《能量的转化和守恒》ppt课件

,能量的转化与守恒,新世纪学校九年级科学组,第一单元： 能量的种类,能源的分类,从 来 源 上 分,来自地球以外天体,（主要是太阳辐射能）,煤、石油、天然气等,风能、水能,草木燃料,生物质能,沼气,地球本身蕴藏的能源：,地球与其他天体相互作用产生的能源：,原子核能 地热能,潮汐能,内能（热能）,热运动：物体内部大量分子的无规则运动 热能：物体内大量分子作无规则运动所具有的能 温度反映物体的冷热程度，是分子无规则运动剧烈程度的宏观表现。温度越高，分子无规则运动就越剧烈，物体的热能就越大。,能量转化是一个普遍的现象， 自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化,第二单元 能量转化的量度,例如：核电站能量转化：,核能,热能,机械能,电能,功和能的关系,1、能：物体具有做功的本领，就说物体具有能(单位：焦耳),2、做功的过程实质上就是能量转化的过程,3、功用来量度能量转化的多少,重难点精析：功,功 力学中所说的功包括的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。物理学中的功，必须有两个因素，缺一不可，否则就没有做功。下面列出三种不做功情况: 物体虽然受到了力F，但物体处于静止状态（ s=0 ），力F不做功。 物体在光滑水平面上由于惯性匀速前进，此时在水平方向上没有力对物体做功（F=0） 。 物体受到了力F，也运动了一定的距离s，由于力的方向与运动的方向垂直，所以在力的方向上通过距离s=0 ，力F不做功。 应用公式W=Fs进行计算时，应注意以下几点： 要明确是哪个力对物体做功，或哪个施力物体对哪个受力物体做功。 公式中的F是作用在物体上的力，s是物体在力F的作用下在力F的方向上通过的距离。其中力F是指在通过s过程中始终作用在物体上，且大小和方向不变。 在杠杆平衡条件中涉及到“力×力臂”结果中出现的“牛顿·米”与功的单位“牛顿·米”，两者不能混为一谈，前者不是功，单位不能写成“焦耳”，后者是功，1牛顿·米1焦耳。,做功的两个必要因素,下列情况下，有力对物体做功的是（ ） 用力推车，车不动。 小车在光滑水平面上匀速运动。 举重运动员举着重为1000牛杠铃沿水平方向走了1米（杠铃高度不变） 一只椰子从树上落下来。,D,有力，但S=0。,F=0，但通过了一定的距离。,有力F，也运动了一定的距离s，但在力的方向上通过距离为零。,椰子受到重力，在重力的方向上（竖直方向）通过距离h。,手对书,静止,推车未动,人对车,手对车,判断下列情形人对物是否做功？,做功,不做功,不做功,静止空中,竖起向上提,水平移动,吊车对货物的拉力是否做功？,不做功,做功,不做功,S=0,S与F同方向,SF,已知马车重3000牛，匀速行驶时，受到的阻力为重力的0.2倍，马拉着车匀速行驶100米，拉力做多少功？,W=Fs=600牛×100米=6 × 104焦,解：匀速行驶 F=f=0.2G=0.2×3000牛=600牛,答：,此时是否马车的动能增加6×104焦？,不是。马对车做功消耗的能量转化为马和车的动能以及各种摩擦产生的热能。匀速行驶过程中，消耗的能量转化为各种摩擦产生的热能。,机械能守恒定律：动能与势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变。,机械能及机械守恒定律,下列情况中，机械能总量在增加的是（ ） 汽车沿斜面匀速上行 汽车在平直公路上匀速前进 电梯在匀速下降 阳台上不小心掉下一只花瓶,本题考查三方面知识：1、动能与哪些因素有关。2、势能与哪些因素有关。 3、机械能守恒。由于都是针对同一物体而言，所以不考虑质量的变化。,A,重难点精析：功率,功率 我们把单位时间内完成的功，叫做功率。功率表示物体做功快慢的物理量。 功率只表示做功的快慢，不表示做功的多少。比较功率时不能片面地只看到做功的多少或做功时间的多少，因为功率是由时间和功的两个因素决定的。 功率与机械效率是两个完全不相关的物理量，不要混淆。 功率公式：P=W/t。 当物体在力F的作用下，以速度v匀速运动时，由于W=Fs，v=s/t，所以有：P=Fv。