I2)3、求電壓：U=IR=eq\f(P,I)=EQ\R(,PR) 4、求電流：I=eq\f(U,R)=eq\f(P,U)=EQ\R(,eq\f(P,R))<名師指點>：★有關(guān)電功率模塊的比例計算——“串正、并反”解題技巧（1）串聯(lián)電路的比例關(guān)系——P、W、U全都和對應(yīng)電阻成正比。依據(jù)：W=I2Rt、P=I2R、U=IR（2）并聯(lián)電路的比例關(guān)系——P、W、I全都和對應(yīng)電阻成反比。依據(jù)：I=eq\f(U,R)、P=eq\f(U2,R)、W=eq\f(U2,R)t05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。06電熱器與焦耳定律1、電流的熱效應(yīng)（1）定義：電流通過各種導(dǎo)體時，會使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。（2）實質(zhì)：電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的過程實際上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。（3）應(yīng)用：各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，如電熨斗、電熱毯、電熱壺、電飯煲等。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體一般是由電阻大、熔點高的金屬導(dǎo)體制成的。2、探究影響電熱的因素實驗方法控制變量法和轉(zhuǎn)換法影響因素（1）通過導(dǎo)體電流的大??；（2）導(dǎo)體的電阻大?。唬?）通電時間。常見的兩個探究方向探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系實驗結(jié)論在電流相同、通電時間相同的情實驗結(jié)論情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。3、焦耳定律（1）焦耳定律的內(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。焦耳定律是由英國科學(xué)家焦耳最先發(fā)現(xiàn)的。（2）公式：Q=I2Rt。（3）對焦耳定律的計算公式Q=I2Rt的理解要注意以下幾點：①講到影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素時要控制好變量，要同時考慮到通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體電阻和通電時間。例如不能說導(dǎo)體通電時間越長，產(chǎn)生的熱量就越多。②不能說導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流成正比，只能說跟電流的二次方成正比。③公式中的各個物理量都是對同一導(dǎo)體或電路而言的，計算時不能張冠李戴。④電熱和電功的單位是相同的，都是焦(J)。07電熱(Q)和電功(W)的區(qū)別電熱是指電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，這部分熱量是由電能轉(zhuǎn)化而來的，電功是指電流通過導(dǎo)體時所做的功。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（純電阻電路），此時電功等于電熱（W=Q）；如果電能部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（非純電阻電路），此時電功大于電熱。舉例說明：當(dāng)電流通過電飯煲（純電阻電路）時，電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，此時電功等于電熱（W=Q）；電流通過電風(fēng)扇（非純電阻電路）時，電流做的功（電功）只有一小部分轉(zhuǎn)化為電熱，另外部分轉(zhuǎn)化成機械能使電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動起來，此時電功大于電熱，故選用熱量計算公式時分兩種情況：①電功全部轉(zhuǎn)化成電熱：Q=W=I2Rt=UIt=U2t/R=Pt（適用于純電阻電路）②電功全部或部分轉(zhuǎn)化成電熱：Q=I2Rt（適用于任何電路）3.7核能01核能1、核能：是通過將核反應(yīng)從原子核釋放的能量，先轉(zhuǎn)化為發(fā)電機的機械能及水的內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為電能。初中階段，核能可通過兩種核反應(yīng)方式進行釋放。核裂變和核聚變是獲得核能的兩種途徑。2、核裂變（1）含義：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，并釋放出巨大能量的現(xiàn)象。