中考科学复习专题五：能的转化和能量守恒
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复习专题五
能的转化和能量守恒
考 点 要 求
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
各种形式的能量
机械能
声 能
化学能
光 能
热 能
动能
势能
核 能
电 能
能量有多种形式
动 能
物体由于运动而具有的能叫做动能。
机 械 能
实验：探究影响物体动能大小的因素
质量相同的物体，速度越大，动能越大；
动 能
机 械 能
速度相同的运动物体，质量越大，动能越大。
实验：探究影响物体动能大小的因素
动 能
机 械 能
结论：物体的动能大小，既与物体的速度有关，
又与物体的质量有关。质量相同的物体，
速度越大，它的动能越大；速度相同的物
体，质量越大，它的动能越大。
实验：探究影响物体动能大小的因素
动 能
机 械 能
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能
势 能
机 械 能
物体的质量越大，位置越高，
具有的重力势能就越大。
物体由于发生形变而具有的势能叫做弹性势能
势 能
弹性势能大小跟物体弹性形变的大小有关。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
机 械 能
有些物体同时具有动能与势能
动能与势能的和叫做机械能
机 械 能
动能和势能的转化
几个动能与势能的转化的实例
摆锤的摆动
向下摆：重力势能 → 动能
向上摆：动能 → 重力势能
滚摆的运动
向下摆：重力势能 → 动能
向上摆：动能 → 重力势能
动能和势能的转化
几个动能与势能的转化的实例
过山车
向下运动：重力势能 → 动能
向上运动：动能 → 重力势能
动能和势能的转化
几个动能与势能的转化的实例
水力发电过程中的能量转化
水的重力势能→水的动能
水的动能→水轮机的动能
水轮机的动能→电能
动能和势能的转化
物体的动能和势能可以相互转化
如果只有动能与势能相互转化，则机械能的总量将保持不变，或者说机械能是守恒的。
动能和势能的转化
由于太空中没有摩擦阻力，卫星在运动过程中的机械能守恒，即动能与重力势能相互转化，其总和保持不变。
由远地点向近地点运动时：重力势能 → 动能
由近地点向远地点运动时：动能 → 重力势能
功 的 概 念
如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
F
F
S
F
力做功也常说成物体做功（即施力物体做功），如运动员对杠铃做功，马对马车做功。
功
做功的两个必要因素
作用在物体上的力
物体在力的方向上通过的距离
不做功的几种情况
有力无距离（劳而无功）
有距离无力（不劳无功）
力和距离垂直
功
功
力和距离垂直
有力无距离
（劳而无功）
有距离无力（不劳无功）
冰块在光滑的冰面上滑动
v
G
不做功的几种情况
功 的 计 算
1.科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离
的乘积。
2.功的计算公式：
如果用 F 表示力，S 表示物体在力的方向上通过的距离，W 表示功，则功的计算公式可表示为：
W = F S
3.功的单位
在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦（J）。
1焦 = 1牛·米 1 J = 1N·m
把一只鸡蛋举高 2 米，做的功大约是 1 焦。
为了简便，常常把将重力为G 的物体匀速举高 h 所做的功直接用公式W = G h 计算。
功 的 计 算
G
G
F
h
做功的过程实质上就是能量转化的过程
力对物体做多少功，就有多少能量发生转化。
功是能量转化多少的量度
能的单位与功的单位一样，都是焦耳（J）。
功 的 计 算
1.功率的概念
单位时间里完成的功叫做功率，用符号 P 表示。
2.功率的意义
功率反映了物体做功的快慢，也就是能量转化的快慢。
3.功率的公式
P = —
W
t
用 W 表示功，t 表示做功所用的时间，则功率 P
的计算公式为：
功 率
4.功率的单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦（W）。
1瓦 = 1焦/秒 1 W = 1 J/s
常用的功率单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。
1kW = 1000 W 1MW = 1000kW = 106 W
传统功率又叫马力，传统的功率单位是匹。
1匹 = 735瓦 1 P = 735 W
功 率
最简单的机械 —— 杠杆和滑轮
杠 杆
什么是杠杆？
一根硬棒在外力作用下，
能绕固定点转动，这根硬棒叫
做杠杆。
杠 杆
o
F1
F2
L1
L2
杠杆有五个基本要素：
支点O、动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2。
力臂的概念和画法
1.力臂的概念：
支点到力的作用线的距离叫做力臂，用 L 表示。
F2
F1
O
L1
L2
力产生的转动效果不仅与力的大小有关，还与力臂的大小有关；
2.若力的作用线通过支点，则该力的力臂为零，力没有转动效果；
F
O
L = 0
3.当力的方向跟支点与力的作用点的连线垂直时，力臂最大。
O
F
L
L 最大
实际应用的杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的。
杠 杆
动力 动力臂 = 阻力 阻力臂
F1 L1 = F2 L2
杠杆的平衡条件
杠 杆
杠 杆 的 应 用
（1）省力杠杆（动力臂大于阻力臂的杠杆）
因为 L1 ﹥ L2
所以 F1 ﹤ F2
F1 L1 = F2 L2
（即用较小的动力可以
