第四章 能的转化与能量守恒
【考纲导读】
1.了解动能和势能（重力势能和弹性势能）与哪些因素有关；知道动能和势能可以转化，知道机械能守恒是机械能总量保持不变
2.理解功的概念，认识简单机械的作用，知道做功伴随能的转化（或转移）
3.理解功率的概念，能区别功率和机械效率，从能的传递和转化认识功率和机械效率 4.知道内能改变的两种途径，知道在热传递过程中用热量来量度热能的变化，了解比热容和热值的概念
5.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度，会计算用电器消耗的电能，理解电功率的含义，并能进行简单的计算，会测小灯泡的功率，能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率
备注：
1.不要求用机械能守恒条件解题
2.不要求用Q＝mc（t2–t1）计算热量
【知识精讲】
一、功和能
1.功
（1）做功的两个必要因素：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（缺一则不做功，如距离与力垂直不做功）。
（2）公式：W=FS（S：物体在力的方向上通过的距离）。 （3）单位： 1J=1N/m。
（4）做功过程的实质：是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化（或转移）。 2.功率
（1）定义：单位时间里完成的功。功率描述做功的快慢，或能量转化的快慢。 （2）公式：P?W，P?Fv。 t（3）单位换算： 1w=1J／s。 3.机械能
（1）定义：动能和势能的统称。
①动能：物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大，运动速度越大，它的动能就越大。
②势能：
重力势能：举高的物体具有的能。质量越大，高度越高，它的重力势能就越大。
弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
（2）机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，在转化的过程，如果没有摩擦阻力，机械能的总量保持不变。 4.内能：
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（1）定义：物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内能。
（2）影响内能大小的因素：温度、质量、物质本身、物质状态。
（3）改变物体内能的方式：做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。 做功的实质是内能的转化，对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能，反之亦然。
热传递的实质是内能的转移，物体吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。 （4）比热容：单位质量的某种物质温度升高或降低1℃吸收或放出的热量。
单位：J／（kg·℃）。 公式：Q=cm（t2-t1）。
（5）燃料的热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
单位：J／kg。 公式：Q=mq。
5.能量的转化与守恒
不同形式的能量可以相互转化，功是能量转化的量度。
能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。永动机是不可能制成的。
能量的转化和转移有一定的方向性。
二、简单机械
1.杠杆
（1）平衡条件： F1L1=F2L2。 （2）杠杆的三种类型：
省力杠杆：若L1 > L2，则F1 < F2，省力，但费距。 费力杠杆：若L1 < L2，则F1 > F2，费力，但省距。
等臂杠杆：若L1 = L2，则F1 = F2，既不省力，也不费力。 2.滑轮
（1）定滑轮：相当于一个等臂杠杆；不能省力，但可以改变力的方向。
（2）动滑轮：相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆；可以省一半的力（不计摩擦和滑轮重），但费2倍距离。
（3）滑轮组：省力且可以改变力的方向，F=1／n（G物+G动）。
3.机械效率 （1）公式：η=
W有用W总?100%，
（斜面问题中η=
GhG?100%；滑轮组中：η=?100%）。 FSnF（2）特点：机械效率总小于1，即：使用任何机械都不能省功。
（3）提高机械效率的办法：
减小机械自重，减小机件间的摩擦。
三、电功、电功率
1.电功（W/J）：
（1）定义：电流通过用电器做功，表示电能转化为其它能的多少。
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W=Pt=UIt=（U/R）t=IRt（纯电阻电路中）
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（2）单位换算：1度=1千瓦时=3.6×10 J；1马力=735w。 （3）测量工具：电能表。
2.电功率（P/W）：
（1）电流在1s内所做的功，表示电流做功的快慢程度。
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P=W/t=UI=U/R=IR（纯电阻电路中） （2）单位：W。
（3）功率分为：实际功率和额定功率。
3.测小灯泡功率实验（参照伏案法测电阻实验）： （1）原理：P=UI。 （2）电路图：
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图2-4-1
（3）实验器材：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、开关、导线等。 （4）实验步骤：
①按图连接电路，开关断开，滑动变阻器阻值调至最大；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P使电压表的读数为额定电压值，读出电流。反复做3次，读出不同电流值I1、I2、I3 ；
③由P=UI算出每次的电功率值P1、P2、P3，再求出平均值P=（P1+P2+P3）/3。 4.焦耳定律
（1）电流的热效应：电流通过导体时会使导体发热的现象。
（2）焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
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（3）公式：Q= IRt。
【真题讲练】
例1．2008年6月5日19时30分，中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24