如中子轟擊鈾235，鈾核就會分裂成2個新核，并釋放出能量，同時產(chǎn)生幾個新的中子，1千克鈾全部裂變，釋放的能量超過2000噸煤完全燃燒釋放的能量。（2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：每個鈾核裂變時會產(chǎn)生幾個中子，這些中子又會繼續(xù)轟擊其他鈾核，使其他鈾核裂變并產(chǎn)生更多的中子，這樣就會導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，如圖所示。快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)?！昂朔磻?yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。（3）應(yīng)用：原子彈、核電站都是根據(jù)核裂變的原理制成的。原子彈屬于不加控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；核電站屬于可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3、核聚變（1）含義：2個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新原子核，同時釋放出能量的現(xiàn)象。由于核聚變需要極高的溫度，所以核聚變也叫熱核反應(yīng)。如圖所示，氘核（1個質(zhì)子和1個氘核中子）和氚核（1個質(zhì)子和2個中子）在超高溫下聚合成新的原子核—氦核，并釋放出1個中子，同時釋放巨大的能量。（2）釋放能量情況：質(zhì)量相同的核燃料，核聚變反應(yīng)釋放的核能比核裂變反應(yīng)釋放的核能要多得多。（3）應(yīng)用：氫彈是根據(jù)核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。太陽的內(nèi)部在不停地發(fā)生這種核聚變，從而向外釋放出巨大的能量。02核電站利用核能發(fā)電的電站叫核電站。利用核能發(fā)電是人們和平利用核能的一個重要方向。1、核電站的原理（1）核反應(yīng)堆：可控制地進行核反應(yīng)的裝置，稱為核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是核電站核心部分，它以鈾為核燃料。（2）核電站的原理：利用核反應(yīng)堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。工作過程：如圖所示。（3）核電站的能量轉(zhuǎn)化：核電站并非將核能直接轉(zhuǎn)化為電能。核能→內(nèi)能→機械能→電能。2、核電站的特點（1）消耗燃料少，廢渣也少,產(chǎn)生的能量巨大，可以大大減少燃料的運輸量；（2）特別適合于缺少煤、石油和水力資源的區(qū)域；（3）核電站需防止放射性物質(zhì)泄漏造成的放射性污染，因此必須采用可靠的保護措施，同時要處理好廢渣；（4）成本低，一些發(fā)達國家的核電已占相當(dāng)大的比例，我國的核電事業(yè)發(fā)展得也很快。3、太陽能（1）在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生核聚變。（2）太陽的巨大能量是內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的。（3）大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去，其中有一部分到達地球表面。03放射性1、放射性原子核的裂變和聚變都會產(chǎn)生些放射性物質(zhì)，這些物質(zhì)的原子核內(nèi)部會向外輻射出肉眼看不見的、能量很高的射線，如：a射線、β射線和γ射線。2、三種主要的放射線射線組成穿透本領(lǐng)a射線帶正電的高速運動的氦原子核最弱，在空氣中只能前進幾厘米β射線帶負(fù)電的高速運動的電子流較強，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板γ射線能量很高的電磁波很強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土3、放射性的利與弊（1）利：少量的放射線可以為人類服務(wù)，如r射線可以對機械設(shè)備進行探傷；可以使種子變異，培育出新的優(yōu)良品種；利用放射線可以殺菌。醫(yī)療上利用γ射線可以治療腫瘤等疾病。（2）弊：過量的高能量的放射線照射對人體和動植物的組織有破壞作用。3.8能量的相互轉(zhuǎn)化01能量的相互轉(zhuǎn)化1、能量可以在兩個物體之間轉(zhuǎn)移，能量形式也可以轉(zhuǎn)化（1）太陽能的轉(zhuǎn)化①照射到植物葉片上植物的化學(xué)能； ②照射到大氣層中空氣的動能；③照射到太陽能熱水器水的內(nèi)能； ④照射到電池板上電能。（2）人體能量的來源及轉(zhuǎn)化：人體所需的能量都來自食物，食物被消化后且被分解的過程，是食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人體的內(nèi)能、電能、機械能等能量的過程。