克服较大的阻力）
杠 杆
省力的杠杆费距离
F1
F2
O
O
S1
S2
F1＜F2 ，S1＞S2
杠 杆 的 应 用
杠 杆
（1）省力杠杆（动力臂大于阻力臂的杠杆）
（2）费力杠杆（动力臂小于阻力臂的杠杆）
因为 L1 ﹤ L2
所以 F1 ﹥ F2
F1 L1 = F2 L2
（所用的动力大于阻力）
O
杠 杆 的 应 用
杠 杆
费力的杠杆省距离
F1
F2
O
S1
S2
F1 ＞ F2 ，S1 ＜ S2
F1
F2
O
（2）费力杠杆（动力臂小于阻力臂的杠杆）
杠 杆 的 应 用
杠 杆
费力杠杆虽然费力，但可以省距离，给使用带来方便。
（2）费力杠杆（动力臂小于阻力臂的杠杆）
杠 杆 的 应 用
杠 杆
（3）等臂杠杆（动力臂等于阻力臂的杠杆）
因为 L1 = L2
所以 F1 = F2
F1 L1 = F2 L2
G1 = G2
m1 = m2
我们用来测量质量的天平就是一个等臂杠杆
杠 杆 的 应 用
杠 杆
什么是滑轮？
滑轮是一种周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
滑轮常用于吊装物体，也是一种简单机械。
定滑轮和动滑轮
定 滑 轮
定滑轮的中心轴固定不动。
定滑轮的特点
使用定滑轮不省力，但可改变动力的方向。
定滑轮相当于
一个等臂杠杆。
定滑轮和动滑轮
定 滑 轮
动 滑 轮
动滑轮会随被吊物体一起运动。
定滑轮和动滑轮
动滑轮的特点
使用动滑轮可省一半力，但不能改变动力的方向，且费两倍的距离。
定滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆
动 滑 轮
定滑轮和动滑轮
滑 轮 组
滑轮组既可省力又能够改变力的方向
定滑轮和动滑轮
定滑轮
动滑轮
使用滑轮组时，若不计摩擦和绳重，重物和动滑轮的总重由几根绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。
F =
G物 + G动
n
n = 4
如果滑轮组的重物和动滑轮的总重由 n 根绳子承担，则绳子自由端拉动的距离是重物上升距离的 n 倍，即 s = n h 。
滑 轮 组
定滑轮和动滑轮
滑轮组绳子的绕法
奇动偶定(奇下偶上)
滑 轮 组
定滑轮和动滑轮
F
F
机械效率
由于摩擦的存在以及机械本身有重量，因此使用机械不但不能省功，而且还会多费功。
（1）使用机械时，为了达
到目的必须要做的功
叫做有用功；
（2）使用机械时，虽然不
需要但又不得不做的
功叫做额外功；
（3）有用功与额外功之和
叫做总功。
有用功
额外功
总 功
W总 = W有用 + W额外
机械效率
有用功、额外功和总功
有用功与总功的比值叫做机械效率，用字母h 表示；它反映了有用功在总功中所占的比例。
机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。
机械效率
h =
W有用
W总
×100%
滑轮组机械效率的计算
机械效率
F
G
h
s
h =
G h
F s
×100%
h =
G
nF
×100%
或
斜面和斜面的机械效率
斜面就是一种通过费距离来省力的机械
机械效率
斜面机械效率的测量
机械效率
h =
G h
F s
×100%
影响斜面机械效率的因素
斜面的坡度、斜面表面的粗糙度等
1.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向
地面投放救灾物资。投下物资后，飞机的动能和势能
发生变化是（ ）
A 动能不变，势能减小 B 动能变小，势能不变
C 动能和势能都变小 D 动能和势能都不变
中 考 题 选
C
2.下图是日常生活中杠杆的简单应用，其中属于费力杠
杆的是（ ）
中 考 题 选
C
3.在地震营救过程中经常要用到铁棒来撬石头，铁棒在
这里起到了 杠杆（选填“等臂”、“省力”或
“费力”）的作用。
省力
4.小斌同学在做“探究斜面长度是否影响斜面的机械效率”的实验
时，他用弹簧秤拉同一木块，沿高度相同、长度不同的斜面，
从斜面底端匀速拉至斜面顶端，下表是他记录的实验数据。请
你计算出下列表格中的机械效率（结果保留三个有效数字）。
分析上表数据，你得到的结论是：将同一重物沿粗糙程度相同
的斜面移动相同的高度，斜面长度越 时，机械效率越 。
中 考 题 选
52.6%
72.6%
长
小
5.右图是利用某滑轮组提升货物的示意图。已知货物 G
的重力是12N，被匀速提升 0.2 m，绳子自由端所施力
F 为5 N，则以下说法不正确的是（ ）
A 货物 G 所受的拉力与其重力是
一对平衡力
B 有用功是 1J
C 力 F 做的总功是 3J
D 滑轮组的机械效率为80％
中 考 题 选
B
6.如图所示，某人通过滑轮将物体 A 沿水平面匀速向右
拉动了 5 m。已知物体 A 所受地面摩擦力为 40 N，轴
、轮、绳间的摩擦忽略不计。求：
（1）拉力 F 大小是 N。
（2）拉力F所做的功。
中 考 题 选
电 功
电流可以做功并通过电器将电能转化为其它形式的能。
电能→ 光能、声能
和内能
电能→ 机械能
电能→ 化学能
充电时的应急灯
电 视 机
抽油烟机
在物理学中，用电功率描述电流做功（即消耗电能）的快慢。
电流在单位时间内做的功叫做电功率，
用符号 P 表示。
电功率单位也是瓦（W）或千瓦（kW）
电器的电功率
额定电压和额定功率
灯泡和其他用电器上都标有额定电压和额定功率
用电器正常工作时的电压叫做额定电压
用电器在额定电压下工作时消耗的功率叫做额定功率
电器的电功率
同类灯泡的电功率越大，灯泡越亮。
电器消耗的电功率，等于通过这个电器的电流与这个电器两端的电压的乘积。
P = I U
公式中符号的意义和单位：
I —— 流过电器的电流（A）；
U —— 电器两端的电压（V）；
P —— 电器的电功率（W）。
1瓦 = 1伏·安 1W = 1V·A
电功率和电功的计算
