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2019-2020年九年級科學上冊 第3章 能量的轉化與守恒教案 浙教版 第一節(jié) 1. 雪崩時的能量轉化:　勢能轉化為動能 2. 人造衛(wèi)星:　太陽能轉化為電能 3. 青蛙躍起撲食的過程:　化學能轉化為動能和勢能 4. 膠片感光成像:　光能轉化為化學能 5. 特技跳傘:　勢能轉化為動能和熱能 6. 森林火災:　化學能轉化為熱能 7. 植物生長:　光能轉化為化學能 8. 水電站(工作時):　機械能轉化為電能 第二節(jié) 1. 功的兩個必要因素：一個是作用在物體上的力，另一個是物體在力的方向上移動的距離。 2. 功的計算公式：W=Fs=Pt 功的單位：焦 3. 功率 （1） 功率是反映物體做功快慢的物理量。 （2） 功率的定義：單位時間里完成的功叫功率 （3） 功率的計算公式： P=W/t P=Fv （4） 功率的單位：瓦 常用單位還有：千瓦、兆瓦 （5） 1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106瓦 第三節(jié) 一、 杠桿 1. 杠桿：在力的作用下能繞固定點的硬棒叫做杠桿。 2. 杠桿的五要素 （1） 支點：使杠桿繞著轉動的固定點。 （2） 動力：使杠桿轉動的力。 （3） 阻力：阻礙杠桿轉動的力 （4） 動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離。 （5） 阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離。 3、 杠桿平衡：指杠桿保持靜止狀態(tài)或勻速轉動狀態(tài) 4、杠桿平衡原理：動力動力臂=阻力阻力臂，即F1L1=F2L2 二、 杠桿的分類 （1） L1＞L2時，叫省力杠桿，其特點是省了力但費了距離。如開瓶蓋的起子、鍘刀、老虎鉗、道釘撬等。 （2） L1＜L2時，叫費力杠桿，其特點是費了力但省了距離。如釣魚桿、筷子、鑷子、縫紉機腳踏板等。 （3） L1=L2時，叫等臂杠桿，其特點是不省力也不費力，不省距離也不費距離。如天平、定滑輪等。 三、 滑輪 （1） 定滑輪是等臂杠桿，不省力，但可以改變力的方向。 （2） 動滑輪是動力臂等于阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪可以省一半的力：F=G/2。 （3） 滑輪組既能省力又能改變力的方向。重物和動滑輪的總重力由幾段繩子承擔，提起重物所用的力就是總重力的幾分之一：F=1/nG，拉力所通過的距離為物體上升距離的幾倍。 三、機械效率 （1）有用功：我們把必須要做的這部分功。 （2）額外功或無用功：不需要，但又不得不做的那部分功。 （3）總功：有用功與額外功的總和。 （4）機械效率：有用功跟總功的比值。η=W有用/W=Gh/FL100﹪ （5）W總=W有用+W額外 W有用＜W總　　　η＜1 3. 研究杠桿的平衡 （1） 把杠桿的中央支在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)（便于直接在杠桿上測出力臂大小）。 （2） 在杠桿的兩端分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，在杠桿上左右移動鉤碼懸掛的位置，直到杠桿再次達到水平位置，處于平衡狀態(tài)。 （3） 用直尺量出動力臂L1和阻力臂L2的大小。 （4） 動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積 4. 測量斜面的機械效率 （1）光滑斜面：FL=Gh W額外=0 η=100﹪ （2）有摩擦的斜面：W總=FL W有用=Gh W額外=FL　　η=Gh/FL （3）斜面的機械效率與斜面的粗糙程度和傾角有關。 第四節(jié) 1． 機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。 （1） 動能：物體由于運動而具有的能。 （2） 重力勢能：物體由于被舉高而具有的能。 （3） 彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。 2、動能和勢能的影響因素 （1）影響動能的因素是物體的質量和速度。質量相同時，速度大的物體具有的動能大；速度相同時 ，質量大的物體具有的動能大。 （2）影響重力勢能的因素是物體的質量和速度。質量相同時，高度大的物體重力勢能大；高度相同時，質量大的物體重力勢能大。 （3）同一物體的彈性形變越大，其彈性勢能越大。 3、動能和勢能的相互轉化 （1）動能轉化為重力勢能時，物體的速度不斷減小，高度不斷增加；重力勢能轉化為動能時，高度降低，速度增大。 （2）動能轉化為彈性勢能時，速度減小，彈性形變增大；彈性勢能轉化為動能時，彈性形變減小，速度增大。 4、機械能守恒 （1）物體通常既具有動能，又具有勢能。 （2）當物體只受重力和彈性力時（不受阻力時），機械能總量保持不變。即動能減小了多少，勢能就增加多少；勢能減小了多少，動能就增加多少。 第五節(jié) 1. 熱運動：物體內(nèi)部大量微粒的無規(guī)則運動。 溫度越高，微粒的無規(guī)則運動越劇烈。 2. 內(nèi)能：物體內(nèi)部大量微粒作無規(guī)則運動時具有的能。任何物體都具有內(nèi)能 （1） 內(nèi)能的單位：焦耳。 （2） 物體的溫度升高時，內(nèi)能增大；物體的溫度降低時，內(nèi)能就減小。但是物體的內(nèi)能增大時，溫度不一定升高。 3. 