（3）火力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化：燃料燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來加熱水，水沸騰后，產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動渦輪機轉(zhuǎn)動將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電將機械能轉(zhuǎn)化為電能。2、能量轉(zhuǎn)化的普遍性自然界中的能量有多種表現(xiàn)形式，如機械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、電磁能、核能等。自然界中各種形式的能量不是孤立的，它們可以在一定的條件下發(fā)生轉(zhuǎn)化，能量也可以在同一物體或不同的物體間相互轉(zhuǎn)移。能量轉(zhuǎn)化是普遍現(xiàn)象，自然界中物質(zhì)運動形式的變化中伴隨著能量的相互轉(zhuǎn)化。02能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律1、內(nèi)容能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。2、意義能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論是機械運動，還是生命運動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。3、永動機—不可能成功03能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1、內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不能從低溫物體自發(fā)地轉(zhuǎn)移到高溫物體如：燒杯中的熱水變冷等，是內(nèi)能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。電冰箱、空調(diào)制冷，都是從低溫物體的內(nèi)部吸熱，向外面放熱，使內(nèi)能從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。這種轉(zhuǎn)移不是自發(fā)進行的，必須要有附加的條件：消耗電能，電動機(壓縮機)做功。2、機械能可自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無法自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機械能如：汽車制動剎車時，由于摩擦，機械能轉(zhuǎn)變成地面、輪胎及空氣的內(nèi)能，但是這些內(nèi)能不能再次轉(zhuǎn)化為汽車的機械能而使汽車重新啟動?？梢姡芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有一定的方向性的。能量可以自發(fā)地朝一個方向進行，但不能自發(fā)地朝反方向進行。01動能、勢能、機械能守恒1．（2024·浙江嘉興·一模）蹦極是一項刺激的高空休閑運動（如圖）。運動員身系一根自然長度為L，彈性良好的輕質(zhì)橡皮繩，從站臺由靜止開始自由下落。若不計空氣阻力，下列有關(guān)說法錯誤的是（

）A．剛從站臺開始下落時，勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．恰好下落到高度L時，人的動能最大C．從高度L下落至最低點的過程中，繩的彈性勢能一直變大D．從站臺下落到最低點的過程中，人的勢能全部轉(zhuǎn)化為繩的彈性勢能【答案】B【詳解】A．剛從站臺開始下落時，不計空氣阻力，只受到重力作用，勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，故A正確，不符合題意；B．運動員下落高度為L，此時彈性繩處于原長，繩的彈性勢能為零，繼續(xù)向下加速運動，速度不是最大值，動能也不是最大值，故B錯誤，符合題意；C．下落高度為L后，在繼續(xù)下落到達最低點過程中，由于繩子的形變一直在增大，所以，彈性勢能一直變大，故C正確，不符合題意；D．當(dāng)下落到最低點時，運動員的速度為0，繩子的形變最大，所以，人的勢能全部轉(zhuǎn)化為繩的彈性勢能，故D正確，不符合題意。故選B。2．（2024·浙江嘉興·一模）我國探月工程“嫦娥五號”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回軌道如圖所示。通過多次進入大氣層成功降低速度，避免了返回器燃燒破損的風(fēng)險。下列說法錯誤的是（）A．進入大氣層前，返回艙機械能減小B．進入大氣層時，返回艙會與大氣摩擦產(chǎn)生內(nèi)能C．跳出大氣層時，返回艙的部分動能轉(zhuǎn)化為勢能D．