电功的计算
电流所做的功叫做电功，用W表示。
P = —
W
t
W = Pt = U I t
W = U I t
电功的单位也是焦（J）
1焦 = 1伏·安·秒 1J = 1V·A·s
电功率和电功的计算
纯电阻电器的电功和电功率的计算
有些电器（白炽灯、电热器等）可看作是一个电阻器，我们把这类电器叫做纯电阻电器。
对于纯电阻电器，它的电流、电压和电阻符合欧姆定律。
I = —
U
R
电功率和电功的计算
对于纯电阻电器，电功率公式还可写成：
（1）灯泡亮度是由实际电功率大小决定，与额定功率无
关。只有在灯泡两端的电压等于额定电压时，实际
电功率才等于额定电功率。
纯电阻电器的电功和电功率的计算
电功率和电功的计算
P =
U
R
P = I R 或
2
2
（2）若纯电阻电器（白炽灯或电炉）的实际电压不等于
额定电压，则应该先根据额定电压U0和额定功率P0
算出纯电阻电器的电阻 R = U20／P0 ，再根据电器
的实际电压 U 或实际电流 I 用公式 P =U2／R 或
P = I2 R 算出电器消耗的实际电功率。
电能的计量和测量
焦（J）这个单位太小，用起来很不方便。因此在生产和生活中常用千瓦时（也就是我们常说的度）作为电功（电能）的单位，符号为 kW·h 。
1千瓦时 = 1千瓦×1小时 = 103瓦×3600秒 =3.6×106焦
1 kW·h = 3.6×106 J
电路消耗电能的计算方法：W = Pt
例：“ 220 V 40 W”的灯泡正常工作 5 小时,电流所做的功
即消耗的电能为多少
解：P = 40 W = 0.04 kW t = 5 h
灯泡消耗的电能大小为：
W = Pt = 0.04kW×5h = 0.2kW·h
电能表又叫做电度表，利用它可以测量用电器在某一段时间里消耗的电能。
电 能 表
电能的计量和测量
利用电能表可粗测用电器的电功率
测量原理：
P = —
W
t
需要的测量工具：
钟表和电能表
需要测量的数据：
时间 t 和这段时间
内电能表转盘转动
的圈数 n
电能的计量和测量
电 能 表
P = — = ———————
W
t
— ×3.6×106 J
n
N
t
计算：
N
实验目标：
1.学习使用电流表和电压表测量用电器电功率的方法；
2.了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对
额定电压和额定功率的理解。
实验原理：
P = U I
小灯泡（标有额定电压，未标明额定功率）、电池组、
开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器。
实验器材：
实验：测量小灯泡的功率
实验过程：
1.连接实验电路，连接电路时，开关应断开；
实验：测量小灯泡的功率
2.闭合开关前，滑动变阻器应调到最大阻值处；
3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数小于、
等于和略大于灯泡的额定电压，分别读出电流表的
示数，并且观察小灯泡的亮度。
4.记录实验数据和现象，并计算灯泡的电功率；
序 号 电压/伏 电流/安 功率/瓦 灯泡亮度
1 2.0
2 2.5
3 3.0
实验过程：
1.连接实验电路，连接电路时，开关应断开；
实验：测量小灯泡的功率
常用的电热器
当电流通过各种导体时会使导体的温度升高，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的
电热器的主要部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝做成的。
常用的电热器
电热的计算
实验证明：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。这个规律叫做焦耳定律。
Q = I2 R t
公式中的Q、I、R、t 的单位分别为J、A、W、s。
电熨斗通电时，电能全部转化成内能；
电吹风机通电时，电能转化成内能和机械能。
如果电器通电时，消耗电能全部转化成内能，这种电器叫做纯电阻电器。
电热的计算
对于纯电阻电器（如白炽灯、电炉、电烙铁、电熨斗等），电功 = 电热；对于非纯电阻电器（如电动机、电吹风、电脑等）， 电功＞电热。
对于纯电阻电器，电流产生的热量除了可用公式：Q = I2 Rt计算，还可以用下面公式进行计算：
Q = Pt 、Q = UIt 、Q = — t
U 2
R
对于非纯电阻电器，电流产生的热量只能用公式： Q = I2 Rt 来计算。
电热的计算
7.如图，灯L上标有“6V 3W”字样，开关S闭合，滑片 P
移至a端时，电流表的示数为 0.6A，灯 L 正常发光。
则每分钟电流通过 L 所做的功为 J。滑动变阻器
的最大阻值为 Ω。
中 考 题 选
8.某同学在做“测定小灯泡功率”的实验中，连接电路后，闭合开关
，移动滑动变阻器滑片P过程中发现，灯泡变亮时，电压表示数
反而减小，灯泡变暗时，电压表示数反而增大。经检查所用器材
均完好。
（1）你认为下图中与上述实验现象相符的电路图是 。
（2）若按该同学所连接的电路进行实验，结果两表的示数如下图
（已知电源电压为6V），则电流表的示数为 A，电压表
的示数为 V；测得小灯泡的实际功率为 W。
（2006年）
中 考 题 选
9.小珊同学想把一只铭牌为 “ 1.5V 1.5W ” 的小灯泡接在
电源电压为 6 V 的蓄电池上正常使用，请通过计算说明
应串联一个多大的电阻？
中 考 题 选
10.现有一盏只知道额定电压为3.8V的小灯泡，小丽同学按电路图
甲连接实物图乙，但电压表还没有接入，请你帮她把电压表接
入电路。（用规定的笔画线代替导线，画在答题卡图中的相应
位置）；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最 端（选
