能量的轉(zhuǎn)化與守恒講義

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上能量的轉(zhuǎn)化與守恒一、能量的相互轉(zhuǎn)化1各種形式的能量有：電能、熱能、化學(xué)能、生物能，機(jī)械能（包括動(dòng)能和勢(shì)能）、光能、太陽能、水能、風(fēng)能，原子核能、地?zé)崮堋⒊毕艿取?能量的相互轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“獲得能量”。能量的轉(zhuǎn)化普遍存在，如動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，生物能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能等。二、能量轉(zhuǎn)化的量度（1）1做功是表示能量轉(zhuǎn)化的多少。2做功的兩個(gè)必要出素：一是：作用在物體上的力；二是：物體在力的方向上通過了一段距離。3功的定義：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。4功的公式：W=F·

2、S（功=力×距離），F(xiàn)：作用在物體上的力； S：物體在F方向上通過的距離。5功的單位：焦耳，簡(jiǎn)稱為“焦”，符號(hào)為“J”，1焦耳=1牛·米重要提示：1物體做功的多少，只與F和S有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、物體具體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（是而勻速、變速）無關(guān)，與是否受摩擦（即物體表面是否粗糙）等因素也無關(guān)。2F和S必須是同時(shí)作用在同一物體上（同一時(shí)間內(nèi)所作用的力和移動(dòng)的距離）。三、能量轉(zhuǎn)化的量度（2）1功率是表示物體做功快慢的量。（能量轉(zhuǎn)化的快慢）2功率的定義：物體在單位時(shí)間里完成的功叫功率。 W t 3功率的公式：P = ，P = F。4功率的單位：瓦特，簡(jiǎn)稱“瓦”，符號(hào)“W”單位之間的換算關(guān)

3、系：1瓦=1焦秒，1千瓦=1000瓦；1兆瓦=106瓦-重要提示：1功率大小是由W與t共同決定的，做功多的物體不一定功率大。利用其變形公式P= F可以用來解釋為什么汽車上坡時(shí)要減速而加大油門，其解釋為：當(dāng)P一定時(shí)， F與成反比，汽車上坡時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定，司機(jī)采用降低速度的方法來獲得較大的牽引力的緣故。四、動(dòng)能和勢(shì)能（1） 1能量：一個(gè)物體能夠做功，這個(gè)物體就具有能（量），能量的單位是焦耳。 2動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體質(zhì)量越大運(yùn)動(dòng)速度越快，其動(dòng)能也就越大。 3勢(shì)能可分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。 （1）重力勢(shì)能是指物體由于被舉高而具有的勢(shì)能它與物體的

4、質(zhì)量和物體被舉高的高度有關(guān)，質(zhì)量越大被舉得越高，勢(shì)發(fā)生形變能越大。 （2）彈性勢(shì)能：物體由于而具有的勢(shì)能，彈性形變?cè)酱?，物體的勢(shì)能就越大。重要提示：1一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。 2物體只要被舉高，就具有重力勢(shì)能；物體發(fā)生彈性形變，就具有彈性勢(shì)能。五、動(dòng)能和勢(shì)能（2）1機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能的總和，叫機(jī)械能。2機(jī)械能守恒定律：動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果不受阻力。機(jī)械能的總量保持不變。3物體的動(dòng)能和彈性勢(shì)能也可以相互轉(zhuǎn)化。重要提示： 在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，若有“物體勻速下落”或“物體在運(yùn)動(dòng)過程中有發(fā)熱”或“物體表面粗糙”或不提“物體表面光滑”等字樣時(shí)，均有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

5、能，從而使機(jī)械能不守恒?？茖W(xué)探究：1擺錘實(shí)驗(yàn)：用細(xì)繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后放手，在擺錘向下擺動(dòng)過程中，重力勢(shì)能變小，速度變大，擺錘的動(dòng)能增大。當(dāng)擺錘向上擺動(dòng)過程中速度變小，擺錘的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大。2滾擺實(shí)驗(yàn)： 滾擺下降過程中，重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)速增大，動(dòng)能變大。當(dāng)滾擺上升過程中，轉(zhuǎn)速變小，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能增大 。實(shí)驗(yàn)表明：（1）物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。（2）物體的動(dòng)能和彈性勢(shì)能也可以相互轉(zhuǎn)化。思考：若沒有摩擦阻力擺錘和滾擺將怎樣運(yùn)動(dòng)？六、物體的內(nèi)能1熱運(yùn)動(dòng)：物體內(nèi)部大量微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2內(nèi)能：物體內(nèi)部大量微粒做熱運(yùn)動(dòng)具有的能，也叫熱能。3做功和熱傳遞都可以改變物體