第二次進入大氣層時返回艙的動能比第一次進入時小【答案】A【詳解】A．進入大氣層前，返回器不受任何阻力，所以機械能守恒，故A錯誤，符合題意；B．進入大氣層時，返回艙需要克服空氣阻力做功，會有一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確，不符合題意；C．跳出大氣層時，返回艙的質(zhì)量不變，速度變小，高度變大，則其動能減少，重力勢能增多，所以部分動能轉(zhuǎn)化為勢能，故C正確，不符合題意；D．動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。第二次進入大氣層時，返回艙的機械能小于第一次，而重力勢能相等，所以第二次進入大氣層時返回艙的動能比第一次進入時小，故D正確，不符合題意。故選A。3．（2324九年級下·浙江溫州·自主招生）如圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則（）A．t1~t2時刻小球所受合力方向一直豎直向下B．在t1~t2間的某個時刻小球動能最大C．在t3時刻，彈簧的彈性勢能最大D．t1~t2這段時間內(nèi)，小球速度一直變大【答案】B【詳解】ABD．由題意和圖示知道，t1時刻小球剛接觸彈簧，此時彈力為0；小球繼續(xù)向下運動，彈力逐漸變大，但開始一段時間內(nèi)彈力小于重力（合力方向向下），所以小球先做加速運動，動能變大；當(dāng)彈力等于重力，此時的速度最大，動能最大；繼續(xù)向下運動，彈力大于重力（合力方向向上），則小球做減速運動；在t2時刻彈力最大，彈簧的形變程度最大（小球在最低點），此時小球的速度為0，所以小球動能最大處在t1時刻到t2時刻之間，故B符合題意，AD不符合題意；C．彈性勢能的大小與物體彈性形變程度的大小有關(guān)；t2時刻彈簧的形變程度最大，彈性勢能最大，故C不符合題意。故選B。4．（2024·浙江·中考真題）某同學(xué)通過斜面實驗認(rèn)識能量、運動和力的關(guān)系（如圖，A、B兩點等高）。忽略摩擦及空氣阻力，小滑塊由靜止滑下，下列說法錯誤的是（）A．小滑塊下滑過程中機械能守恒B．小滑塊上升過程中內(nèi)能不斷增加C．小滑塊從A點靜止滑下，能到達B點D．小滑塊起始位置越高，到達斜面底端速度越大【答案】B【詳解】A．忽略摩擦及空氣阻力，小滑塊運動過程中只有動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化，機械能守恒，故A正確，不符合題意；B．小滑塊上升過程中，因忽略摩擦及空氣阻力，小滑塊的內(nèi)能不變，故B錯誤，符合題意；C．小滑塊在滑動時機械能守恒，A點和B點等高重力勢能和動能都相等，所以從A點靜止滑下，能到達B點，故C正確，不符合題意；D．小滑塊在斜面上由靜止開始向下運動，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，起點位置越高，重力勢能越大，到達斜面底端時的動能越大，速度越大，故D正確，不符合題意。故選B。5．（2425九年級上·浙江杭州·階段練習(xí)）如圖所示，將一彈性小球沿一定角度斜拋出去，小球落地后被彈出，依次經(jīng)過A點、B點、C點和D點后又被多次彈起，圖中虛線為小球的運動軌跡。則該彈性小球在運動過程中，下列說法正確的是（

）A．小球在B點時機械能為零B．小球第一次反彈后到達最高點C時動能為零C．小球經(jīng)過相同高度的A、D兩點時動能相等D．小球在C點時的機械能大于在D點時的機械能【答案】D【詳解】A．小球在B點時，質(zhì)量一定，高度最低，速度最大，所以動能最大，重力勢能最小，動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，機械能不為零，故A錯誤；B．從軌跡來看，小球既有水平方向的速度又有豎直方向的速度，第一次反彈后到達最高點C時，豎直方向速度為零，水平方向速度不為零，則小球在C點的動能不為零，故B錯誤；C．小球在多次彈起過程中，機械能逐漸變小，而A點在D點之前，因此小球在D點的機械能小于在A點的機械能，由于A、D兩點高度相同，重力勢能相等，所以D點的動能小于A點的動能，故C錯誤。D．由圖可知，小球在多次彈起過程中，機械能逐漸變小，而C點在D點之前，所以小球在C點時的機械能大于在D點時的機械能，故D正確。故選D。02非恒力做功的計算6．（2324九年級上·浙江·期中）如圖所示，為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點由靜止釋放，最高到達右側(cè)圓弧槽B點處，然后再次滑下，最高到達左側(cè)圓弧槽C點處，其中A、B兩點距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。下列選項錯誤的是（）A．物體從A點滑到水平面時，重力所做的功為mgHB．C點距離水平面的高度為C．物體能返回至C點處，可推出D．從A點到B點又回到C點過程中，克服水平面上摩擦力做功為【答案】D【詳解】A．物體從A點滑到水平面時，在豎直方向上下降的高度為H，所以重力做功為W=GH=mgH故A正確，不符合題意；BC．