九上第三章 能量的转化与守恒
【第1学时】
第1节 能量的相互转化 一、能量的转化与转移
1、多种形式的能量：机械能（动能和势能）、势能（弹性势能和重力势能）、内能、化学能、电能、光能、太阳能、核能
【能量是多种形式存在的，但要注意一个物体可以同时具有多种形式的能】
（1）机械能：存在于运动的物体（动能）或具有一定高度的物体（重力势能）或发生弹性形变的物体（弹性势能）中；
（2）内能：物体内部分子动能和分子势能的总和；任何物体都具有内能，又叫热能； （3）光能：能发光的物体具有的能量，太阳能属于光能； 2、能量的转化与转移
（1）能量的转化：从一种形式转化为另一种形式的能； ★分析某过程中能量转化的步骤： ① 明确研究对象和所要研究的过程； ② 物体在起始位置所具有的能量的形式； ③ 物体在最终位置所具有的能量的形式；
（2）能量的转移：从一个物体转移到另一个物体；
（3）能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为另一种形式； （4）要获得一种能量必须以消耗另一种能量为代价，所谓“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程；
【第2学时】
第2节 能量转化的量度 一、功
1、做功的两个必要因素：缺一不可（同时性、同向性、同体性） （1）作用在物体上的力；
（2）物体在力的方向上通过的距离；
2、力对物体没有做功的三种情况： “有劳无功” （1）没有力，但有距离： “无劳无功”
如：物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有什么力做功；
（2）有力的作用，但没有距离的移动：也就在力的方向上没有通过距离，力对物体不做功； “有劳无功”
如：一个静止的汽车，一个人用了很大的力推他，但不动，因此推力对汽车没有做功； （3）物体受到力的作用，也运动了一段距离，但在力的方向上没有距离的移动，这个力对物体没有做功； “劳动无功”
如：手提着水桶在水平面上运动了一段距离，水桶虽然受到提力的作用，但是由于力的方向始终竖直向上，且移动的是水平距离，不在同一方向上，故而提力对水桶没有做功；
3、做功的表示说法：力对受力物体做功、施力物体对受力物体做功、施力物体做功、力做功；
二、功的计算
1、计算公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积；
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W=Fs （F的单位是牛N，s的单位是米m，功W的单位是焦J） 【明确】
① 要明确是哪个力对哪个物体做功，或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功； ② 公式中的F是作用在物体上的力，公式中的s是物体在力F作用下通过的距离； “在力方向上通过的距离”要引起重视；
③ W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的；
2、功的单位：焦耳，简称“焦” 1J=1N·m
3、把一只鸡蛋举高2m所做的功大约是1J； 4、【思维逆向】将举高物体时F所做的功可以视为：克服阻力（重力）G做的功，即W=Gh； 5、物体具有做功的本领，是因为它具有能；做功的过程实质上就是能量转化的过程，即力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化，因此用功来量度能量转化的多少，能量的单位与功的单位一样；
6、能量转化越多，做功越大；能量转化越少，做功越小； 三、功率
1、比较做功的快慢
（1）相同的功，比较做功的时间，所用的时间越少做功越快，所用的时间越多做功越慢； （2）相同的时间，比较做功的多少，做功越多，做功越快；做功越少，做功越慢； （3）比较做功的多少与时间的比值，比值越大，做功越快；比值越小，做功越慢； 2、功率
（1）定义：单位时间内物体所做的功；
（2）功率大小反映了做功的快慢，做功越快，功率越大；做功越慢，功率越小；
能量转化的越快，功率越大；能量转化的越慢，功率越小；
【小贴士】
① 功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，如功率大做功就多，这句话不对，还的看时间，由此可得，功率的大小决定于做功的时间和做功的多少两个因素决定的； ② 功率与机械效率是完全不相关的两个物理量，不要混淆；
（3）功率的公式：P=W/t 【功W的单位J；功率P的单位是瓦W；时间t的单位是秒s】 【思维拓展】
① 功率公式P=W/t是指平均功率，即在时间t内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率； ② 当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs、v=s/t、P=W/t可得P=Fv； 例：汽车上坡时，需要一定的功率，减慢速度就是为了增大上坡的牵引力，这样有利于上坡； 3、功率的单位：瓦特，简称“瓦”，W
1W=1J/s 1KW=1000W 1MW=1000KW=106W 4、常见的功率：
韶山型电力机车4200千瓦 汽车约为50—100千瓦
喷气式飞机约11万千瓦 人步行约70瓦，短时间快速运动可达1千瓦
5、1000W=1000J/s的意义：物体在每秒内所做的功为1000J；物体在1秒内有1000J的能量发生转化；
【第3学时】
第3节 认识简单机械 一、杠杆
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1、定义：一根硬棒，如果再力的作用下，能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆；
（1）一根硬棒能成为杠杆，应具备2个条件：要有2个力的作用，一个能使它转动，另一个阻碍它转动，且能绕固定点转动；
如：瓶盖起子在没有使用时就是不能称为杠杆；
（2）杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的。 2、杠杆五要素：
（1）支点：使杠杆绕着转动的固定点（常用O表示）； （2）动力：使杠杆转动的力（常用F1表示）； （3）阻力：阻碍杠杆转动的力（常用F2表示）；