小时内的天气预报：西安，晴，气温21℃～34℃；香港，晴，气温24℃～28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是（ ）
A.水的内能比泥土、砂石的内能大 B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大 C.水的内能比泥土、砂石的内能小 D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小 【解析】香港临海，因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大，吸收同样的热量，温度升高的幅度小，从而可以起到减小温差的作用。 【答案】 B
例2．电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停止
容积(L) 175 功率(w) 150 耗电量(kwh／24h) O.9 额定电压(v) 220 3
一段时间，再工作再停止，如此循环)。某电冰箱铭牌有关参数如右表所示.在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电量下工作时，一天实际工作 h；若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为12min，每消耗1kw·h电能，电
能表转盘转1500转，则该电冰箱每天启动 次，每工 作一次电能表转盘转 转。
【解析】 根据铭牌可知，电冰箱每天耗电0.9kwh，则一天实际工作时间
W0.9kwh6h6?60mint???6h，每天启动的次数为：??30次，每工作一次
P0.15kw12min12min电能表的转数为
12h?1500转/h?300转。 60【答案】 6，30，300
例3．如图2-4-3，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上
升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ） A. 滑轮组的机械效率是60％ B. 绳子自由端被拉下3 m C. 做的有用功是800 J D. 拉力F的功率是80 W
【解析】 由图可知，有2根绳子负重。则滑轮组的机械效率为 η=
W有用W总?100%=
G800N?100%=?100%=80%；绳子自由端被拉下的nF2 图2-4-3
距离S=3h=3×1m=3m；做的有用功为：W=Gh=800N×1m=800J；重物上升的速度为
v=S/t=1m/10s=0.1m/s，则绳子的速度为v’=2v=0.2m/s，则拉力F的功率为：P=Fv’=500N×0.2m/s=100w。 【答案】 C
例4．一台功率为40kw的抽水机，机械效率为60％，如果要把河水抽到5m高的地方，
则每小时抽水机做的总功是 J，其中有用功是 J，所抽水的质量是 kg。 【解析】 抽水机每小时抽水机做的总功根据公式W=Pt可得W=40000w×3600s=1.44×887
10J；有用功W有=W总×60% =1.44×10J×60%=8.64×10J；由 W有=Gh=mgh可得出所抽水的
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质量是1.728×10 kg。
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【答案】 1.44×10，8.64×10，1.728×10
【中考演练】
一、选择题
1.1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以椭圆轨道运行，近地点离地面高度为439km，远地点离地面高度为2384km，如图所示。则它从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（ ）
A.势能减小，动能增大 B.势能增大，动能增大 C.势能增大，动能不变 D.势能增大，动能减小
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2.下列事例中，属于机械能转化为内能的是（ ） A.水蒸气把壶盖顶开 B.落在手心里的雪花熔化成水 C.冬天对着手哈气，手变暖和 D.陨石坠入大气层成为流星
3.下列装置在正常工作时,可将电能转化为机械能的是（ ） A.白炽灯 B.电炉 C.发电机 D.电动机
4.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭，以下关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法，正确的是（ ） A.弹簧门的弹性势能转化为门的动能
B.门的动能转化为弹簧的弹性势能
C.门的动能转化为弹簧的弹性势能 D.弹簧的动能转化为门的势能
5.如下图所示，同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则：（ ）
5题图
A.F甲＜F乙＜F丙 么（ ）
B.F甲＞F乙= F丙 C.F甲＞F乙＞F丙 D.F甲=F乙＞F丙
6.由热值的定义可知，热值Q=mq，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那A.热值的大小与Q成正比 B.热值的大小与m成反比
C.热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定 D.热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定
7.一只“10V 5W”的甲灯和一只“6V 1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比较它们的实际功率（不考虑灯丝电阻随温度的变化）（ ）
A.甲灯大些 B.乙灯大些 C.两灯一样大 D.无法确定 8.关于物体内能，下列说法中正确的是（ ） A.物体的温度不变，内能一定不变 B.温度越高的物体，内能一定越大 C.物体的温度升高，内能一定增加 D.温度为0℃的物体，内能一定为零 9.下列器件中属于省力杠杆的是（ ）
A.坩埚钳 Ｂ.剪刀 Ｃ.筷子 Ｄ.镊子
10.小明推一辆手推车遇到障碍物，小刚过来帮着推车的轮子，要想越过障碍物。力的作用
点和方向如图所示，则小刚在推车轮子时（ ） A.在A点用力最小 B.在B点用力最小 C.在C点用力最小 D.在A、C点用力相同 11.下列说法正确的是（ ）
10题
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中考科学一轮复习 - 能的转化与能量守恒 浙教版