物體在A、B兩點的高度分別為H、h，從A點滑到B點的過程中，設(shè)機械能損失量為，即克服摩擦力做的功，由能量守恒定律得物體從B點滑到C點的過程中，物體與水平面間的壓力和接觸面粗糙程度都不變，長度也不變，即物體克服摩擦力做的功不變，即損失的機械能不變。設(shè)C點高度為h'，由能量守恒定律得由上面兩個等式可得所以。因為BC之間的距離大于0，則有解得2h>H，故BC正確，不符合題意；D．根據(jù)上面分析，一次克服摩擦力做功從A點到B點又回到C點過程中，克服水平面上摩擦力做功為。故D錯誤，符合題意。故選D。7．（2024·浙江·一模）彩虹滑道是近年來新興的游玩項目，如圖甲所示，游客只需坐在橡皮圈上，就能隨橡皮圈一起快速滑下。（1）圖甲中的游客在彩虹滑道上下滑的過程中，速度越來越快，則橡皮圈與滑道之間的摩擦力將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）圖乙是該游樂項目的簡化模型，AB段表示彩虹滑道，BC段表示水平的人工草皮減速帶，起點A與人工草皮減速帶之間的高度差為h，載人橡皮圈（包括橡皮圈和人）的總質(zhì)量為m。載人橡皮圈從起點A下滑至彩虹滑道底部后，會在水平的人工草皮減速帶上減速，直至停下。若該載人橡皮圈下滑時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的效率為η，在水平減速帶上受到的摩擦力為f，則水平減速帶的長度至少為（用字母表示）?！敬鸢浮坎蛔儭驹斀狻浚?）[1]摩擦力大小的影響因素：壓力大小和接觸面的粗糙程度，當(dāng)游客加速下滑的過程中，氣墊與滑道之間的壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力大小不變.（2）[2]載人橡皮圈的重力勢能W=Gh=mgh載人橡皮圈的動能載人橡皮圈在水平減速帶滑行的長度8．（2324九年級上·浙江湖州·階段練習(xí)）如圖所示，為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點由靜止釋放，最高到達右側(cè)圓弧槽B點處；然后再次滑下，最高到達左側(cè)圓弧槽C點處，其中A、B兩點距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。（1）物體從圓弧槽A點滑落到C點的過程中，物體的機械能。（填“增大”、“減小”或“不變”）（2）物體從A點滑到B點的過程中，損失的機械能通過轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能，若不考慮能量損失，則物體到達B點時溫度升高了。（物體比熱容用c表示）【答案】不變做功【詳解】（1）[1]物體從圓弧槽A點滑落到C點的過程中，由于表面光滑，那么沒有機械能的損耗，即物體的機械能不變。（2）[2]物體從A點滑到B點的過程中，物體克服表面摩擦，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即損失的機械能通過做功轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能。[3]從A到B時物體減小的機械能等于物體增加的內(nèi)能，即Q=mgHmgh=mg(Hh)則物體到達B點時升高的溫度03P=Fv的應(yīng)用9．（2324九年級上·浙江金華·階段練習(xí)）如圖甲所示的裝置，A是重15N的空吊籃，小明同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度隨時間變化關(guān)系如圖丙所示，忽略繩重及摩擦。下列說法正確的是（）A．B是定滑輪B．動滑輪重9NC．1~2秒拉力做功的功率40WD．第2秒內(nèi)小明做的有用功是40J【答案】C【詳解】AB．由圖丙可知，B隨空吊籃一起向上運動，因此B是動滑輪；在1~2s內(nèi)，第2s內(nèi)A被勻速提升，由圖乙可知，拉力，.由圖知，，忽略繩重及摩擦，拉力，則動滑輪重力故AB錯誤；C．由圖丙可知，內(nèi)A上升的速度，拉力端移動速度第2s內(nèi)拉力F的功率故C正確；D．第2秒內(nèi)物體上升的高度第2秒內(nèi)小明做的有用功是故D錯誤。故選C。10．（2324九年級下·浙江杭州·期中）如圖所示，光滑的水平面上有一足夠長的木板，在木板的右端固定著一個滑輪（不計滑輪重，繩與滑輪間的摩擦），木板上面放置一個小木塊，小木塊一端連接著彈簧測力計。當(dāng)拉力F為5N時，木板向右以5cm/s做勻速直線運動，拉力F做功的功率為W；當(dāng)把拉力增大到7N時，彈簧秤的示數(shù)是N?！敬鸢浮?.510【詳解】[1]圖中滑輪是動滑輪，拉力F端的速度拉力做功的功率[2]當(dāng)拉力F為5N時，由于使用動滑輪拉動木板，所以木板受到的拉力是10N，木板進行勻速直線運動，木板受到的摩擦力是10N，水平面是光滑的，所以木板受到10N的摩擦力是木塊施加的，由于物體間力的作用是相互的，所以木塊受到木板的摩擦力是10N，當(dāng)拉力F為7N時，木板受到向右的拉力變?yōu)?4N，木塊對木板的壓力不變，接觸面粗糙程度不變，滑動摩擦力保持10N不變，所以木板向右進行加速運動；木塊受到的摩擦力不變，木塊相對豎直墻面處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧秤的示數(shù)保持10N不變。