【不论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体；尤其是阻力方向的判断是杠杆学习的难点之一，要明确阻力是阻碍杠杆（即硬棒）转动的力；】 （4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，用“L1”表示； （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用“L2”表示；
【① 它是指从支点到力的作用线的垂直距离，千万不能理解为支点到力的作用点的长度； ② 力臂不一定在杠杆上；
③ 力的作用线即通过力的作用点，沿力的方向所画的直线；
④ 支点可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的两侧，一定在杠杆上； ⑤ 当力作用在支点时，力臂为0；】
3、力臂的画法 “一找点，二画线，三作出垂线段” （1）在杠杆的示意图上，确定支点O；
（2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长；
（3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线（或实线）表示并用大括号勾出，在旁边标上字母“L1”或“L2”，分别表示动力臂和阻力臂；
4、生活中的杠杆：钓鱼竿、镊子、铡刀、钳子、垃圾桶、剪指刀、铁锹、钓鱼竿、天平、滑轮；
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二、杠杆平衡的条件
1、杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆平衡；
2、杠杆平衡的条件：
（1）内容：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂； （2）表达式：F1L1=F2L2 或 F1/F2=L2/L1 3、研究杠杆平衡条件的实验：
（1）实验开始时调节杠杆水平位置平衡：为了不计杠杆自重对实验结果的影响； （2）实验过程中调节杠杆水平位置平衡：为了方便测力臂；
（3）实验开始前，当发现杠杆向右端倾斜，可使左、右端螺母一律向左调；
（4）实验开始时，绝不能调节杠杆两侧的螺母，而是通过调节改变动力、阻力、动力臂或阻力臂，来实现杠杆的再次在水平位置平衡； （5）多次实验是为了避免实验的偶然性；
4、由杠杆平衡的原理可以看出，F1L1=F2L2，当L1＞L2时，F1＜F2，即在力臂较大的一端施加一个较小的力，就可以在另一端获得一个较大的力，所以有人称杠杆对力有“放大作用”。 5、杠杆的分类 杠杆类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 杠杆特点 L1＞L2 F1＜F2 动力＜阻力 L2＞L1 F2＜F1 动力＞阻力 L1＝L2 F1＝F2 动力＝阻力 杠杆优点 省力 省距离 杠杆缺点 费距离 费力 应用 手推车、瓶盖起子 缝纫机脚踏板 手柄长，刀口短的剪刀 天平、定滑轮 既不省力、也不省距离 【说明】
（1）判断杠杆是省力还是费力，要通过动力臂与阻力臂的大小相比较来确定，
为了比较动力臂和阻力臂的大小，最好画出杠杆示意图，在图上把杠杆的支点、动力臂、阻力臂、动力和阻力都表示出来，建立直观的图景，便于判断。例如：天平。
（2）省力杠杆：省力但费距离，由于功=力×在力的方向上通过的距离，故省力杠杆不省功；动力在做功过程中，消耗的能量转化成了内能；
（3）费力杠杆：费力但省距离；设计这类杠杆的目的就是为了在需要省距离而不需要省力的情况下应用；
如：钓鱼竿钓鱼时虽然费力，但手臂移动很短距离可使鱼移动很长距离； 三、滑轮
1、定滑轮和定滑轮的区别 定滑轮 定滑轮 位置随重物移动的滑轮 动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆 （支点在固定端绳子与滑轮相切处） 1、省一半力； 2、费距离； 3、不能改变力的方向； 4
含义 位置固定不动的滑轮 实质 等臂杠杆（支点在滑轮中心轴处） 特点 1、不能省力 2、不能省距离 3、能改变力的方向 4、定滑轮中，各个方向上的拉力大小不变
【说明】
定滑轮的特点：
（1）能改变力的方向；
（2）不能省力，即 拉力F＝物体的重力G（理想状态）； 实际情况下，要考虑绳子与滑轮之间的摩擦力f，因此 拉力F＝物体的重力G＋绳子与滑轮之间的摩擦力f （3）不能省距离，
即 物体上升的距离＝拉力作用点移动的距离（s＝h）；
（4）拉力F所做的功Fs＝克服物体的重力G做功Gh（理想状态）；
实际情况下，拉力F所做的功Fs＝克服物体的重力G做功Gh＋克服摩擦力f做功fs； （5）拉力F作用点移动的时间t与物体上升所用的时间相同，因此，可以看出物体在整个过程中的功率P的变化；（同时性） （6）定滑轮中，拉力的大小不会随拉力的方向的改变而改变； 即：拉力大小始终相同；
定滑轮的特点
（1）不能改变力的方向； （2）省一半的力：
根据杠杆平衡原理，由于L1=2L2 ，则
拉力F1=2F2，
理想状态：拉力F＝1/2G
实际情况：拉力F＝1/2（物体重力G＋定滑轮重力G＋绳子与定滑轮之间摩擦力f） （3）拉力作用点移动的距离是物体移动的距离的两倍（s＝2h）： （4）理想状态：拉力F所做的功Fs＝克服物体的重力G所做的功Gh；
实际情况：拉力F所做的功Fs＝克服物体的重力G所做的功Gh＋克服定滑轮重力所做的功Gh＋克服绳子与定滑轮之间的摩擦力做功fs； （5）拉力F作用点移动的时间t与物体上升所用的时间相同，因此，可以看出物体在整个过程中的功率P的变化；（同时性）
（6）定滑轮中，拉力大小会随拉力方向的改变
而改变；竖直向下时，拉力最小，最省力；
四、滑轮组
1、特点：同时具备定滑轮和定滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）； （1）省力情况：
重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总 重的几分之一，F＝1/n（G物＋G动）『n表示与动滑轮相连的绳子段数』（不计摩擦和绳子自身重力）
（2）确定滑轮组中承担重物绳子的段数n的方法： A、要分清哪个是定滑轮，哪个是动滑轮。
B、在动滑轮与定滑轮之间画一条直线，将它们隔开来，只计算绕在
动滑轮上的绳子段数；
（3）组装滑轮组的方法：确定绳子段数后，依据“偶定奇动”原则； n=2 n=3
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浙教版九年级上科学第三章能量的转化与守恒知识点大全