填“左”、“右”）；闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片使电压
表的读数为3.8V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡正
常工作时的电流为 安，电阻为 欧，通电 100 秒钟消
耗的电能为 焦。
中 考 题 选
11.小明自制了一盏可调节亮度的台灯，电路图如图，小
灯泡规格是“ 6V3W ”。
请完成以下问题：
（1）粗心的小明忘记把灯泡画
上去，你认为灯泡应该画
在 之间(填“ab”或“cd”)
（2）连接电路过程中开关应该 。
（3）正常发光时小灯泡的电阻大小为 W。
（4）小明认为台灯暗时比亮时省电，但小林认为台灯光
线暗时滑动变阻器消耗的电能却增多，所以不省电
，你认为他们谁正确 （填人名）。
中 考 题 选
中 考 题 选
12.图中的电路中，当开关S1由断开到闭合，下列判断正
确的是（ ）
A 电流表 A 的示数将变大
B 电压表 V 的示数将变小
C 通过电阻 R1 的电流不变
D 电阻 R2 的功率变小
A
中 考 题 选
13.伽利略的比萨斜塔实验中，关于铁球下落过程的说法
正确的是（ ）
A 铁球的惯性在不断增加
B 铁球的运动速度在不断增加
C 铁球所受空气浮力在不断增加
D 铁球具有的动能在不断向势能转化
B
中 考 题 选
14.有一只标有“220V，110W”，字样的灯泡L1。求：
（1）1.1度的电可供该灯泡正常工作 小时。
（2）该灯泡L1的电阻阻值大小
（3）若把L1与标有“220V，1A”的另一只灯泡L2串联
接到220V 的电路中，求Ll 实际消耗的电功率是
多少瓦 （结果保留整数）
物体内部大量做无规则热运动的粒子所具有能叫内能
热能是内能的俗称
内 能
物体的内能与温度有关
对于同一个物体，温度升高，物体的内能增大；温度降低，内能减少。
炽热的钢水具有内能
冰冷的雪也具有内能
任何物体在任何温度下都具有内能
内 能
做功可以改变物体的内能
对物体做功，物体的内能增加（温度升高）；
物体对外做功，物体的内能减少（温度降低）。
内能的变化
热传递可以改变物体的内能
（1）温度不同的两个物体相互接触或靠近时，低温
物体温度升高，内能增加；高温物体温度降低
，内能减少，这种现象叫做热传递。
（4）热传递的本质是物体间内能的传递。
（2）热传递产生的条件：物体间存在温度差。
（3）热传递的方式有三种：传导、对流和辐射。
内能的变化
（5）热传递的过程中，传递能量的多少叫做热量，
用符号 Q 表示；
在热传递过程中，低温物体吸收热量，内能增加；高温物体放出热量，内能减少。
（6）热量和内能的单位都是焦（J）
热传递可以改变物体的内能
内能的变化
改变物体内能的方法
做 功
热传递
等 效
做功——能量的转化
热传递——能量的转移
内能的变化
热量的计算
利用物质的比热容可以计算热传递过程中物体吸收的热量。
1 千克的某种物质温度升高 1 ℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热，用符号 c 表示。
水的比热 c水 = 4.2×103 J／（Kg·℃）
意义： 1kg 的水温度升高 1℃时吸收的热量
是 4.2×103 J
Q吸 = c m（t–t0）
式中：Q 吸是物体吸收的热量，J ；
c 是物体的比热容，J/（kg·℃）；
m 是物体的质量，kg；
t0 和 t 分别是物体加热前后的温度，℃。
热量的计算
Q放 = c m（t0–t）
式中：Q 放是物体放出的热量，J ；
c 是物体的比热容，J/（kg·℃）；
m 是物体的质量，kg；
t0 和t 分别是物体降温前后的温度，℃。
内能在人类生活中的应用
1.用于加热物体（烹饪、取暖等）
2.可以转化为机械能来做功（蒸汽机、内
燃机、火箭等）
获得大量的内能的方法
燃料燃烧是人类获得内能的主要方法
在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。
燃料的热值
由于成分不同，相同质量的不同的燃料燃烧时放出的热量是不同的。
我们把 1 kg 的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用 q 表示，单位为 J/kg 。
热值是燃料的一种性质
燃烧放热的计算公式:
Q放 = q×m
Q放 —— 燃料燃烧放出的热量，焦（J）；
q —— 燃料的热值，焦/千克（J/kg）；
m —— 燃烧的燃料的质量，千克（kg）。
燃料的热值
自然界的各种现象是互相联系的，各种形式的能量都不是孤立的，在一定的条件下它们之间可以相互转化。
摩擦生热：
机械能→内能
光合作用：
光能→化学能
燃料燃烧：
化学能→内能和光能
发电机：
机械能→电能
电动机：
电能→机械能
电池放电：
化学能→电能
电池充电：
电能→化学能
裂变和聚变：
核能→内能
电热器：
电能→内能
内燃机：
化学能→内能→机械能
能量转化和守恒定律
能量既不会消灭，也不会产生。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给另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变。
能量转化和守恒定律
能量的转移和转化有一定的方向性
15.循环经济要求对固体废弃物进行资源化处理变废为宝
，深圳最大的盐田垃圾发电厂利用垃圾发电，这是将
垃圾中的 能转化为电能。
中 考 题 选
化学
16.一壶水加热至沸腾，并顶起壶盖，下列说法正确的是
（ ）
A 壶盖被顶起，水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能
B 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气
C 壶嘴冒出的“白气”，是水的蒸发现象