此公式是一个经常用到的公式，从公式中可得出功率的大小与牵引力和速度的关系：当功率一定时，其运动速度大小与牵引力的大小成反比。例：汽车上坡时，汽车发动机的功率一定，就采取降低速度的方法来获得较大的牵引力。 单位：瓦特，简称：瓦。还有千瓦。1千瓦1000瓦。,改变物体热能的方法,做功： 外界对物体做功，物体的热能增加 （如物体克服摩擦做功）； 物体对外界做功，物体的热能减小 （如气体膨胀做功）。 热传递： 物体吸热时，热能增加（如烧开水）； 物体放热时，热能减少（如热水自然散热）。,比 热,比热是物质的特性，是指相同质量的不同物质升高相同的温度时吸收的热量不同。不同的物质，其比热一般不同。 比热的定义：单位质量的某种物质温度升高1时所吸收的热量。 比热的单位：焦/（千克· ）。 水的比热是4.2×103焦/（千克· ），是指每千克水温度升高1时吸收的热量是4.2×103焦 相同条件下，比热大的物质温度不易被改变。（如沿海地区气温的日较差和年较差都比较小，而大陆腹地却相反；又如水常被用作冷却剂）,燃料的燃烧值,定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，称为这种燃料的燃烧值，也称热值。 燃烧值的单位：焦/千克 含义：如煤油的燃烧值q=4.6×107焦/千克，每千克煤油完全燃烧放出的热量是4.6×107焦。 燃料燃烧放出的热量计算：Q=mq 式中m为燃料质量，单位为千克，q为燃料的燃烧值。 注意：燃料燃烧后实际所放出的热量，小于根据上式计算所得的热量，原因是燃料不可能完全燃烧。,第三单元 简单机械,重难点精析： 杠杆,杠杆： 一根硬棒，在力的作用下如果能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 支点O：杠杆绕着转动的点。 动力F1：使杠杆转动的力。 阻力F2 ：阻碍杠杆转动的力。 动力臂L1：从支点到动力作用线的垂直距离。 阻力臂L2 ：从支点到阻力作用线的垂直距离。 杠杆五要素：支点O、动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2,支点O,L1,L2,重难点精析： 杠杆平衡条件,杠杆平衡条件 杠杆平衡状态是指杠杆静止状态（任何位置静止）或匀速转动。但在实验中，我们取水平位置平衡，因为此时力臂可以直接从杠杆上读出。 调节杠杆平衡方法：哪端高往哪端调。在实验过程中我们不能调杠杆两端的平衡螺母。 杠杆平衡条件：F1×L1=F2×L2 在用弹簧秤测量时，注意弹簧秤应在竖直方向上拉。否则力臂不能直接从杠杆上读出。,斜拉时，弹簧称的读数变大,经实验得出杠杆平衡条件是_。 在实验中沿图B所示的a、b两个方向用力拉弹簧，使杠杆在水平位置平衡，两次弹簧秤读数是哪次大？_。,杠杆平衡条件实验,用图A所示的杠杆来研究杠杆的平衡条件，问： 首先要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在_位置平衡。这样做的目的是_。 调节杠杆平衡时，若发现杠杆的右端上跷，则应将杠杆左端的螺母向_移动（填“向左”或“向右”）。 某同学在实验过程中记录如下数据，请在空格内填上适当的数据。,图A,水平,力臂可以直接从杠杆上读出,向右,F1×L1=F2×L2,a方向读数大,3.92,0.49,0.05,重难点精析： 杠杆分类,从杠杆平衡条件：F1×L1=F2×L2，根据L1与L2大小关系可分为三类杠杆：,运用杠杆平衡条件解决有关问题时，应注意以下问题： 从比较复杂的应用杠杆平衡条件工具中，判断出是属于哪一类杠杆。例：铡刀、撬棒、汽车刹车装置、瓶盖起子、手推车、羊角锤、道钉撬、钳子、动滑轮等属于省力杠杆；镊子、理发剪子、铲车连杆、缝纫机踏板等属于费力杠杆；天平、定滑轮属于等臂杠杆。 画出杠杆示意图，并标出杠标五要素。 根据杠杆平衡条件列方程，进行运算，相同物理量要采用同一单位。,杠杆的分类,如图所示是一种脚踏垃圾筒的示意图。其中B为垃圾筒盖，它可以绕O3点旋转；O2O4为一根连杆；AO1O2是一根杠杆，它可以绕点O1旋转，A点为踏脚处。