11．（2324九年級上·浙江·階段練習(xí)）同一物體在力的作用下沿同一水平地面上做直線運動。當(dāng)物體受到的水平推力為F1時，運動的路程和時間圖像如圖甲；當(dāng)物體受到的水平推力為F2時，運動的速度和時間圖像如圖乙，兩次推力的功率分別為P1、P2，則F1F2，P1P2（均填“<”、“>”或“=”）。【答案】=<【詳解】[1]由圖像甲可知，物體做勻速直線運動由圖像乙可知，物體的速度保持不變，速度大小為，因為兩次都是勻速直線運動，根據(jù)二力平衡條件可知，物體對地面的壓力不變，則物體受到的摩擦力不變，推力的大小等于摩擦力，因此。[2]推力的功率已知，由以上公式可得12．（2324九年級上·浙江金華·階段練習(xí)）如圖所示甲為某品牌的電動平衡車，它在行駛過程中僅僅通過人體重心的改變便可實現(xiàn)車輛的啟動、停止等動作。（1）若該電動平衡車的踏板高度為30厘米，小明質(zhì)量為60千克，當(dāng)小明從水平地面站到電動平衡車的踏板上，求該過程中小明克服自身重力所做的功為多少？（2）如圖乙所示為小明某次騎行平衡車時運動速度隨時間變化曲線。若該平衡車自重為120牛，運動過程中所受阻力為總重的0.1倍，請計算：小明騎行過程中，電動車在5﹣10秒內(nèi)牽引力做功的功率為多少？（3）如表為在5米/秒的速度下，普通自行車和電動平衡車遇到突發(fā)情況時所需的制動（從發(fā)現(xiàn)情況到車停下）時間。請分析表中數(shù)據(jù)，從安全角度給電動平衡車使用者提出建議。（一條即可）車輛種類普通自行車電動平衡車時間（秒）28【答案】（1）180J（2）360W（3）減速慢行【詳解】解：（1）小明的重力該過程中小明克服自身重力所做的功（2）小明和電動平衡車的總重電動平衡車在510s做速度為5m/s的勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，所受的牽引力由于所以，小明騎行過程中，電動車在510秒內(nèi)牽引力做功的功率（3）從表格數(shù)據(jù)知道，在5米/秒的速度下，電動平衡車遇到突發(fā)情況時所需的制動（從發(fā)現(xiàn)情況到車停下）時間較長，故可給電動平衡車使用者提出建議為：減速慢行。答：（1）該過程中小明克服自身重力所做的功為180J；（2）電動車在510秒內(nèi)牽引力做功的功率為360W；（3）減速慢行。04杠桿的靜態(tài)、動態(tài)平衡分析13．（2324九年級上·浙江湖州·期末）如圖所示，一個質(zhì)量分布均勻的1.2千克鐵球與輕質(zhì)硬桿焊接于點后懸掛于豎直墻壁的點，輕桿的延長線過球心，輕桿的長度與鐵球半徑相等，你認(rèn)為要使鐵球剛好離開墻壁，施加在鐵球上的力至少為（

）A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8?！敬鸢浮緽【詳解】由圖知，當(dāng)力F作用在球的下邊緣，且與通過AB的直徑垂直時，動力臂最長，動力最小，其受力情況和力臂如下圖所示∶球的重力G豎直向下，力臂為L2，由圖知L2=R，F(xiàn)的力臂等于桿的長度與球的直徑之和為根據(jù)杠桿的平衡條件可得代入數(shù)據(jù)解得故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。14．（2024·浙江溫州·一模）我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理（如圖所示），此時杠桿處于平衡狀態(tài)（忽略桿的質(zhì)量），有關(guān)它的說法正確的是（

）A．如圖杠桿中“權(quán)”的質(zhì)量小于“重”的質(zhì)量B．“權(quán)”和“重”增加相同的質(zhì)量，A端會上揚C．增大“重”時，應(yīng)把“權(quán)”向B端適當(dāng)移動D．若將提紐O向B端移動一些，桿秤的測量范圍將變小【答案】A【詳解】A．杠桿在圖示的位置平衡時，根據(jù)杠桿平衡條件可得由圖可知“標(biāo)”大于“本”，則“權(quán)”的質(zhì)量小于“重”的質(zhì)量，故A正確；B．設(shè)增加的質(zhì)量為Δm，由圖可知，杠桿平衡時“標(biāo)”大于“本”，則即所以A端會下沉，故B錯誤；C．在“權(quán)”不變時，“重”增大，需要“標(biāo)”增大，即把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動，故C錯誤；D．將提紐O向B端移動一些，“標(biāo)”增大，則“權(quán)”和“標(biāo)”的乘積增大，而“本”變小，由杠桿平衡可知“重”增大，即桿秤測量范圍增大，故D錯誤。故選A。15．（2324九年級下·浙江杭州·階段練習(xí)）如圖所示，杠桿AB可繞O轉(zhuǎn)動，繩AD連在以A為圓心的弧形槽MN上，D可以在MN上自由滑動，在繩的D端從N向M滑動過程中杠桿仍保持平衡，則繩對杠桿的拉力變化情況是（）A．變大 B．變小C．先變大，后變小 D．