第三章能量的转化与守恒知识分析
第三章基础知识分析
第一节
1. 雪崩时的能量转化: 势能转化为动能
2. 人造卫星: 太阳能转化为电能
3. 青蛙跃起扑食的过程: 化学能转化为动能和势能 4. 胶片感光成像: 光能转化为化学能 5. 特技跳伞: 势能转化为动能和热能 6. 森林火灾: 化学能转化为热能 7. 植物生长: 光能转化为化学能 8. 水电站(工作时): 机械能转化为电能
第二节
1. 功的两个必要因素：另一个是物体在力的方向上移动的距离。 2. 功的计算公式：W=Fs=Pt 功的单位：焦 3. 功率
（1） 功率是反映物体做功快慢的物理量。 （2） 功率的定义：单位时间里完成的功叫功率 （3） 功率的计算公式： P=W/t P=Fv
（4） 功率的单位：瓦 常用单位还有：千瓦、兆瓦
（5） 1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106
瓦
第三节
一、杠杆
1. 杠杆：在力的作用下能绕固定点的硬棒叫做杠杆。 2. 杠杆的五要素
（1） 支点：使杠杆绕着转动的固定点。 （2） 动力：使杠杆转动的力。
（3） 阻力：阻碍杠杆转动的力
（4） 动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。 （5） 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。
3、 杠杆平衡：指杠杆保持静止状态或匀速转动状
态 4、杠杆平衡原理：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即二、杠杆的分类 （1） L 1＞L2时，叫省力杠杆，其特点是省了力但费
了距离。如开瓶盖的起子、铡刀、老虎钳、道
钉撬等。
（2） L 1＜L2时，叫费力杠杆，其特点是费了力但省
了距离。如钓鱼杆、筷子、镊子、缝纫机脚踏
板等。
（3） L1=L2时，叫等臂杠杆，其特点是不省力也不
费力，不省距离也不费距离。如天平、定滑轮
等。 三、滑轮
（1） 定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的
方向。 （2） 动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用
动滑轮可以省一半的力：F=G/2。
（3） 滑轮组既能省力又能改变力的方向。重物和动
滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重力的几分之一：F=1/nG，拉力所
通过的距离为物体上升距离的几倍。
三、机械效率
（1）有用功：我们把必须要做的这部分功。 （2）额外功或无用功：不需要，但又不得不做的那部分功。
（3）总功：有用功与额外功的总和。
（4）机械效率：有用功跟总功的比值。η=W有用/W=Gh/FL×100﹪
（5）W 总=W有用+W额外 W 有用＜W 总 η＜1
3. 研究杠杆的平衡
（1） 把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺
母，使杠杆在水平位置处于平衡状态（便于直
接在杠杆上测出力臂大小）。
（2） 在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，在杠
杆上左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次达到水平位置，处于平衡状态。
（3） 用直尺量出动力臂L1和阻力臂L2的大小。 （4） 动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘
积
4. 测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：FL=Gh W 额外=0 η=100﹪ （2）有摩擦的斜面：W 总=FL W 有用=Gh W 额外=FL η=Gh/FL
（3）斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和倾角有关。
第四节 1． 机械能：动能和势能统称为机械能。 （1） 动能：物体由于运动而具有的能。
（2） 重力势能：物体由于被举高而具有的能。 （3） 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。
2、动能和势能的影响因素
（1）影响动能的因素是物体的质量和速度。质量相同
时，速度大的物体具有的动能大；速度相同时 ，质量大的物体具有的动能大。
（2）影响重力势能的因素是物体的质量和高度。质量
相同时，高度大的物体重力势能大；高度相同时，质量大的物体重力势能大。
（3）同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越大。
1
3、动能和势能的相互转化
（1）动能转化为重力势能时，物体的速度不断减小，
高度不断增加；重力势能转化为动能时，高度降低，速度增大。
（2）动能转化为弹性势能时，速度减小，弹性形变增
大；弹性势能转化为动能时，弹性形变减小，速度增大。 4、机械能守恒
（1）物体通常既具有动能，又具有势能。
（2）当物体只受重力和弹性力时（不受阻力时），机
械能总量保持不变。即动能减小了多少，势能就
增加多少；势能减小了多少，动能就增加多少。
第五节
1. 温度
越高，微粒的无规则运动越剧烈。 2. 内能：物体内部大量微粒作无规则运动时具有的
能。任何物体都具有内能 （1） 内能的单位：焦耳。
（2） 物体的温度升高时，内能增大；物体的温度降
低时，内能就减小。但是物体的内能增大时，
温度不一定升高。
3. 热传递：热量从高温物体向低温物体或者从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
（1） 热传递的三种方式：传导、对流、辐射。 （2） 热传递总是由高温物体指向低温物体，高温物