分析杠杆AO1O2是一根_杠杆，而垃圾筒盖是一根_杠杆。（填“省力”、“等臂”或“费力”）,分析：以O2点上升，由于连杆作用，O4点也上升，从而把筒 1、脚踏A点，由于杠杆AO1O2可以绕点O1旋转，所盖打开。 2、由于杠杆AO1O2可以绕点O1旋转，所以点O1是支点；又由于点A是脚踏处，所以A点是动力作用点，动力的方向是向下；点O2通过连杆与上面的筒盖相连，阻碍杠杆AO1O2转动，所以点O2是阻力作用点，阻力方向也是向下。力臂如图所示，O1AO1B。 3、由于筒盖在连杆作用下可以绕O3点旋转，所以垃圾筒盖也是一根杠杆，而且支点是O3 ，动力作用点是O4 ，动力的方向是竖直向上；阻力是由筒盖的重力引起的，方向竖直向下。力臂如图所示，O3CO3D。,省力,费力,重难点精析： 动滑轮与定滑轮,定滑轮、动滑轮的实质和优缺点。,重难点精析： 滑轮组,FA=G/2 sA= 2h,滑轮组优点：即可以省力，也可以改变力的方向。 使用滑轮组后所需的动力判断方法： 区分滑轮组中的动滑轮和定滑轮。 判别重物和动滑轮的总重力由n段绳子承担，提起重物和动滑轮的总重力所用的力就是总重力的n分之一。 关键：判断绳子的段数n，可采用“隔离法”：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线将它们隔离开来，只查绕在动滑轮上的段数n ，就是承担重物和动滑轮绳子的段数n 。 绳子自由端通过的距离就是重物上升高度的n倍。 滑轮组有两种绕法：一种是绳子的一端连在定滑轮上，另一种连在动滑轮上。但这两种绕法在用力上是不同的。,FB=G/3 sB= 3h,滑轮组受力情况判别,FA=GA/4,例题精选三,用两个动滑轮和两个定滑轮组成滑轮组，绕穿滑轮组的绳子能承受的最大拉力为80牛，在不计摩擦和滑轮重，且限定绳子单根使用的条件下，使用这个滑轮组最多能提起的物重是（ ） A、240牛 B、320牛 C、160牛 D、400牛,FB=GB/5,分析： 1、本题考查滑轮组的绕法有几种，并如何对滑轮组的用力进行分析。 2、有两种绕法，如图所示。且FA=FB=80牛，可见图B提起的物体最重。,D,功的原理应用：斜面与滑轮组,下面我们结合斜面与滑轮两种机械对有用阻力与额外阻力及它们所做的功进行分析。,图A,图B,图C,机械效率的定义 ： 有用功跟总功的比值,小结：,有用功 ：对人们有用的功,额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功,总功 ：有用功与额外功的总和,公式：, 永远小于1,机械效率实验,芳芳和兰兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效 率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串 绕绳的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的机械效率呢？ 大家积极思考，提出各种猜想，概括起来有如下几种： 猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关； 猜想2：可能与被提升的钩码重有关： 猜想3：可能与匀速提升的速度大小有关和被提升的钩码重有关； 猜想4：可能与钩码被提升的高度有关。,机械效率实验,芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了研究，实验记录如下表。 （1）请帮助兰兰完成表中的一项计算； （2）请根据她俩的实验，分别在表中写出探究结果 （3）归纳她俩的实验探究，你所得的结论是：_ _。,芳芳的实验记录,兰兰的实验记录,猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关； 猜想2：可能与被提升的钩码重有关： 猜想3：可能与匀速提升的速度大小有关和被提升的钩码重有关； 猜想4：可能与钩码被提升的高度有关。,83.3%,=W有用/W总=（G×h）/（F×3h）=15牛