【物理】能量的转化与守恒知识点归纳

点归纳第1节 能量及其形式(一)生疏能量物体能够对外作用，就说它具有能量。能量也简称能。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大(二)能量的形式为机械能、电磁能、内能、化学能、光能、核能、声能等第2节 机械能(一)动能定义：物体由于运动而具有的能量打算其大小的因素：物体的速度越大，质量越大，动能就越大(二)势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能打算其大小的因素：物体的质量越大、位置越高，重力势能就越大弹性势能定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能打算其大小的因素：对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大(三)动能和势能的转化机械能：动能和势能〔重力势能、弹性势能〕统称为机械能机械能的转化动能和势能可以相互转化机械能也可以转化为其他形式的能量机械能守恒：假设只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说机械能守恒第3节 能量转化的亮度(一)功力对物体做了功过了距离1力不做功的三种状况三种状况有距离无力有力无距离力与距离垂直

缘由物体没有受到力的作用于惯性通过了一段距离没有力做功有动，即物体没有通过距离物体受到了力的作用力的方向垂直

实例足球离开脚后在水平面上滚做功两名同学没有搬起石头对石头没有做功提着水桶水平移动一段距离，竖直提水桶的力不做功(二)功的计算功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积公式：用F表示力，s表示在力的方向上通过的距离，W表示功，则W=Fs单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦〔。1J=1N×1m=1N∙mW=Fs计算功时，力与物体通过的距离方向必需全都，且对应同一物体、同一段时间(三)做功的实质化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。能量的单位与功的单位一样，也是焦耳(四)功率定义：功与做功所用时间之比叫功率，它在数值上等于单位时间内所做的功物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量公式：假设用P表示功率，用W表示功，用t表示做功所用的时间，功率的计算公式为P=𝑊𝑡单位：在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位是焦耳每秒〔，它有一个特地名称叫瓦特，简称瓦〕工程技术上还常用千瓦、兆瓦〕W==106W功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，一个力做功的多少由功率和时间两个因素打算。功率大的机械，做功不愿定多；做功多的机械，功率也不愿定大2(五)计算功率的另一个公式Fv沿力FF所做的功W=Fs=FvtF做功的功率P=𝑊=𝐹𝑣t=𝐹𝑣𝑡 𝑡P=Fv知，功率确定时，机器的牵引力和速度成反比对两个公式的理解P=𝑊𝑡功率的定义式。它表示做功的物体在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。无论受力物体运动状态如何，P=𝑊普遍适用𝑡P=Fv功率的推导式，它是物体在恒力F作用下，以速度v的瞬时功率第4节 简洁机械(一)杠杆定义：假设一根硬棒在力的作用下能围着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆杠杆可以是直的，也可以是弯的，但它确定是硬棒，即不能变形的棒杠杆的五要素支点：杠杆可以绕其转动的点〔图中的O点〕动力：使杠杆转动的力〔图F中的〕F1阻力：阻碍杠杆转动的力F〔图中的〕F2动力臂：从支点到动力作用l线的距离〔图中的〕l1阻力臂：从支点到阻力作用l线的距离〔图中的〕l2杠杆的平衡条件杠杆平衡的含义：在力的作用下，假设杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动，我们就认为杠杆平衡了杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为𝐹1𝑙1=𝐹2𝑙2这个平衡条件也就是阿基米德觉察的杠杆原理3杠杆的分类类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆

力、力臂的关系F F 1 2l l 1 2F F 1 2l l 1 2F F 1 2l l 1 2

特点省力但费距离费力但省距离既不省力也不省距离，既不费力也不费距离

应用铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳理发剪刀、缝纫机脚踏板天平(二)定滑轮和动滑轮定滑轮定义：轴固定不动的滑轮实质：等臂杠杆特点：不能省力，但能转变力的方向动滑轮定义：轴和重物一起移动的滑轮实质：动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆特点：使用动滑轮能省一半的力，但费距离，且不能转变力的方向。绳子自由端2倍(三)滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组特点：使用滑轮组既能省力但又能转变力的方向滑轮组省力状况分析：n为担当物重的绳子的段数绳子自由端移动的距离：h为重物移动的距离