体放出热量温度降低，低温物体吸收热量温度升高，直到两物体温度相等为止。
4. 热量：在热传递中，传递的能量的多少。 5. 对改变物体的内能是等效的。 （1） 做工改变物体的内能；对物体做功，可以使物
体的内能增加；物体对外做功，本身的内能会减小。 （2） 热传递改变物体的内能：物体从外界吸收热
量，内能就增加；物体向外界放出热量，内能就会减小。
6. 热量的计算：Q 表示热量、c 表示物体的比热、m
表示物体的质量、△t 表示变化的温度
3焦/（千克. 摄氏度）表示每千克的水温度升高1摄氏度，所吸收的热量为
4.2×103
焦
7. 量叫做这种燃料的热值。
热值的单位：焦/千克。
燃料完全燃烧时放出的热量=燃料的热值×燃料
的质量 即Q=mq
第六节
1. 电功
（1） 概念：电流所做的功，叫电功。
（2） 电流做功的过程实质是电能转化为其他形式
的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 （3） 电功的电位：焦、千瓦时（度）
1度=1千瓦时=3.6×106焦。
（4） 电功的计算公式： W=UIt=U2/Rt=I2
Rt=Pt 2. 电功率
（1） 定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。
电功率是表示电流做功快慢的物理量。
（2） 电功率的单位：瓦，千瓦，1千瓦=1000瓦。 （3） 电灯的亮度由实际功率的大小决定。
（4） 额定电压：用电器正常工作时的电压。
额定功率：用电器在额定电压下消耗的功率。
实际功率：用电器在实际电压下工作时所消耗的功率。
输入功率：用电器消耗的总电功率。
（5） 电功率的计算公式：P=W/T=UI=U2
/R=I2
R 2
当电功率的单位：千瓦，t 的单位：小时，则W 的单位是：千瓦时（度）。 3. ★★测定小灯泡的功率
（1） 实验原理：伏安法测电功率的原理是P=UI，利
用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出的电功率，就是额定功率。
（2） 实验器材：电源、电压表、电流表、开关、小灯泡、滑动变阻器、导线。
（3） 实验中注意事项：在连接电路时，开关始终要
断开，滑动变阻器的猾片应放在最大阻值处。
第七节
1. 电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的
温度升高，这种现象叫电流的热效应。 2. 电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内
能的过程。 3. 电热器
（1） 电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。 （2） 电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由
电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
4. 焦耳定律：
（1） 文字叙述：电流通过导体产生的热量跟电流的
2
平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。
（2） 数学表达式：Q=I2
Rt 。
（3） 电流产生热量的计算方法：①Q=I2Rt 是焦耳通
过实验总结出来的。任何导体有电流通过时，产生的热量都可以由此公式来计算。②对于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的用电器，像电炉、电烙铁、电饭锅等。电流产生的热量还可以由Q=U2/Rt，Q=UIt推导公式来结算。
第八节
1. 原子结构：原子包括 原子核：质子（带正点）、中
子（不带电）和核外电子（带负电） 2. 核能：原子核在发生改变的过程中，释放出巨大的能量，称为核能，也叫原子核能或原子能。 3. 获得核能的两条途径：裂变和聚变。
（1） 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，并释放能量的过程。发生的
是链氏反应。
（2） 聚变：是使2个质量较小的原子核结合成质量
较大的新核，同时释放出能量的过程。聚变又
叫热核反应。
4、原子弹及核潜艇是根据裂变的原理制造的，氢弹是根据裂变的原理制造的。 5、核电站：
（1） 核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应
堆。核反应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备。
（2） 核电站中发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能。
（3） 原子核的裂变和聚变都会产生一些发射性物质，如α射线、β射线、γ射线。
第九节
1. 能的转化和守恒定律：能量既不会消失，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。 2. 能的转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的
基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，
无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。 3. 能量的转移和转化有一定的方向性。
（1）“永动机”不可能成功是因为它违背了能的转化的守恒定律。
（2）自然界的事物的运动和变化都必须遵循能量转化
和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件却不
一定能够发生。
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