6、的內(nèi)能，且是等效的。做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是熱能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化。熱傳遞實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能從高溫物體傳遞到低溫物體，或者從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分。4燃料燃燒是一種化學(xué)變化，是物質(zhì)劇烈氧化的過程。從能量的轉(zhuǎn)化看，燃料燃燒釋放熱量的過程是將貯存在燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。5燃料熱值：1千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。其單位是焦/千克（J/kg）。重要提示：1微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。2熱運(yùn)動(dòng)是指大量微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，單個(gè)微粒無熱運(yùn)動(dòng)可言?？梢?，單個(gè)微粒也無內(nèi)能可言。3內(nèi)能的大小跟物體的質(zhì)量也有關(guān)，例如一壺沸水的內(nèi)能比一杯沸水的內(nèi)能就要大得多。七、

7、電能的利用（1）1電流做功的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程電流對(duì)電器做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2電功率：表示電流做功的快慢，也即表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的快慢電功率的定義式：3電功率的單位：瓦特，簡(jiǎn)稱“瓦”，符號(hào)“W”，還有千瓦（kW）。4額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。用U額表示；額定功率：是用電器在額定電壓下消耗的功率，用P額表示。重要提示：1實(shí)際功率是指用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的功率，用P實(shí)表示。 2電燈的亮度是由電燈的功率來決定的，當(dāng)電燈正常發(fā)光時(shí)，由額定功率來決定，若電燈不正常發(fā)光則由它的實(shí)際功率來決定。八、電能的利用（2）1電功率大小等于通過這個(gè)電器

8、的電流與這個(gè)電器兩端電壓的乘積。2電功率的公式：P = UI 。3電功：電流在某段電路上做的功，公式為：W = UIt 。單位：焦耳，1焦 = 1伏·安·秒4電能表上的計(jì)量單位：千瓦時(shí)，俗稱度。電功的單位。1千瓦時(shí) = 1000瓦×3600秒 = 3.6×106焦重要提示：1電流做功的實(shí)質(zhì)：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(shí)間的乘積。2電功的單位與機(jī)械功的單位一樣，都是焦耳。九、電能的利用（3） 1電能表：測(cè)量用電器消耗的電能大小的儀器，符號(hào)“kW·h”，千瓦時(shí)俗稱“度”。2電能的單位之間的換算關(guān)系：

9、1千瓦時(shí) = 1000瓦×3600秒 = 3.6×106焦重要提示：1電能表的規(guī)格“220V 10A”表示電能表的額定電壓是220伏，允許通過的額定電流是10安。3某電能表面標(biāo)有“1800R/kWh”，它表示電路每消耗1千瓦時(shí)的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1800轉(zhuǎn)。十、電熱器l常見的電熱器：電飯煲、電熱水壺、電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)、電烙鐵等。2電流的熱效應(yīng)：電流通過各種導(dǎo)體時(shí)會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高的現(xiàn)象。3焦耳定律：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(shí)間成正比。用公式表示為：Q = I2Rt。重要提示：l各種電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的。電流通

10、過導(dǎo)體發(fā)熱的過程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。2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。3W = UIt和Q = I2Rt是有區(qū)別的，只有當(dāng)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，電熱正好等于電功時(shí)，W = Q才能成立。十一、核能的利用1核能：原子核發(fā)生變化時(shí)要釋放出核能，或稱原子能。2獲得核能的兩種途徑：重核裂變（原子彈)和氫核聚變（氫彈）。3核電站中的能量轉(zhuǎn)化：核能一內(nèi)能一機(jī)械能一電能。4常見的放射線：射線、射線、射線。5放射線的應(yīng)用：可以通過變異，培育優(yōu)良品種：用射線做手術(shù)刀；用射線來殺菌、保鮮。十二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒1能量轉(zhuǎn)化和守恒定律：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者