第3章 能量的转化和守恒 复习课件(课件 46张ppt)

(共46张PPT)
第3章
能量的转化与守恒
复习课件
能量的转化与守恒
能量转化的量度
功
功
率
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；在
力的方向上通过的距离
公式：W=Fs
定义：单位时间里完成的功
意义：表示物体做功的快慢
公式：P=W/t，P=Fv
能量的转化与守恒
简
单
机
械
杠杆
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
平衡条件：F1l1=F2l2
类型：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆
滑轮
定滑轮：等臂杠杆，既不省力，也不省距离，
但能改变力的方向
滑轮：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，能
省一半力，但要多移动一倍距离，且
不能改变力的方向
滑轮组：既能省力，又能改变力的方向
能量的转化与守恒
简单机械
机械效率：W有用/W总×100%
能
量
及
其
转
化
动能
势能
定义：物体由于运动而具有的能量
影响因素：质量和运动速度
重力势能
弹性势能
定义：物体由于被举高
而具有的能量
影响因素：质量和高度
定义：物体由于发生弹性
形变而具有的能量
影响因素：发生弹性形变的程度
动能与势能的转化（机械能守恒）
能
量
及
其
转
化
能量的转化与守恒
内
能
定义：物体内部所有分子热运动的
动能和势能的总和
改变内能的两种方法：做功和热传递
热量的计算
热机
温度改变：比热容
Q=cmΔt
燃料燃烧：燃料的热值
Q=mq
能
量
及
其
转
化
能量的转化与守恒
电
能
电功
定义：电流所做的功
实质：电能转化为其他形式的能
公式：W=Pt；W=UIt=I2Rt=（U2/R）t
测量：电能表
电功率
定义：电流在单位时间内做的功
意义：描述电流做功的快慢
公式：P=W/t；P=UI=I2R=U2/R
测量
伏安法——原理：P=UI
电能表——原理：P=W/t
能
量
及
其
转
化
能量的转化与守恒
电
能
电热
电流的热效应——能量转化：
电能转化为内能
电热器：利用电流的热效应制成的加热装置
焦耳定律：Q=I2Rt
核能
定义：原子核在转变过程中所释放出的能量
获得核能的途径：核裂变和核聚变——应用：原子弹、核电站和氢弹
放射线
能量的转化与守恒
能量的转化与守恒
能量守恒定律
能量转移和转化的方向性
一、功和机械能
【考点扫描】知道功和功率的概念和单位；能用功和功率的公式进行简单计算；知道做功伴随着能的转化；能识别动能、重力势能和弹性势能；知道动能大小跟质量、速度的定性关系；知道重力势能大小跟质量、高度的定性关系；知道弹性势能大小跟弹性形变程度的定性关系；能举例说出动能和势能的相互转化；知道机械能守恒的条件；能利用机械能守恒解释简单的现象。
例1［金华、丽水中考］压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104kg，发动机的额定功率为120kW，g取10N/kg。
（1）如图3-Z-1所示，压路机在碾压沥青路面时，对水平路面的压强为2×105Pa，则压路机对水平路面的压力为多少牛？压路机与路面的接触面积为多少？
[答案]3×105N
1.5m2　
解析（1）压路机对水平路面的压力：F=G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N。根据p=F/S得，压路机与路面的接触面积：S=F/p=（2×105Pa）/（3×105N）=1.5m2。
例1［金华、丽水中考］压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104kg，发动机的额定功率为120kW，g取10N/kg。
（2）若该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶500s，发动机所做的功为多少焦？
[答案]6×107J　
解析
（2）发动机所做的功：W=Pt=1.2×105W×500s=6×107J。
例1［金华、丽水中考］压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104kg，发动机的额定功率为120kW，g取10N/kg。
（3）若该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面上以4m/s的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？压路机受到的阻力为多少牛？
[答案]3×104N　3×104N
解析（3）根据P=Fv得，压路机的牵引力：F=P/v=（1.2×105W）/（4m/s）=3×104N。根据二力平衡条件可知，压路机受到的阻力：f=F=3×104N。
方法点拨此题考查了压强的计算、功和功率的计算，同时还考查了有关二力平衡的知识。不仅要掌握基本公式，而且要学会对公式进行变形和推导，并结合题意具体分析各个问题。　
【试题链接】挑战自我1、7、9、11
二、简单机械
【考点扫描】能指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂；能绘制杠杆的动力臂和阻力臂；能概述杠杆的平衡条件；能应用杠杆的平衡条件解决简单的问题；能举例说出人体中的杠杆。能辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组；知道定滑轮和动滑轮的特点；知道滑轮组的特点（限于两个滑轮的滑轮组）；会使用滑轮组（限于两个滑轮的滑轮组）解决简单的问题。
例2
［福州中考］小明在测量物重时：
（1）用弹簧测力计测物体甲受到的重力，如图3-Z-2（a）所示，物体甲重______N。
（2）估测物体乙重约10N，请你利用下列器材帮他设计一个测量物体乙所受重力的实验方案。器材：物体乙、弹簧测力计（0~5N）、已调平衡的杠杆、刻度尺和细线。
4.4　
①在图（b）中画出测量方案的示意图，简述主要测量步骤，并在图（b）中标出需测量的物理量符号。
（提示：作图时，弹簧测力计对杠杆的拉力F用力的示意图表示，可不画出弹簧测力计实物图）
②物体乙重力的表达式：G乙=___________（用测量的物理量符号表示）。
【答案】①测量方案示意图如图3-Z-3所示实验步骤：a．把物体乙挂在杠杆右侧的A处，用弹簧测力计在杠杆右侧的B处（OB＞2OA）竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，读出拉力F1；b．分别用刻度尺测出OB、OA的长l1、l2。
方法点拨解答此类题的关键是从具体事例中抽象出杠杆的五要素，灵活应用杠杆的平衡条件解决实际问题。　