D 旁边玻璃上布满了水珠是水蒸气的凝华现象
A
The End
复习专题五
能的转化和能量守恒
考 点 要 求
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
各种形式的能量
机械能
声 能
化学能
光 能
热 能
动能
势能
核 能
电 能
能量有多种形式
动 能
物体由于运动而具有的能叫做动能。
机 械 能
实验：探究影响物体动能大小的因素
质量相同的物体，速度越大，动能越大；
动 能
机 械 能
速度相同的运动物体，质量越大，动能越大。
实验：探究影响物体动能大小的因素
动 能
机 械 能
结论：物体的动能大小，既与物体的速度有关，
又与物体的质量有关。质量相同的物体，
速度越大，它的动能越大；速度相同的物
体，质量越大，它的动能越大。
实验：探究影响物体动能大小的因素
动 能
机 械 能
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能
势 能
机 械 能
物体的质量越大，位置越高，
具有的重力势能就越大。
物体由于发生形变而具有的势能叫做弹性势能
势 能
弹性势能大小跟物体弹性形变的大小有关。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
机 械 能
有些物体同时具有动能与势能
动能与势能的和叫做机械能
机 械 能
动能和势能的转化
几个动能与势能的转化的实例
摆锤的摆动
向下摆：重力势能 → 动能
向上摆：动能 → 重力势能
滚摆的运动
向下摆：重力势能 → 动能
向上摆：动能 → 重力势能
动能和势能的转化
几个动能与势能的转化的实例
过山车
向下运动：重力势能 → 动能
向上运动：动能 → 重力势能
动能和势能的转化
几个动能与势能的转化的实例
水力发电过程中的能量转化
水的重力势能→水的动能
水的动能→水轮机的动能
水轮机的动能→电能
动能和势能的转化
物体的动能和势能可以相互转化
如果只有动能与势能相互转化，则机械能的总量将保持不变，或者说机械能是守恒的。
动能和势能的转化
由于太空中没有摩擦阻力，卫星在运动过程中的机械能守恒，即动能与重力势能相互转化，其总和保持不变。
由远地点向近地点运动时：重力势能 → 动能
由近地点向远地点运动时：动能 → 重力势能
功 的 概 念
如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
F
F
S
F
力做功也常说成物体做功（即施力物体做功），如运动员对杠铃做功，马对马车做功。
功
做功的两个必要因素
作用在物体上的力
物体在力的方向上通过的距离
不做功的几种情况
有力无距离（劳而无功）
有距离无力（不劳无功）
力和距离垂直
功
功
力和距离垂直
有力无距离
（劳而无功）
有距离无力（不劳无功）
冰块在光滑的冰面上滑动
v
G
不做功的几种情况
功 的 计 算
1.科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离
的乘积。
2.功的计算公式：
如果用 F 表示力，S 表示物体在力的方向上通过的距离，W 表示功，则功的计算公式可表示为：
W = F S
3.功的单位
在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦（J）。
1焦 = 1牛·米 1 J = 1N·m
把一只鸡蛋举高 2 米，做的功大约是 1 焦。
为了简便，常常把将重力为G 的物体匀速举高 h 所做的功直接用公式W = G h 计算。
功 的 计 算
G
G
F
h
做功的过程实质上就是能量转化的过程
力对物体做多少功，就有多少能量发生转化。
功是能量转化多少的量度
能的单位与功的单位一样，都是焦耳（J）。
功 的 计 算
1.功率的概念
单位时间里完成的功叫做功率，用符号 P 表示。
2.功率的意义
功率反映了物体做功的快慢，也就是能量转化的快慢。
3.功率的公式
P = —
W
t
用 W 表示功，t 表示做功所用的时间，则功率 P
的计算公式为：
功 率
4.功率的单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦（W）。
1瓦 = 1焦/秒 1 W = 1 J/s
常用的功率单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。
1kW = 1000 W 1MW = 1000kW = 106 W
传统功率又叫马力，传统的功率单位是匹。
1匹 = 735瓦 1 P = 735 W
功 率
最简单的机械 —— 杠杆和滑轮
杠 杆
什么是杠杆？
一根硬棒在外力作用下，
能绕固定点转动，这根硬棒叫
做杠杆。
杠 杆
o
F1
F2
L1
L2
杠杆有五个基本要素：
支点O、动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2。
力臂的概念和画法
1.力臂的概念：
支点到力的作用线的距离叫做力臂，用 L 表示。
F2
F1
O
L1
L2
力产生的转动效果不仅与力的大小有关，还与力臂的大小有关；
2.若力的作用线通过支点，则该力的力臂为零，力没有转动效果；
F
O
L = 0
3.当力的方向跟支点与力的作用点的连线垂直时，力臂最大。
O
F
L
L 最大
实际应用的杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的。
杠 杆
动力 动力臂 = 阻力 阻力臂
F1 L1 = F2 L2
杠杆的平衡条件
杠 杆
杠 杆 的 应 用
（1）省力杠杆（动力臂大于阻力臂的杠杆）
因为 L1 ﹥ L2
所以 F1 ﹤ F2
F1 L1 = F2 L2
（即用较小的动力可以
克服较大的阻力）
杠 杆
省力的杠杆费距离
F1
F2
O
O
S1
S2