先變小，后變大【答案】D【詳解】在杠桿AB中，當(dāng)杠桿在水平位置平衡，A端的拉力豎直向下時，OB和OA分別是兩側(cè)力臂的長，此時A端力臂最長，而當(dāng)力的方向發(fā)生轉(zhuǎn)動時，力臂都會減小，要想使杠桿繼續(xù)平衡，就必須施加更大的力才行。因此，當(dāng)拉力的D端從N向M滑動過程中，拉力應(yīng)先變小，后變大，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。16．（2324九年級上·浙江金華·階段練習(xí)）如圖所示，輕桿OA可繞O點自由轉(zhuǎn)動．現(xiàn)在桿A端用細線懸掛15N的重物，在B處用豎直向上的拉力使桿處于水平平衡，OB與BA長度之比為3∶5。（1）若將重物改掛在C處，桿平衡時作用在B處豎直向上的拉力減小為原來的一半，則OB與BC的長度之比為；（2）保持輕桿平衡，當(dāng)拉力方向變?yōu)槿鐖D中虛線所示，拉力大小將（填“變大”或“變小”或“不變”）。【答案】3∶1變大【詳解】由圖知道，O點為支點，在B點的拉力F為動力，OB為動力臂，阻力大小等于所掛物體的重力，OA為阻力臂；（1）已知OB和BA長度之比為3∶5，則由杠桿的平衡條件知道所以若將重物改掛在C處，桿平衡時作用在B處豎直向上的拉力減小為原來的一半，則此時的拉力由杠桿的平衡條件知道即所以故（2）若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向，阻力及阻力臂不變，拉力的力臂變小，由杠桿的平衡條件知道，拉力將變大。17．（2324九年級上·浙江杭州·期中）小明所用的拉桿旅行箱示意圖如圖所示。裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，O為支點，B為重心，BC為豎直方向，A為拉桿的端點。已知箱重為250N，OA為120cm，OC為24cm。在A點沿圖示方向施加拉力F，旅行箱靜止，此時拉力大小為N；要使作用在A點的拉力減小，下列做法可行的有（選填序號）。①縮短拉桿的長度

②使拉力方向順時針改變30°③使拉力方向逆時針改變60°

④將箱內(nèi)較重的物品靠近O點擺放，重心由B變至B′【答案】100③④【詳解】[1]在A點沿圖示方向施加拉力F，為動力，過支點畫它的垂線為動力臂，大小為阻力為重力，阻力臂l2＝OC＝24cm根據(jù)杠桿平衡條件得，F(xiàn)l1=Gl2，則F×60cm=250N×24cm解得F=100N。[2]根據(jù)杠桿平衡條件得，在阻力一定時，要使作用在A點的拉力減小，可以增大動力臂或減小阻力臂，縮短拉桿的長度、使拉力方向順時針改變30°減小了阻力臂，使拉力方向逆時針改變60°，增大了動力臂④將箱內(nèi)較重的物品靠近O點擺放，重心由B變至B′，減小了阻力臂，故③④符合題意，①②不符合題意。故選③④。18．小科家里進行裝修，裝修的工人從建材市場運來一些質(zhì)量均勻的矩形實木板和墻面漆，每塊木板的規(guī)格是1.2m×2m×0.015m，密度為0.7×103kg/m3，每一桶墻面漆的質(zhì)量為30kg。（1）木板的重力為N；（2）工人用一個豎直向上的力F將木板的一端勻速抬起到某個位置（如圖甲所示），在抬起過程中，力F的變化趨勢是；A．變大

B．變小

C．先變大后變小

D．不變（3）小科和工人身形相近，他們一起用一根輕桿將墻面漆抬起，工人抬起輕桿的A端，小科抬著B端，兩人施力的方向都為豎直向上，且保持輕桿水平（如圖乙所示），其中，AB為1.2m，桶懸掛點C離A端為0.4m，則小科對木板的力F2為多少？【答案】252D100N【詳解】（1）[1]木板體積為1.2m×2m×0.015m＝0.036m3木板的重力為（2）[2]工人用一個豎直向上的力F將木板的一端勻速抬起過程中，動力始終為F方向豎直向上，阻力始終為木板的重力，位于木板的重心，方向豎直向下，在提起木板的過程中動力臂長度始終為阻力臂的2倍，由杠桿平衡條件F1l1=F2l2可得因此在抬起過程中，力F不變。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。（3）[3]將A視為支點，此時動力為F2阻力為G桶由杠桿平衡條件F1l1=F2l2可得即即。05杠桿與浮力的應(yīng)用19．（2324九年級上·浙江杭州·期末）如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可繞O點自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)杠桿A端的甲物塊懸空；B端的乙球浸沒在水中時（不碰容器底和壁），杠桿恰好水平平衡，A、B兩端的細線均不可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知OA∶OB=1∶2，甲物塊重400N，乙球體積為1×102m3，g取10N/kg。下列說法中正確的是（