【试题链接】挑战自我3、6、11
三、热和能
【考点扫描】能列举能的多种形式（机械能、内能、电能、化学能、核能等）；知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系；知道做功和热传递是改变内能的两种途径；知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化；能举例说出化学能与内能的转化；能说明人体能量来源及其转化；能说明生物体能量来源及其转化；知道裂变和链式反应；知道聚变和热核反应；知道放射性及其应用；知道核电站是利用核裂变的原理来工作的。能说出能量守恒定律；能举例说出能量的转化与转移有一定的方向性；知道提高能量利用效率和节能的关系；通过对能量守恒定律发现史的学习，领悟科学思想和科学精神。
例3［杭州中考］某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1m2的表面上每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2m2，太阳能热水器内水的质量为100kg，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃。请计算：[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
【答案】1.05×107J
解析（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×107J。
例3
［杭州中考］某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1m2的表面上每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2m2，太阳能热水器内水的质量为100kg，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃。请计算：[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）垂直于太阳光的1m2的表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
【答案】1.2×103J
解析（2）垂直于太阳光的面积为1m2的表面上，每秒钟接收到的太阳能为Q0，太阳能热水器的面积为S，效率为η，在时间t内，接收到的太阳能为Q，则Q=Q0Stη，1.05×107J=Q0×2m2×8750s×50%，解得Q0=1.2×103J。
方法点拨在有热损失的前提下，水吸收的热量等于太阳能热水器接收到的太阳能与效率的乘积，应用热量公式即可正确解题。　
【试题链接】挑战自我4
四、电功、电功率和电热
【考点扫描】知道电功的概念及其单位；能列举决定电功大小的因素；知道用电器消耗的电能可以用电功来量度；能应用电功的公式计算用电器消耗的电能；能根据电能表读数的变化计算消耗的电能。知道电功率的概念及其单位；能应用电功率的公式进行简单的计算；知道额定功率的概念；能从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率。能说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理；会绘制实验的电路图；会测定小灯泡的额定功率和实际功率；收集和整理实验数据得出实验结论。知道电热器是利用电流的热效应工作的；掌握焦耳定律，并能运用该定律进行简单的计算。
例4［金华、丽水中考］如图3-Z-4所示是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站（利用太阳能发电），这是浙江首例并网发电的光伏电站。该电站发的电满足自家使用后，多余的电并入电网。下表是该电站的有关数据：
（1）该光伏电站每天发电_________kW·h。
电站发电功率/kW
每天发电的平均有效光照时间/h
每天平均用电量/（kW·h）
5
4
6
20
解析（1）光伏电站每天发电量：W=Pt=5kW×4h=20kW·h。
例4［金华、丽水中考］如图3-Z-4所示是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站（利用太阳能发电），这是浙江首例并网发电的光伏电站。该电站发的电满足自家使用后，多余的电并入电网。下表是该电站的有关数据：
（2）如果每盏路灯的电阻为484Ω，额定电压为220V，则该电站每天多余的电可供多少盏路灯正常工作10h？
电站发电功率/kW
每天发电的平均有效光照时间/h
每天平均用电量/（kW·h）
5
4
6
[答案]14盏　
解析（2）路灯的额定功率：P1=U2/R=（220V）2/484Ω=100W，每天多余的电能：W′=20kW·h－6kW·h=14kW·h，可供正常工作的路灯盏数：n=W/（P1t）=（14kW·h）/（0.1kW×10h）=14盏。
例4［金华、丽水中考］如图3-Z-4所示是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站（利用太阳能发电），这是浙江首例并网发电的光伏电站。该电站发的电满足自家使用后，多余的电并入电网。下表是该电站的有关数据：
（3）该村民建光伏电站所用的安装费加利息，估计八年就能收回成本，而光伏组件使用寿命超过25年。为推广个人建造可以并网发电的光伏电站，请你写出一条理由：_______________。　　　　　　　　　　
电站发电功率/kW
每天发电的平均有效光照时间/h
每天平均用电量/（kW·h）
5
4
6
既绿色环保又合算
方法点拨本题考查电功、电功率的计算和欧姆定律的运用，注意各个公式的适用范围。　
【试题链接】挑战自我2、5、8、10、11
1.［湖州中考］一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用，则该物体的（　　）
A.动能可能不变
B.势能可能不变
C.机械能一定不变
D.机械能可能不变
A
2.［宁波中考］如图3-Z-5所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻。闭合开关S，当滑片从中点向右移时（　　）
A.电流表A1的示数变小
B.电流表A2的示数变小
C.电压表的示数变大
D.R2的电功率变大
B
解析
R1与R2并联，当滑片从中点向右移时，R2连入电路的阻值变大，总电阻随之变大，总电流变小，即电流表A2的示数变小。
3.［绍兴中考］如图3-Z-6甲所示，物体A在水平拉力F的作用下以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A.拉力F为2N