F=𝐺𝑛s=nh滑轮组组装的原则：根本原则是“奇动偶定”首先依据题意求出担当物重的绳子的段数n=𝐺𝐹GG=G物+G ；F表示所需拉力动假设担当物重的绳子段数为奇数，则绳子的起点从动滑轮开头绕线，如图甲所示假设担当物重的绳子段数为偶数，则绳子的起点从定滑轮开头绕线，如图乙所示注：还要留意拉力的方向不同，所需定滑轮的个数也不同4(四)机械效率有用功、额外功、总功有用功：为了到达某一目的而必需要做的功叫有用功。用W 表示有用额外功：并非需要，又不得不做的功叫额外功，用W 表示额外总功：有用功和额外功的总和叫总功，用W 表示，即W =W +W总 总 有用 额外机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率，用η表示公式𝑊η= ×100%=

𝑊有用 ×100%𝑊 𝑊总 有用

+𝑊额外第5节 物体的内能(一)内能热运动有关，温度越高，分子无规章运动就越猛烈内能分子动能：分子在不停地做无规章的运动，同一切运动的物体一样，运动的分子也具有动能。分子由于运动而具有的能叫分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大分子势能：由于分子之间具有确定的距离，也具有确定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能物体的内能：构成物体的全局部子，其热运动的功能与分子势能的总和，叫物体的内能。单位：焦耳，各种形式能量的单位都是焦耳对内能的理解内能是指物体的内能，不是分子的内能，是物体内部全局部子共同具有的分子动的一切物体在任何状况下都有内能内能具有不行测量性，即不能准确知道一个物体的内能的具体数值影响物体内能大小的因素：物体的质量、物体的温度、物体的体积、物体的种类、物体的状态都可以影响物体内能的大小5(二)物体内能的转变热传递转变物体的内能对热传递的理解条件条件方向结果实质不同物体或同一物体的不同局部之间存在温度差由高温物体转移到低温物体或由同一物体的高温局部转移到低温局部高温物体→放出热量→内能削减→温度降低低温物体→吸取热量→内能增加→温度上升温度一样内能发生了转移，能的形式并未发生转变递给内能少的物体做功转变物体的内能：对物体做功，物体的内能会增加；物体对外界做功，物体的内能削减做功和热传递在转变物体内能上是等效的温度、热量、内能三者之间的区分与联系工程定义量的性质

温度宏观上：表示物体的冷热程度微观上：反映物体中大量分子无规章运动的猛烈程度状态量

热量在热传递过程中，传递能量的多少过程量

内能构成物体的全局部子，其热运动的动能与分子势能的总和状态量表述 “降低“上升“降低到“到“是”等表述单位 摄氏度〔℃〕

“放出“吸取”用“有“具有“等表述 变“增加“削减等表述焦耳〔J〕 焦耳〔J〕关系 热传递可以转变物体的内能，使其内能增加或削减，但温度不愿定转变〔如晶体的熔化、凝固过程，即物体吸热，内能会增加，物体放热，内能会削减，物体的温度不愿定发生转变附：状态量与过程量状态量：是描述物质系统状态的物理量过程量：是描述物质系统状态变化过程的物理量如冲量、功、热量、速度转变量等都是过程量，它是与时间变化量相对应的。概念区分编辑过程量与状态量的区分是：过程量是与时间变化量相对应的，而状态量是与时刻相对应的。两者的关系是：过程量确定打算状态量的变化量。变化率是速率，电荷的转移速率是电流等等。态有关，与过程路径无关。状态，还与过程路径有关。6典型的状态量：位置，能量，体积，密度，速度，加速度，温度，熵，标量势等；典型的过程量：路程，功，热量等(三)比热容定义：单位质量的某种物质，温度上升1℃所吸取的热量叫这种物质的比热容，用c表示单位：焦/(千克·℃)，读作焦每千克摄氏度比热容是物质本身的一种性质比热容是物质自身的性质之一，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，利用物质的这种性质可以鉴别物质4.2×103J/(kg·℃)1kg〔或降低〕1℃时所吸取〔或放出〕的热量为4.2×103J对于同一种物质，比热容的值还与物质的物态有关，同一种物质在统一物态下的比热容是确定的，但在不同物态下，比热容是不一样的水的比热容较大的应用水的吸〔放〕热本领强，用水作散热剂水的温度难转变，对机械或生物体起保护作用(四)热量的计算0Q表示物体吸取〔或放出〕的热量，c表示物质的比热容，m表示物体质量，t表示初始温度，t表示末温，则有00吸热公式：Q ＝cm〔t－t〕0吸0放热公式：Q ＝cm〔t－t〕0放热量计算的一般公式：Q＝cm∆t(五)热机热机的特点：通过做功把内能转化为机械能内燃机的内燃机叫柴油机另一端，叫一个冲程汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是关心冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成7(六)燃料的热值定义：1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量单位：J/kg〔固、液〕J/m3〔气〕3.0×107J/kg1kg3.0×107J3.9×107J/m31m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J关于热值的理解：热值是燃料本身的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关公式：Q=mqQ=qV〔q为热值〕第6节 电能(一)电能与电功电能是一种能源，可以由太阳能、风能、水能等转化而来，是“二次能源器工作时，将电能转化为其他形式的能电能转化为其他形式的能的过程就是电流做功的过程。电流所做的功叫电功W=UIt电能、电功的单位电能、电功的单位是焦。电能的单位还有千瓦时·，俗称“度”1kW∙h=3.6×106𝐽电能表测量电能的工具：电能表电能表的参数及其意义电能表测量电能的方法测量较大的电能时用刻度盘读数法。最终一位数字表示小数点后第一位。电能表前后两次读书之差，就是这段时间内消耗的电能，单位是千瓦时，即𝑊 =𝑊 －𝑊电 末 初8测量较小的电能时，用转盘转数读数。通过记录某段时间内电能表转盘的转数，结合电能表转盘每转消耗的电能计算出该段时间的电能，即𝑊 =转数×每转消耗的电能电(二)电器的电功率定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率P表示。电功率大的用电器只能说明它消耗电能快或电流做功快，并不表示电流做功的多少单位电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是，常用单位有千瓦、毫瓦换算关系：1kW=1000W，1W=1000mW额定电压与额定功率额定电压：用电器正常工作时的电压，标注在用电器铭牌上，常用U 表示额额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率，标注在用电器铭牌上，常用P额表示0”表示该灯泡的额定电压是”表示该灯泡的额定功率是实际电压与实际功率实际电压：用电器实际工作时的电压，它可能与额定电压相等，也可能不等，常用U实表示实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率，用P实表示灯泡的亮度取决于实际功率的大小。无论额定电压如何，额定功率如何，在灯泡没有损坏的前提下，假照实际功率相等，则发光的亮度就一样实际功率和额定功率的关系用电器两端的电压U ＝U实 额U ＞U实 额U ＜U实 额

