浙教版科学九年级上册辅导讲义：第三章 能量的转化与守恒（1）

第三章
能量的转化与守恒
【一、能量的相互转化】
1、各种形式的能量有：电能、热能、化学能、生物能，机械能（包括动能和势能）、光能、太阳能、水能、风能，
原子核能、地热能、潮汐能等。
2、能量的相互转化实质上是能量的转移和转化过程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“获得能量”。能量的转
化普遍存在，如动能转化为势能，化学能转化为电能，生物能转化为势能，电能转化为光能和热能等。
【典型例题】
1、小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”
提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可
能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，
让小球自由往返摆动，并记录数据如下表。
实验序号
小球到固定点距离l(摆长)/米
小球质量/克
摆动幅度/米
小球往返摆动20次的时间/秒
小球往返摆动
一次的时间/秒
1
0.7
20
0.O5
33.2
1.7
2
1.0
20
0.08
39.7
2.O
3
1.0
30
0.O5
39.8
2.O
4
1.0
30
0.O8
39.7
2.0
5
1.3
20
0.O5
45,3
2.3
请回答下列问题：
(1)
要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、
(2)
从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由＿＿＿＿＿＿决定；
(3)
实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是＿＿＿＿＿；
(4)
摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调＿＿＿
(选填“长”或“短”)
2、下图为田湾核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，核能的获取途径及能量转化顺序正确的是(
)
A．聚变；核能→内能→化学能→电能
B．聚变；核能→内能→机械能→电能
C．裂变；核能→内能→机械能→电能
D．裂变；核能→内能→化学能→电能
二、能量转化的量度（1）
1．做功是表示能量转化的多少。
2．做功的两个必要出素：一是：作用在物体上的力；二是：物体在力的方向上通过了一段距离。
3．功的定义：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
4．功的公式：W=F·S（功=力×距离），(F：作用在物体上的力；S：物体在F方向上通过的距离。)
5．功的单位：焦耳，简称为“焦”，符号为“J”，1焦耳=1牛·米
重要提示：
1、物体做功的多少，只与F和S有关，而与物体的质量、物体具体的运动状态（是而匀速、变速）无关，
与是否受摩擦（即物体表面是否粗糙）等因素也无关。
2、F和S必须是同时作用在同一物体上（同一时间内所作用的力和移动的距离）。
3、讨论：塔式起重机下挂重物，当重物静止不动，匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是
否做功。说明：做功时两个必要因素缺一不可。
三、能量转化的量度（2）
1．功率是表示物体做功快慢的量。（能量转化的快慢）
2．功率的定义：物体在单位时间里完成的功叫功率。
3．功率的公式：P
=
，P
=
Fν。
4．功率的单位：瓦特，简称“瓦”，符号“W”
单位之间的换算关系：1瓦=1焦／秒，1千瓦=1000瓦；1兆瓦=106瓦-
重要提示：
1、功率大小是由W与t共同决定的，做功多的物体不一定功率大。利用其变形公式P=
Fν可以用来解释为什么汽车
上坡时要减速而加大油门，其解释为：当P一定时，
F与ν成反比，汽车上坡时，由于发动机的功率一定，司机
采用降低速度的方法来获得较大的牵引力的缘故。
【典型例题】
1、青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的2小时内，心脏做功
约为
J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高
m。（g取10N/kg）
2、如图所示的水平地面上，一个底面积为0.16m2、重为4000N的
物体，在2000N的水平推力作用下，8s内匀速前进了10m．
求：（1）推物体前进的速度是多大？
（2）物体在运动过程中受到摩擦力是多大？
（3）推力在这8s内对物体做了多少功？
（4）物体对地面的压强是多大？
3、在上海世博园“低碳行动”展区展出了一系列高科技展项，其中包括我国自主创新的纯电动汽
车。该汽车充足电后，在水平路面进行性能测试，记录如表所示。
求这次测试中：(1)
汽车总行驶时间
(2)
汽车水平牵引力所做的总功
(3)
汽车对路面的压强。
4、下表是某辆四轮轿车的部分数据：
轿车的基本参数
氙气大灯的技术参数
车身质量（千克）
1900
额定电压（伏）
12
长/宽/高（毫米）
5175/1899/1480
耗电功率（瓦）
35
油耗（升/百千米）
7.4
电瓶的技术参数
最大输出功率（千瓦）
150
电压（伏）
12
最高时速（千米/小时）
210
充电时间（小时）
20
轮胎宽度（毫米）
200
容量（安·小时）
50
（1）该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米（沿车长的方向），
则此时该轿车对水平路面的压强约为多大（g取10牛/千克）？
（2）该轿车的头部装有两盏氙气大灯，若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电，最多能供氙气大灯正常工作
多长时间？
（3）该轿车在高速公路上以108千米/小时的速度匀速前进，发动机的输出功率为120千瓦，求轿车所受到的阻力。
（4）有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮
的抓地性能。则导流板横截面的形状是　　。
（5）汽车排放的尾气中含有CO、NO、NO2等，这些气体会造成大气污染，为了降低危害，在汽车上安装了一种称为“催
化式排气净化器”的装置，使大约90%的CO、NO、NO2可转化为CO2、N2，这是由于这些气体在装置中发生了
　
　变化。
5、学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬
运到15米高的实验室。(1)
该实验员在搬运中，对实验器材总共做功__________焦；
(2)
假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼
的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为
__________秒(计算结果精确到0.1)。
搬运质量m／kg
10
20
30
时间t／s
40
60
70
核反应堆
汽轮机
发电机
电
W
t
10m
导流板
A
B
C
D