F1＜F2 ，S1＞S2
杠 杆 的 应 用
杠 杆
（1）省力杠杆（动力臂大于阻力臂的杠杆）
（2）费力杠杆（动力臂小于阻力臂的杠杆）
因为 L1 ﹤ L2
所以 F1 ﹥ F2
F1 L1 = F2 L2
（所用的动力大于阻力）
O
杠 杆 的 应 用
杠 杆
费力的杠杆省距离
F1
F2
O
S1
S2
F1 ＞ F2 ，S1 ＜ S2
F1
F2
O
（2）费力杠杆（动力臂小于阻力臂的杠杆）
杠 杆 的 应 用
杠 杆
费力杠杆虽然费力，但可以省距离，给使用带来方便。
（2）费力杠杆（动力臂小于阻力臂的杠杆）
杠 杆 的 应 用
杠 杆
（3）等臂杠杆（动力臂等于阻力臂的杠杆）
因为 L1 = L2
所以 F1 = F2
F1 L1 = F2 L2
G1 = G2
m1 = m2
我们用来测量质量的天平就是一个等臂杠杆
杠 杆 的 应 用
杠 杆
什么是滑轮？
滑轮是一种周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
滑轮常用于吊装物体，也是一种简单机械。
定滑轮和动滑轮
定 滑 轮
定滑轮的中心轴固定不动。
定滑轮的特点
使用定滑轮不省力，但可改变动力的方向。
定滑轮相当于
一个等臂杠杆。
定滑轮和动滑轮
定 滑 轮
动 滑 轮
动滑轮会随被吊物体一起运动。
定滑轮和动滑轮
动滑轮的特点
使用动滑轮可省一半力，但不能改变动力的方向，且费两倍的距离。
定滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆
动 滑 轮
定滑轮和动滑轮
滑 轮 组
滑轮组既可省力又能够改变力的方向
定滑轮和动滑轮
定滑轮
动滑轮
使用滑轮组时，若不计摩擦和绳重，重物和动滑轮的总重由几根绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。
F =
G物 + G动
n
n = 4
如果滑轮组的重物和动滑轮的总重由 n 根绳子承担，则绳子自由端拉动的距离是重物上升距离的 n 倍，即 s = n h 。
滑 轮 组
定滑轮和动滑轮
滑轮组绳子的绕法
奇动偶定(奇下偶上)
滑 轮 组
定滑轮和动滑轮
F
F
机械效率
由于摩擦的存在以及机械本身有重量，因此使用机械不但不能省功，而且还会多费功。
（1）使用机械时，为了达
到目的必须要做的功
叫做有用功；
（2）使用机械时，虽然不
需要但又不得不做的
功叫做额外功；
（3）有用功与额外功之和
叫做总功。
有用功
额外功
总 功
W总 = W有用 + W额外
机械效率
有用功、额外功和总功
有用功与总功的比值叫做机械效率，用字母h 表示；它反映了有用功在总功中所占的比例。
机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。
机械效率
h =
W有用
W总
×100%
滑轮组机械效率的计算
机械效率
F
G
h
s
h =
G h
F s
×100%
h =
G
nF
×100%
或
斜面和斜面的机械效率
斜面就是一种通过费距离来省力的机械
机械效率
斜面机械效率的测量
机械效率
h =
G h
F s
×100%
影响斜面机械效率的因素
斜面的坡度、斜面表面的粗糙度等
1.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向
地面投放救灾物资。投下物资后，飞机的动能和势能
发生变化是（ ）
A 动能不变，势能减小 B 动能变小，势能不变
C 动能和势能都变小 D 动能和势能都不变
中 考 题 选
C
2.下图是日常生活中杠杆的简单应用，其中属于费力杠
杆的是（ ）
中 考 题 选
C
3.在地震营救过程中经常要用到铁棒来撬石头，铁棒在
这里起到了 杠杆（选填“等臂”、“省力”或
“费力”）的作用。
省力
4.小斌同学在做“探究斜面长度是否影响斜面的机械效率”的实验
时，他用弹簧秤拉同一木块，沿高度相同、长度不同的斜面，
从斜面底端匀速拉至斜面顶端，下表是他记录的实验数据。请
你计算出下列表格中的机械效率（结果保留三个有效数字）。
分析上表数据，你得到的结论是：将同一重物沿粗糙程度相同
的斜面移动相同的高度，斜面长度越 时，机械效率越 。
中 考 题 选
52.6%
72.6%
长
小
5.右图是利用某滑轮组提升货物的示意图。已知货物 G
的重力是12N，被匀速提升 0.2 m，绳子自由端所施力
F 为5 N，则以下说法不正确的是（ ）
A 货物 G 所受的拉力与其重力是
一对平衡力
B 有用功是 1J
C 力 F 做的总功是 3J
D 滑轮组的机械效率为80％
中 考 题 选
B
6.如图所示，某人通过滑轮将物体 A 沿水平面匀速向右
拉动了 5 m。已知物体 A 所受地面摩擦力为 40 N，轴
、轮、绳间的摩擦忽略不计。求：
（1）拉力 F 大小是 N。
（2）拉力F所做的功。
中 考 题 选
电 功
电流可以做功并通过电器将电能转化为其它形式的能。
电能→ 光能、声能
和内能
电能→ 机械能
电能→ 化学能
充电时的应急灯
电 视 机
抽油烟机
在物理学中，用电功率描述电流做功（即消耗电能）的快慢。
电流在单位时间内做的功叫做电功率，
用符号 P 表示。
电功率单位也是瓦（W）或千瓦（kW）
电器的电功率
额定电压和额定功率
灯泡和其他用电器上都标有额定电压和额定功率
用电器正常工作时的电压叫做额定电压
用电器在额定电压下工作时消耗的功率叫做额定功率
电器的电功率
同类灯泡的电功率越大，灯泡越亮。
电器消耗的电功率，等于通过这个电器的电流与这个电器两端的电压的乘积。
P = I U
公式中符号的意义和单位：
I —— 流过电器的电流（A）；
U —— 电器两端的电压（V）；
P —— 电器的电功率（W）。
1瓦 = 1伏·安 1W = 1V·A
电功率和电功的计算
电功的计算
电流所做的功叫做电功，用W表示。
P = —
W
t