电功率P ＝P实 P ＞P实 P ＜P实

用电器工作状况正常工作简洁损坏不能正常工作附：概念概念区分额定功率 实际功率在额定电压下的功率 在实际电压下的功率是确定的、唯一的，不随实际工是不确定的，随两端所加电压的是否变化作电压的转变而转变 转变而转变联系当用电器两端的实际电压等于额定电压时，用电器的实际功率等于额定功率(三)电功率和电功的计算电功率的计算公式9P=𝑊=𝑈𝐼𝑡PW；UV；I表示这段电路中的电流，单位是A导出式此两式只适用于纯电阻电路

𝑈2P=𝐼2𝑅,P=𝑅伏安法测小灯泡的功率原理：P=UI电路图如以以以下图大阻值处，选用适宜的电源、电流表、电压表泡两端的电压电功的计算公式W=Pt=UItW表示电功，单位是J；P表示电功率，单位是W；U表示电压，单位是V；I表示电流，单A；t表示时间，单位是s导出式只适用于纯电阻电路

W=𝑈2𝑡𝑅(四)常用电热器电流的热效应电流通过导体时，导体的温度会上升，这种现象叫电流的热效应电热器定义：电热器是利用电来加热的设备原理：电热器是利用电流的热效应工作的组成：电热器的主要组成局部是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上制成的(五)电热的计算试验：争论电热跟哪些因素有关试验方法：把握变量法和转化法结论在电流和电阻一样的状况下，通电时间越长，产生的热量越多10在电流、通电时间一样的状况下，电阻越大，产生的热量越多在通电时间、电阻一样的状况下，电流越大，产生的热量越多焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比公式：Q=𝐼2𝑅𝑡适用范围：无论是纯电阻元件还是非纯电阻元件，任何电阻不为零的用电器，都可以用焦耳定律计算它产生的电热Q=W=UIt只适用于纯电阻元件Q与电能W的关系纯电阻电路中，Q=W化为内能，所以产生的电热与消耗的电能相等非纯电阻电路中，Q＜W。由于非纯电阻电路中只有局部电电能主要转化为动能〔机械能W ，有少量电能会转化为机内能，所以W=Q+W机第7节 核能(一)裂变和聚变核能：原子核在转变过程中所释放出的巨大的能量叫核能，也叫原子能获得核能的两条途经——裂变〔甲〕与聚变〔乙〕核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个原子核并释放出巨大的能量核聚变是2个质量较小的原子核结合成质量较大的的原子核，并释放出巨大的能量核电站中的能量转化核反响堆是核电站