B.此滑轮是定滑轮
C.拉力F的功率是0.4W
D.以物体A为参照物，弹簧测力计是静止的
A
4.［嘉兴中考］生活中能量转化的实例有很多，下列描述中错误的是（　　）
A.摩擦生热是把机械能转化为内能
B.摩擦起电是把电能转化为机械能
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
B
解析摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确。
5.［杭州中考］加在某电动机上的电压是U，电动机的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈的电热功率为（　　）
A.P
B.U2r
C.（P2r）/U2
D.P-（P2r）/U2
C
6.［嘉兴中考］使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
（1）如图3-Z-7甲所示，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮，这组导向轮属于________（填“动滑轮”或“定滑轮”）。
（2）如图乙所示，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是为了___________，从而在使用时更加省力。
定滑轮
减小阻力臂
7.［杭州中考］如图3-Z-8所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置铁球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做的功是_______，在此过程中弹簧的弹性势能增加量为______；B位置到C位置的过程中铁球所受的重力_______（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
Gh
小于
Gh
8.［台州中考］智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生。移动充电宝就是一个可充电的锂聚合物电池。某品牌移动充电宝部分相关参数如下，该充电宝的输出功率为_______W。表中有明显不符合科学规范之处，请加以改正：________________。
将重量改为质量
4
重量：145g
完全充电：150mA/20V/5h
输出电压：5V
输出电流：800mA
9.［衢州中考］在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达斜面底部时的速度大小相等”有疑惑。小衢设计了如图3-Z-9甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球________，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
静止
小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两条建议：建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是：_________________。建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示），从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应____________。
减小斜面的倾斜角度θ
适当小些
10.［金华中考］下表为某电烤箱铭牌，图3-Z-10中虚线框内是电烤箱内部简化电路图，R1和R2均为电热丝。求：
（1）电烤箱在高温挡工作10min所消耗的电能。
[答案]由P＝W/t可得：W＝Pt＝1100W×10×60s＝6.6×105J。
10.［金华中考］下表为某电烤箱铭牌，图3-Z-10中虚线框内是电烤箱内部简化电路图，R1和R2均为电热丝。求：
（2）电路中R2的阻值。
[答案]高温挡时，R1接入电路，R1＝U2/P高＝（220V）2/（1100W）＝44Ω，低温挡时，R1和R2串联接入电路，R总＝U2/P低＝（220V）2/（440W）＝110Ω，则R2＝R总－R1＝110Ω－44Ω＝66Ω。
10.［金华中考］下表为某电烤箱铭牌，图3-Z-10中虚线框内是电烤箱内部简化电路图，R1和R2均为电热丝。求：
（3）若在电路中加一个“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路，该开关最好安装在A、B、C中的______点处。
B
解析（3）“限高温开关”应接在火线上，在温度过高时，切断火线，才符合安全用电原则，所以开关接在B处。
11.［嘉兴中考］如图3-Z-11甲所示为塔式起重机的简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越_______。
图3-Z-11
大
11.［嘉兴中考］如图3-Z-11甲所示为塔式起重机的简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）
图3-Z-11
改变力的方向
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是_____________。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？
[答案]G＝2F＝2×3×104N＝6×104N，m＝G/g＝（6
104N）/（10N/kg）＝6000kg。
11.［嘉兴中考］如图3-Z-11甲所示为塔式起重机的简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）
图3-Z-11
（3）若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程中克服货物重力做功是多少焦？
[答案]W＝Fs＝Gh＝1.2×104N×30m＝3.6×105J。
11.［嘉兴中考］如图3-Z-11甲所示为塔式起重机的简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）
图3-Z-11
（4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104N的货物提升到30m的高度，用时50s，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？
[答案]W总＝（3.6
105J）/90%＝4×105J，P＝W总/t＝（4
105J）/50s＝8×103W。
谢
谢