）A．乙球受到的浮力為10N B．杠桿B端所受的拉力為100NC．乙球的重力為300N D．乙球的密度為2×103kg/m3【答案】C【詳解】A．由題意可知，乙球浸沒在水中，且其體積為，即可得乙球排開水的體積也為，所以乙球受到的浮力為故A錯誤；B．由題意可知，甲物塊重400N，且杠桿B端所受的拉力為FB，根據(jù)杠桿的平衡條件可得G甲×OA=FB×OB所以杠桿B端所受的拉力FB為故B錯誤；C．因為杠桿B端所受的拉力為200N，所以根據(jù)物體間力的作用是相互的可得，乙球受到杠桿B端的拉力也為200N，又因為乙球浸沒在水中處于平衡狀態(tài)，以乙球為研究對象，在豎直方向上，乙球受到重力、拉力和浮力，且重力等于拉力與浮力之和，所以乙球的重力為G乙=F浮+F`B=100N+200N=300N故C正確；D．因為乙球的重力為300N，所以根據(jù)G=mg可得，乙球的質(zhì)量為又因為乙球的體積為，所以乙球的密度為故D錯誤。故選C。20．（2023·浙江·一模）水平地面上有兩個平行放置的相同的三棱柱甲和乙，現(xiàn)將一盛水的玻璃缸放置其上，使玻璃缸左右兩側(cè)與三棱柱平行且玻璃缸底部的中心到甲、乙兩三棱柱的距離相等（l1=l2）；然后將兩個體積相等的空心金屬球P和Q放入玻璃缸的水中，最終P懸浮、Q漂浮，如圖所示。則（

）A．P、Q受到的浮力相等B．P的重力等于Q的重力C．甲、乙兩三棱柱對缸底的支持力相等D．甲三棱柱對缸底的支持力大于乙三棱柱對缸底的支持力【答案】C【詳解】AB．兩個金屬球的體積相等，由圖可知排開水的體積關(guān)系VP>VQ根據(jù)F浮=ρ水gV排可知兩個金屬球受到的浮力FP浮>FQ浮P懸浮、Q漂浮，由浮沉條件可知它們重力和浮力大小相等，所以它們的重力GP>GQ故AB不符合題意；CD．浮力等于排開液體的重力，它們的浮力等于重力，所以它們的重力等于排開水的重力，可以將兩個金屬球在水中部分看作水，如圖所示：如果以甲為支點，乙缸底的支持力為動力，玻璃缸、水和兩個金屬球的總重力為阻力，由杠桿平衡條件得到F乙(l1+l2)=Gl1如果以乙為支點，甲缸底的支持力為動力，玻璃缸、水和兩個金屬球的總重力為阻力，由杠桿平衡條件得到F甲(l1+l2)=Gl2因為l1=l2所以F甲=F乙故C符合題意，D不符合題意。故選C。21．（2024·浙江·一模）桔槔是一種利用杠桿原理取水的機械。B端用繩系一木桶，A端系一重為60牛的配重，O為支點，如圖所示。桿和繩子質(zhì)量忽略不計，，，空木桶質(zhì)量為2千克，制作木桶的材料密度為0.8克/厘米3，水的密度為1克/厘米3，桶裝滿水后的總質(zhì)量為12千克。求：(1)將空木桶勻速拉下時，至少需要多大的拉力？(2)當(dāng)通過一定方法將木桶完全浸沒在水面下時，木桶受到的浮力為多少？【答案】(1)60N(2)25N【詳解】（1）由杠桿平衡條件可得，B處受到的力空木桶質(zhì)量為2千克，空木桶的重力將空木桶勻速拉下時，需要的拉力（2）空木桶質(zhì)量為2千克，制作木桶的材料密度為0.8克/厘米3，則木桶的體積木桶受到的浮力22．（2324九年級上·浙江金華·期末）如圖所示是一個自制密度秤，其外形和桿秤差不多。其左端A點掛一個質(zhì)量為0.2kg、體積為的鐵塊。提紐位于O處，秤砣放在B處時，秤桿恰好水平平衡。已知秤砣的質(zhì)量為0.1kg，，把鐵塊浸沒在待測密度的液體中時，移動秤砣便可直接在桿上讀出液體的密度。（1）密度秤零刻度在O點右側(cè)cm處；（2）現(xiàn)將鐵塊浸沒在待測液體中，秤砣左移1.5cm到C點時，杠桿在水平位置重新平衡，則待測液體的密度為；（3）關(guān)于該密度秤的刻度特點下列判斷正確的有哪些A．該密度秤的刻度不均勻B．該密度秤的刻度左大右小C．秤砣質(zhì)量變小密度秤的精度變高D．秤砣質(zhì)量變大密度秤的量程變大【答案】101.2×103kg/m3BCD【詳解】（1）[1]已知OA=5cm=0.05mOB=10cm=0.1m假設(shè)秤桿的重心到O點的距離為L，則即解得G秤桿L=0則可知秤桿的重心在O點處；如圖甲所示，鐵塊沒有浸在任何液體中，即可視為其測量的液體密度為0，則此時秤砣所處的位置B點即為該密度秤的0刻度處。（2）[2]當(dāng)鐵塊浸沒在液體中時，鐵塊排開液體的體積為秤砣移到了C處，則OC=10cm1.5cm=8.5cm=0.085m根據(jù)杠桿的平衡條件、阿基米德原理知道即解得ρ液=1.2×103kg/m3（3）[3]AB．設(shè)秤砣到O點的距離為L′，液體的密度為ρ液′，液體所受的浮力為F浮′，則即解得由此可知密度秤的刻度是均勻的，該密度秤的刻度左大右小，故A錯誤，B正確；C．由于秤砣質(zhì)量變小密度秤的精度變高，故C正確；D．由于可知秤砣質(zhì)量變大密度秤的量程變大，故D正確。故選BCD。23．（2023·浙江·一模）如圖甲是浮力式自動防洪門，可應(yīng)用于地下車庫的防洪。不受洪水襲擾時，該防洪門平鋪在地面對進出的車輛不構(gòu)成任何影響，若遇洪水來襲，水會通過前部進水網(wǎng)進入地下水箱，當(dāng)水箱水位到達設(shè)定水位時，在浮力影響下打開擋水板（立起），抵擋洪水（如圖乙）。某項目小組通過原理學(xué)習(xí)，欲制作一個浮力式自動防洪門模型，設(shè)計如圖丙。液壓桿是一種用液體壓強工作的元件，可用于支撐擋水門打開；輕質(zhì)浮球桿重0.2N，可以上下自由移動；簧鎖裝置在受到2N壓力時，簧鎖彈開使得扣鎖J松開，在液壓桿作用下?lián)跛迥鏁r針轉(zhuǎn)動逐漸立起，實現(xiàn)擋水。

產(chǎn)品設(shè)