熱傳遞：熱量從高溫物體向低溫物體或者從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。 （1） 熱傳遞的三種方式：傳導、對流、輻射。 （2） 熱傳遞總是由高溫物體指向低溫物體，高溫物體放出熱量溫度降低，低溫物體吸收熱量溫度升高，直到兩物體溫度相等為止。 4. 熱量：在熱傳遞中，傳遞的能量的多少。 5. 改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。這兩中方法對改變物體的內(nèi)能是等效的。 （1） 做工改變物體的內(nèi)能；對物體做功，可以使物體的內(nèi)能增加；物體對外做功，本身的內(nèi)能會減小。 （2） 熱傳遞改變物體的內(nèi)能：物體從外界吸收熱量，內(nèi)能就增加；物體向外界放出熱量，內(nèi)能就會減小。 6. 熱量的計算：Q=cm△t Q表示熱量、c表示物體的比熱、m表示物體的質量、△t表示變化的溫度 c水=4.2103焦/（千克.攝氏度）表示每千克的水溫度升高1攝氏度，所吸收的熱量為 4.2103焦 7. 燃燒的熱值：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。 熱值的單位：焦/千克。 燃料完全燃燒時放出的熱量=燃料的熱值燃料的質量 即Q=mq 第六節(jié) 1. 電功 （1） 概念：電流所做的功，叫電功。 （2） 電流做功的過程實質是電能轉化為其他形式的過程。電流做了多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能 （3） 電功的電位：焦、千瓦時（度） 1度=1千瓦時=3.6106焦。 （4） 電功的計算公式： W=UIt=U2/Rt=I2Rt=Pt 2. 電功率 （1） 定義：電流在單位時間內(nèi)所做的功叫電功率。電功率是表示電流做功快慢的物理量。 （2） 電功率的單位：瓦，千瓦，1千瓦=1000瓦。 （3） 電燈的亮度由實際功率的大小決定。 （4） 額定電壓：用電器正常工作時的電壓。 額定功率：用電器在額定電壓下消耗的功率。 實際功率：用電器在實際電壓下工作時所消耗的功率。 輸入功率：用電器消耗的總電功率。 （5） 電功率的計算公式：P=W/T=UI=U2/R=I2R2 當電功率的單位：千瓦，t的單位：小時，則W的單位是：千瓦時（度）。 3. 測定小燈泡的功率 （1） 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求出小燈泡的電功率。在額定電壓下測出的電功率，就是額定功率。 （2） 實驗器材：電源、電壓表、電流表、開關、小燈泡、滑動變阻器、導線。 （3） 實驗中注意事項：在連接電路時，開關始終要斷開，滑動變阻器的猾片應放在最大阻值處。 第七節(jié) 1. 電流的熱效應：電流通過各種導體時，會使導體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應。 2. 電流通過導體發(fā)熱的過程實質上是電能轉化為內(nèi)能的過程。 3. 電熱器 （1） 電熱器是利用電流的熱效應制成的加熱設備。 （2） 電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。 4. 焦耳定律： （1） 文字敘述：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律。 （2） 數(shù)學表達式：Q=I2Rt。 （3） 電流產(chǎn)生熱量的計算方法：①Q(mào)=I2Rt是焦耳通過實驗總結出來的。任何導體有電流通過時，產(chǎn)生的熱量都可以由此公式來計算。②對于純電阻電路，即電能全部轉化為內(nèi)能的用電器，像電爐、電烙鐵、電飯鍋等。電流產(chǎn)生的熱量還可以由Q=U2/Rt，Q=UIt推導公式來結算。 第八節(jié) 1. 原子結構：原子包括 原子核：質子（帶正點）、中子（不帶電）和核外電子（帶負電） 2. 核能：原子核在發(fā)生改變的過程中，釋放出巨大的能量，稱為核能，也叫原子核能或原子能。 3. 獲得核能的兩條途徑：裂變和聚變。 （1） 裂變：是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程。發(fā)生的是鏈氏反應。 （2） 聚變：是使2個質量較小的原子核結合成質量較大的新核，同時釋放出能量的過程。聚變又叫熱核反應。 4、原子彈及核潛艇是根據(jù)裂變的原理制造的，氫彈是根據(jù)裂變的原理制造的。 5、核電站： （1） 核電站利用核能發(fā)電，它的核心設備是核反應堆。核反應堆是通過可以控制的裂變反應釋放核能的設備。 （2） 核電站中發(fā)生的能量轉化是：核能→內(nèi)能→機械能→電能。 （3） 原子核的裂變和聚變都會產(chǎn)生一些發(fā)射性物質，如α射線、β射線、γ射線。 第九節(jié) 1. 能的轉化和守恒定律：能量既不會消失，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。 2. 能的轉化和守恒定律，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. 能量的轉移和轉化有一定的方向性。 （1）“永動機”不可能成功是因為它違背了能的轉化的守恒定律。 （2）自然界的事物的運動和變化都必須遵循能量轉化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件卻不一定能夠發(fā)生。