W = Pt = U I t
W = U I t
电功的单位也是焦（J）
1焦 = 1伏·安·秒 1J = 1V·A·s
电功率和电功的计算
纯电阻电器的电功和电功率的计算
有些电器（白炽灯、电热器等）可看作是一个电阻器，我们把这类电器叫做纯电阻电器。
对于纯电阻电器，它的电流、电压和电阻符合欧姆定律。
I = —
U
R
电功率和电功的计算
对于纯电阻电器，电功率公式还可写成：
（1）灯泡亮度是由实际电功率大小决定，与额定功率无
关。只有在灯泡两端的电压等于额定电压时，实际
电功率才等于额定电功率。
纯电阻电器的电功和电功率的计算
电功率和电功的计算
P =
U
R
P = I R 或
2
2
（2）若纯电阻电器（白炽灯或电炉）的实际电压不等于
额定电压，则应该先根据额定电压U0和额定功率P0
算出纯电阻电器的电阻 R = U20／P0 ，再根据电器
的实际电压 U 或实际电流 I 用公式 P =U2／R 或
P = I2 R 算出电器消耗的实际电功率。
电能的计量和测量
焦（J）这个单位太小，用起来很不方便。因此在生产和生活中常用千瓦时（也就是我们常说的度）作为电功（电能）的单位，符号为 kW·h 。
1千瓦时 = 1千瓦×1小时 = 103瓦×3600秒 =3.6×106焦
1 kW·h = 3.6×106 J
电路消耗电能的计算方法：W = Pt
例：“ 220 V 40 W”的灯泡正常工作 5 小时,电流所做的功
即消耗的电能为多少
解：P = 40 W = 0.04 kW t = 5 h
灯泡消耗的电能大小为：
W = Pt = 0.04kW×5h = 0.2kW·h
电能表又叫做电度表，利用它可以测量用电器在某一段时间里消耗的电能。
电 能 表
电能的计量和测量
利用电能表可粗测用电器的电功率
测量原理：
P = —
W
t
需要的测量工具：
钟表和电能表
需要测量的数据：
时间 t 和这段时间
内电能表转盘转动
的圈数 n
电能的计量和测量
电 能 表
P = — = ———————
W
t
— ×3.6×106 J
n
N
t
计算：
N
实验目标：
1.学习使用电流表和电压表测量用电器电功率的方法；
2.了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对
额定电压和额定功率的理解。
实验原理：
P = U I
小灯泡（标有额定电压，未标明额定功率）、电池组、
开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器。
实验器材：
实验：测量小灯泡的功率
实验过程：
1.连接实验电路，连接电路时，开关应断开；
实验：测量小灯泡的功率
2.闭合开关前，滑动变阻器应调到最大阻值处；
3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数小于、
等于和略大于灯泡的额定电压，分别读出电流表的
示数，并且观察小灯泡的亮度。
4.记录实验数据和现象，并计算灯泡的电功率；
序 号 电压/伏 电流/安 功率/瓦 灯泡亮度
1 2.0
2 2.5
3 3.0
实验过程：
1.连接实验电路，连接电路时，开关应断开；
实验：测量小灯泡的功率
常用的电热器
当电流通过各种导体时会使导体的温度升高，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的
电热器的主要部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝做成的。
常用的电热器
电热的计算
实验证明：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。这个规律叫做焦耳定律。
Q = I2 R t
公式中的Q、I、R、t 的单位分别为J、A、W、s。
电熨斗通电时，电能全部转化成内能；
电吹风机通电时，电能转化成内能和机械能。
如果电器通电时，消耗电能全部转化成内能，这种电器叫做纯电阻电器。
电热的计算
对于纯电阻电器（如白炽灯、电炉、电烙铁、电熨斗等），电功 = 电热；对于非纯电阻电器（如电动机、电吹风、电脑等）， 电功＞电热。
对于纯电阻电器，电流产生的热量除了可用公式：Q = I2 Rt计算，还可以用下面公式进行计算：
Q = Pt 、Q = UIt 、Q = — t
U 2
R
对于非纯电阻电器，电流产生的热量只能用公式： Q = I2 Rt 来计算。
电热的计算
7.如图，灯L上标有“6V 3W”字样，开关S闭合，滑片 P
移至a端时，电流表的示数为 0.6A，灯 L 正常发光。
则每分钟电流通过 L 所做的功为 J。滑动变阻器
的最大阻值为 Ω。
中 考 题 选
8.某同学在做“测定小灯泡功率”的实验中，连接电路后，闭合开关
，移动滑动变阻器滑片P过程中发现，灯泡变亮时，电压表示数
反而减小，灯泡变暗时，电压表示数反而增大。经检查所用器材
均完好。
（1）你认为下图中与上述实验现象相符的电路图是 。
（2）若按该同学所连接的电路进行实验，结果两表的示数如下图
（已知电源电压为6V），则电流表的示数为 A，电压表
的示数为 V；测得小灯泡的实际功率为 W。
（2006年）
中 考 题 选
9.小珊同学想把一只铭牌为 “ 1.5V 1.5W ” 的小灯泡接在
电源电压为 6 V 的蓄电池上正常使用，请通过计算说明
应串联一个多大的电阻？
中 考 题 选
10.现有一盏只知道额定电压为3.8V的小灯泡，小丽同学按电路图
甲连接实物图乙，但电压表还没有接入，请你帮她把电压表接
入电路。（用规定的笔画线代替导线，画在答题卡图中的相应
位置）；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最 端（选
填“左”、“右”）；闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片使电压
表的读数为3.8V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡正
常工作时的电流为 安，电阻为 欧，通电 100 秒钟消
耗的电能为 焦。
中 考 题 选
11.小明自制了一盏可调节亮度的台灯，电路图如图，小
灯泡规格是“ 6V3W ”。
请完成以下问题：
（1）粗心的小明忘记把灯泡画
上去，你认为灯泡应该画
在 之间(填“ab”或“cd”)
（2）连接电路过程中开关应该 。
（3）正常发光时小灯泡的电阻大小为 W。
（4）小明认为台灯暗时比亮时省电，但小林认为台灯光
线暗时滑动变阻器消耗的电能却增多，所以不省电
，你认为他们谁正确 （填人名）。
中 考 题 选
中 考 题 选
12.图中的电路中，当开关S1由断开到闭合，下列判断正
确的是（ ）
A 电流表 A 的示数将变大
B 电压表 V 的示数将变小
C 通过电阻 R1 的电流不变
D 电阻 R2 的功率变小
A
中 考 题 选
13.伽利略的比萨斜塔实验中，关于铁球下落过程的说法
正确的是（ ）
A 铁球的惯性在不断增加
B 铁球的运动速度在不断增加
C 铁球所受空气浮力在不断增加
D 铁球具有的动能在不断向势能转化
B
中 考 题 选
14.有一只标有“220V，110W”，字样的灯泡L1。求：
（1）1.1度的电可供该灯泡正常工作 小时。
（2）该灯泡L1的电阻阻值大小
（3）若把L1与标有“220V，1A”的另一只灯泡L2串联
接到220V 的电路中，求Ll 实际消耗的电功率是
多少瓦 （结果保留整数）
物体内部大量做无规则热运动的粒子所具有能叫内能
热能是内能的俗称
内 能
物体的内能与温度有关
对于同一个物体，温度升高，物体的内能增大；温度降低，内能减少。
炽热的钢水具有内能
冰冷的雪也具有内能
任何物体在任何温度下都具有内能
内 能
做功可以改变物体的内能
对物体做功，物体的内能增加（温度升高）；
物体对外做功，物体的内能减少（温度降低）。
内能的变化
热传递可以改变物体的内能
（1）温度不同的两个物体相互接触或靠近时，低温
物体温度升高，内能增加；高温物体温度降低
，内能减少，这种现象叫做热传递。
（4）热传递的本质是物体间内能的传递。
（2）热传递产生的条件：物体间存在温度差。
（3）热传递的方式有三种：传导、对流和辐射。
内能的变化
（5）热传递的过程中，传递能量的多少叫做热量，
用符号 Q 表示；
在热传递过程中，低温物体吸收热量，内能增加；高温物体放出热量，内能减少。
（6）热量和内能的单位都是焦（J）
热传递可以改变物体的内能
内能的变化
改变物体内能的方法
做 功
热传递
等 效
做功——能量的转化
热传递——能量的转移
内能的变化
热量的计算
利用物质的比热容可以计算热传递过程中物体吸收的热量。
1 千克的某种物质温度升高 1 ℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热，用符号 c 表示。
水的比热 c水 = 4.2×103 J／（Kg·℃）
意义： 1kg 的水温度升高 1℃时吸收的热量
是 4.2×103 J
Q吸 = c m（t–t0）
式中：Q 吸是物体吸收的热量，J ；
c 是物体的比热容，J/（kg·℃）；
m 是物体的质量，kg；
t0 和 t 分别是物体加热前后的温度，℃。
热量的计算
Q放 = c m（t0–t）
式中：Q 放是物体放出的热量，J ；
c 是物体的比热容，J/（kg·℃）；
m 是物体的质量，kg；
t0 和t 分别是物体降温前后的温度，℃。
内能在人类生活中的应用
1.用于加热物体（烹饪、取暖等）
2.可以转化为机械能来做功（蒸汽机、内
燃机、火箭等）
获得大量的内能的方法
燃料燃烧是人类获得内能的主要方法
在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。
燃料的热值
由于成分不同，相同质量的不同的燃料燃烧时放出的热量是不同的。
我们把 1 kg 的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用 q 表示，单位为 J/kg 。
热值是燃料的一种性质
燃烧放热的计算公式:
Q放 = q×m
Q放 —— 燃料燃烧放出的热量，焦（J）；
q —— 燃料的热值，焦/千克（J/kg）；
m —— 燃烧的燃料的质量，千克（kg）。
燃料的热值
自然界的各种现象是互相联系的，各种形式的能量都不是孤立的，在一定的条件下它们之间可以相互转化。
摩擦生热：
机械能→内能
光合作用：
光能→化学能
燃料燃烧：
化学能→内能和光能
发电机：
机械能→电能
电动机：
电能→机械能
电池放电：
化学能→电能
电池充电：
电能→化学能
裂变和聚变：
核能→内能
电热器：
电能→内能
内燃机：
化学能→内能→机械能
能量转化和守恒定律
能量既不会消灭，也不会产生。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给另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变。
能量转化和守恒定律
能量的转移和转化有一定的方向性
15.循环经济要求对固体废弃物进行资源化处理变废为宝
，深圳最大的盐田垃圾发电厂利用垃圾发电，这是将
垃圾中的 能转化为电能。
中 考 题 选
化学
16.一壶水加热至沸腾，并顶起壶盖，下列说法正确的是
（ ）
A 壶盖被顶起，水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能
B 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气
C 壶嘴冒出的“白气”，是水的蒸发现象
D 旁边玻璃上布满了水珠是水蒸气的凝华现象
A
The End